锅炉部点检办2010QC成果报告.doc

NO: 课题报告提高电厂烟气脱硫用石灰石制浆系统出力，降低制浆单耗点检办QC小组2010年8月25日一、 小组概况：锅炉部点检办QC小组成立于2009年3月，所有组员从事锅炉主、辅机检修和设备技术管理工作均在10年以上，他们多年来一直工作在锅炉设备检修维护和技术革新的第一线。组员情况列表如下：小组名称锅炉部点检办QC小组成立时间2009.3注册日期2010.3注册号活动时间2010.3-2010.6活动次数10课题类型创新型小组人数5参加率90%活动课题提高电厂烟气脱硫用石灰石制浆系统出力，降低制浆单耗推进者马玉峰、巩汉强序号姓名性别文化程度小组分工1男大学组织、计划、参与施工2男大专统计、方案设计、施工3男大学方案设计、施工4男研究生设计实施5男大学设计实施二、课题名称：提高电厂烟气脱硫用石灰石制浆系统出力，降低制浆单耗三、选题理由：在火力发电厂湿法烟气脱硫系统中石灰石浆液是进行脱硫化学反应的原材料，其中石灰石浆液中石灰石颗粒的细度、石灰石浆液的浓度、石灰石浆液的单位时间制浆量（制浆系统出力）等因素影响着烟气脱硫系统的脱硫效率和安全运行。 我厂脱硫公用制浆系统采用济南重工生产的FGDM3264型单筒湿式球磨机，采用南非MULTETEO公司制造的VV165-8-1/A-A/45型旋流器，磨尾浆液循环泵为江苏法尔制造的125JTL-250型离心泵。系统投产初期运行比较稳定，设备投运一年以后逐步暴露出一些问题，主要有：循环泵故障率高，泵轮、泵壳磨损严重使用寿命短、磨机及管道故障率高等，设备可靠性仅仅能达到80%左右，严重制约了制浆系统出力，系统设计出力为26.5t/h而制浆系统实际出力徘徊在14-16t/h,制浆电耗、水耗、钢耗偏高，以上问题的存在严重影响了烟气脱硫的运行效率和经济性。本小组在对设备进行长期点检定修和运行参数跟踪的基础上确定了提高制浆系统出力降低制浆单耗为本次QC活动的研究课题，计划通过设备系统改进改造提高设备工作可靠性，通过设计试验确定系统最优工况从而降低制浆电耗、水耗、钢耗达到降本增效和提高脱硫系统可靠性的目的。四、 目标确定经过小组成员在现场调查和对制浆技术考察的基础上初步确定目标为：制浆系统出力提高33%即5t/h，制浆单耗降低30%。五、 原因分析：小组围绕制浆系统出力低的问题多次现场研究、分析、讨论，初步确定了设备运行中制浆系统出力的影响9大因素：1、给料量； 2、湿磨机给料粒径：3、湿磨机入口进水量；4、钢球装载量及钢球大小配比：5、旋流器进口压力：6、磨机出口旋流器分离效果及系统是否有杂物堵塞；7、原料中的杂物含量；8、物料的可磨性系数。9、给料和进入湿磨机工艺水量的配比。根据以上因素小组成员在充分研究论证并结合现场实际生产工艺流程（见附图1）绘制完成了关联图（见附图2）。 附图1五、确定主要原因：小组多次讨论对制浆系统出力的主要原因进行以下理论分析：制浆系统出力实际包含三种出力：球磨机研磨出力、携带出力、旋流器分离出力，整个制浆系统的最终出力取决于三种出力的最小者，三种出力的定义及分析论述如下：5.1球磨机研磨出力5.1.1定义球磨机研磨出力是指单位时间内，在保证一定浆液细度的条件下，球磨机所能磨制的石灰石（石子）量，一般取吨/小时（t/h）为单位。