四川某公司現(xiàn)裝機(jī)兩臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐，機(jī)組分兩期建設(shè)，分別于2004年1月和2006年1月投產(chǎn)。使用的石灰石見(jiàn)表1。
1、電廠原有石灰石系統(tǒng)介紹
循環(huán)流化床
鍋爐作為一種環(huán)保爐型，采用的是燃煤與石灰石混燃脫硫，石灰石的入爐粒度要求有嚴(yán)格要求。本電廠一期、二期工程均采用購(gòu)買經(jīng)初破至一定粒度的石灰石粉，在廠區(qū)西側(cè)設(shè)置的制粉站進(jìn)行二級(jí)破碎。破碎系統(tǒng)共兩套，每套破碎系統(tǒng)設(shè)計(jì)出力為30t/h。破碎機(jī)采用的是德國(guó)奧貝瑪破碎裝置，出力為30 t/h。
原有的石灰石破碎系統(tǒng)主要是出力小，粒度不能滿足人爐要求。
2、破碎方式的選擇
據(jù)了解目前國(guó)內(nèi)用于石灰石破碎的設(shè)備類型主要有
球磨機(jī)、振動(dòng)磨、錘擊磨、輥壓磨、沖旋式制粉系統(tǒng)等，從這些破碎設(shè)備生產(chǎn)的產(chǎn)品粒度來(lái)講，上述設(shè)備生產(chǎn)的石灰石粉劑，均能滿足電廠CFB鍋爐爐內(nèi)脫硫工藝的要求石灰石粒度，但其
粉碎機(jī)理、產(chǎn)品活性、粒度組成、生產(chǎn)成本、以及輔機(jī)配置均不相同。
2.1球磨機(jī)
球磨機(jī)的粉碎機(jī)理是鋼球與物料之間研磨和撞擊，生產(chǎn)的石灰石粉料顆粒呈球形為主，顆粒內(nèi)部少裂紋，屬于實(shí)心體。用于循環(huán)流化床鍋爐的脫硫反應(yīng)，與S02的接觸面較小，不利于脫硫反應(yīng)，即其活性不夠理想。而且球磨機(jī)本身結(jié)構(gòu)龐大，運(yùn)行噪音、功率消耗都很大，與之配套的輔助設(shè)備也復(fù)雜，既需要有提升較高的進(jìn)料設(shè)備，又需要有風(fēng)機(jī)、分級(jí)機(jī)、除塵器等，相應(yīng)的需要建設(shè)較大的建筑物，投資、生產(chǎn)成本都很大。
但球磨杌有其特有的優(yōu)點(diǎn)：比較成熟，可靠性較高。
2.2輥壓磨
輥壓磨的粉碎機(jī)理是擠壓和研磨，生產(chǎn)的石灰石粉料顆粒呈扁平狀為多，顆粒內(nèi)部有裂紋。用于循環(huán)流化床鍋爐的脫硫反應(yīng)，與S02的接觸面要比球磨機(jī)生產(chǎn)的石灰石粉料大，其活性相對(duì)較好。
但是，用輥壓磨磨細(xì)石灰石，需要有多對(duì)輥?zhàn)咏M合，才能使石灰石粒度達(dá)到鍋爐脫硫工藝的要求，而且輥?zhàn)拥凝X形通常為長(zhǎng)條形，比較容易磨損，輥?zhàn)颖荒コ裳ɑ蚬模┬魏�，其石灰石粒度難以控制，粒度組成更難保證；輥壓磨運(yùn)行時(shí)噪音較大，運(yùn)行中有振動(dòng)，設(shè)備本身的密封難做好，漏粉或揚(yáng)塵情況較嚴(yán)重，設(shè)備周圍的環(huán)境較差。
輥壓磨單機(jī)設(shè)備的小時(shí)產(chǎn)量較低，生產(chǎn)成本也較大。輥壓磨自身的優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備本身的整機(jī)結(jié)構(gòu)較小，能耗相對(duì)較小。
2.3振動(dòng)磨
振動(dòng)磨的粉碎機(jī)理是電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)偏心塊旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生激振力，驅(qū)動(dòng)彈簧上的磨筒同頻率振動(dòng)，磨筒帶動(dòng)筒內(nèi)的磨介振動(dòng)，沖擊物料，把物料磨細(xì)。而且由于物料的料壓，物料邊被粉碎、邊向出料口移動(dòng)，直至由出料口移出機(jī)體。
振動(dòng)磨的開(kāi)發(fā)和研究在國(guó)內(nèi)已有50多年的歷史，性能和可靠性都比較穩(wěn)定。特別是在礦物料的超細(xì)粉磨制行業(yè)，應(yīng)用十分廣泛。
振動(dòng)磨機(jī)生產(chǎn)的石灰石粉料顆粒呈球形為主，顆粒內(nèi)部少裂紋，屬于實(shí)心體，細(xì)粉含量很高。細(xì)粉含量高不符合CFB鍋爐對(duì)石灰石顆粒分布的要求。CFB鍋爐脫硫需要的石灰石活性是指爐內(nèi)反應(yīng)時(shí)石灰石粉與含SO2氣體間接觸面積的大小，即為脫硫反應(yīng)機(jī)會(huì)的多少，而不是細(xì)粉越多越好。細(xì)粉多了并不好，由于CFB鍋爐二次風(fēng)的作用，造成細(xì)粉在爐內(nèi)的滯留時(shí)間偏短，減少了石灰石細(xì)粉在爐內(nèi)進(jìn)行脫硫反應(yīng)的機(jī)會(huì)，增加了石灰石粉的消耗量，同時(shí)也加重了鍋爐尾部電除塵器或布袋除塵器、乃至后續(xù)輸灰設(shè)備的壓力。
振動(dòng)磨運(yùn)行時(shí)噪音很大，這與振動(dòng)磨運(yùn)行時(shí)的參振質(zhì)量很大有關(guān)，也與磨介、磨筒、物料相互之間均有撞擊有關(guān)，要降低噪聲就得設(shè)置隔音罩或隔音房。
用振動(dòng)磨磨制石灰石粉，因石灰石在磨筒中一次穿過(guò)，后續(xù)沒(méi)有篩分設(shè)施，石灰石粉的粒度相對(duì)難以控制。
2.4
錘擊式破碎機(jī)
錘擊式破碎機(jī)工作原理是：石灰石塊在進(jìn)入轉(zhuǎn)子的振擊范圍后，被運(yùn)轉(zhuǎn)的錘頭席卷，接著就被擊向磨碎壁而破碎，在轉(zhuǎn)子和磨碎壁之間的下半部區(qū)間，石灰石塊被進(jìn)一步地破碎