旋流站工作压力高系统出力低单耗高设备故障率高球磨机研磨出力低旋流站分离效率低钢球材质差筒体内衬板磨损钢球破损率高钢球配比不合理沉砂嘴尺寸大旋流站底流量过大旋流器沉沙嘴磨损旋流子振动磨尾浆液泵故障多钢球装载量低运行参数不合理水、料比例失调石子质量差杂质多叶轮、机壳磨损泵机械密封易损坏浆液泵流量过大 附图2 5.1.2影响球磨机研磨出力的主要因素5.1.2.1钢球充满系数与钢球直径（附图2中钢球装载量以及钢球配比） 当筒体筒内液料流速及浆液细度一定的条件下，随着钢球装载量的增加，单位时间内球的撞击次数增加，磨机出力与电机功耗相应增大，当钢球装载量达到一定限度时，筒内钢球下落的有效高度减小，磨机出力增加的程度减小，而电机功耗显著增大，制浆单位电耗增大，另外钢球装载量过多减少了筒体内浆料的相对总量，导致钢球之间撞击研磨的机会增多导致金属消耗大幅增加，钢球直径应按制浆电耗与金属消耗总费用最小的原则选取，并且在运行中及时补充适量直径的钢球，并保持筒体内钢球直径大小配比合适。 实际运行中钢球的硬度及破碎情况对研磨出力同样有重要的影响，一般来讲钢球愈硬破碎率愈低研磨出力相对保持的时间愈长。5.1.2.2球磨机筒体橡胶衬板的完善程度（附图2中筒体内衬板磨损）事实证明筒体橡胶衬板磨损或脱落时，导致筒体内钢球提升高度不足，磨机制浆出力大幅度降低。橡胶衬板的形状对球磨机出力同样有较大影响。5.1.2.5筒体内浆料存量（附图2中水、料比及运行参数项）筒体内浆料量过多，导致研磨不充分出力不足，磨尾石子排出量大；浆料过少，会导致浆液浓度不足或出浆浆液过细，发挥不出研磨潜力，在一定的钢球装载量状态下，筒体内浆料存量有一最佳值可以通过运行调整磨头补水、给料量及浆液循环泵流量试验确定。5.2携带出力5.2.1定义及理论意义携带出力指单位时间内工艺水将磨筒体内浆液带出的能力，其数值取决于工艺水量和旋流器底流量及底流浓度，它的数值体现可以在没有磨尾循环浆液箱没有补水的条件下用磨尾循环浆液泵的流量来体现，在一定的条件下存在一个最佳的携带能力及有一个最佳的磨尾循环泵流量，它的理论最佳值为保证磨机研磨出力最大的情况下，磨尾排除极少量的石子，即保证能够及时将研磨合格的浆液带出磨机筒体的最小浆液泵循环流量。它的意义在于找出理论最佳值保证浆液循环泵电耗最小。（附图2中磨尾浆液泵流量过大项目）5.5.旋流器分离出力5.5.1定义 旋流器分离出力是指旋流器将合格浆液分离出来的能力，细度合格的浆液通过溢流存储到浆液箱待用，不合格的石灰石粗颗粒由底流返回磨机入口入磨重新研磨。旋流分离的效率体现在尽可能多的将合格浆液分离出来，也就是说底流浆液中合格的浆液尽可能少。5.52影响旋流器分离出力（效率）相关因素5.5.2.1旋流器器入口压力 （附图2中旋流器工作压力高项目） 旋流器入口压力过高导致旋流器底流量过大，溢流量合格浆液相对减少，底流内合格浆液相对增加；旋流器压力过低，进入旋流器的浆液流速过低导致分离效率降低。旋流器在设计时有一设计压力，在设备实际运行会根据运行状况适当调整，但调整幅度不宜过大否则将影响分离出力。旋流器入口设计压力为65KPa，实际运行中达到了120KPa，导致旋流器严重偏离设计工况旋流子内分离效率降低5.5.2.2旋流器旋流子沉砂嘴尺寸（附图2中旋流器沉砂嘴磨损项）在一定的旋流器压力下有一个最佳的沉砂嘴通流直径尺寸，沉砂嘴尺寸过大旋流器底流量增大，底流内合格浆液量增大，降低了分离效率，增大力磨尾浆液泵的电耗。沉砂嘴尺寸过小，导致溢流浆液不合格而且沉砂嘴易堵塞。六、 制定对策： 根据主要原因分析通过两次小组活动制定以下对策表：序号要因对策目标措施地点时间负责人1筒体内衬板磨损更换磨损严重的衬板保持衬板完好根据设备运行周期更换筒体内衬板现场2010.5刘2钢球破损率高提高钢球质量钢球破碎率降至5%遴选市场上质量信誉好的钢球供应商严格质量验收物资公司2010.43钢球配比不合理，钢球装载量不足合理选用钢球尺寸配比最佳通过试验确定钢球配比及定期补充钢球现场2010.4-54旋流站底流量过大求取沉砂嘴最佳尺寸减小底流量通过多种尺寸试验确定沉砂嘴最佳尺寸现场2010.4-55旋流站工作压力高增加旋流子数量，同7降低工作压力每台旋流器增装旋流子一个现场2010.36浆液泵流量过大浆液泵重新设计选型浆液泵参数合理将泵的扬程由28m降低为22m 2010.37浆液泵故障多同6并适当降低泵的转速减少故障，延长使用寿命泵转速由原始安装的1470r/min降低为980r/min2010.68旋流器沉砂嘴磨损严重选用耐磨材料制造减轻磨损采用耐磨陶瓷材料2010.5七、实施对策：根据对策表本小组在本年度3-6月实施了一系列改进改造措施如下：1、更换了球磨机筒体磨损严重的防磨橡胶衬板。2、重新确定了钢球的材质、强度标准，选用了适合于石灰石工况的高铬锻造钢球，钢球硬度不低于60，钢球破碎率不大于5%，并通过试验确定了及时补充钢球的数量及大小，保证磨机钢球装载量在最佳值附近。3、经过系统理论计算和现场流量参数试验，分别选用了两种型号的磨尾循环泵。针对原磨尾循环泵使用寿命短，机械密封磨损严重问题，重新选泵时考虑了适当降低泵轮转速以减轻机械密封的损耗；考虑到运行中旋流器工作压力达120KPa，较旋流器设计压力（65KPa）高近一倍，选型时适当降低了磨尾循环泵的扬程。第一台改造选用了HDTL-100型脱硫循环泵，转速由1450r/min降低为980r/min，扬程由26米降低为22米，流量保持不变或略有上升。第二台选用了耐纳特生产的橡胶叶轮离心泵，参数与第一台相同增加了皮带轮调速功能。 4、每台旋流器增加旋流子一套，增大分离出力20%，改善制浆系统管道阻力特性如附图3所示，原阻力特性由绿色曲线改变为蓝色曲线，降低了系统阻力。改造后系统运行工况点改造前系统运行工况点 附图34、分别采用直径35mm、40mm、45mm、50mm四种型号的沉砂嘴进行了旋流器分离效率试验，确定了旋流器最佳尺寸为直径45mm（见附图4、5），为了提高沉砂嘴使用寿命，设计制作了陶瓷材料沉砂嘴。 附图4 附图5 图中间为试验沉砂嘴，两侧为磨损的沉砂嘴八、效果检查：以上改造试验措施于2010年7月全部实施完毕，其效果如下：10.1制浆系统出力由年初的14-17t/h，逐步升至目前的20-21t/h（见附图6）。10.2制浆单耗（电耗、水耗、钢耗）费用合计每吨降低30%（见附图7），制浆成本由136.02元/吨（2009年下半年平均值）降低至活动后125.80元/吨（2010年7月8月平均值），每吨节约制浆成本：136.02125.80=10.22元按电厂一年供浆13.5万吨计算，年节约资金：13.510.22=135万元。另外设备可靠性的提高增强了制浆系统供浆能力，保证了电厂烟气脱硫效率，环保经济效益显著。 活动前 活动中 活动后 附图6 附图7九、 制定巩固措施为了保持系统在较高出力下运行小组讨论制定以下巩固措施：1、定期添加钢球以补充筒体内钢球的磨损，每周加球1次，每次加球50公斤，钢球直径为50mm和60mm；2、保持旋流器工作压力在80-110KPa，在此压力下旋流器的分离效率最高。十、总结及今后打算节能减排减轻环境污染为子孙后代留下一片碧水蓝天是我们每一个人的美好愿望，本小组成员基于这一共同的目标团结协作不断创新，通过大家共同努力使脱硫公用系统设备工作可靠性由活动前75%提高至现在的92%，制浆出力提高30%，制浆单耗降低30%，完全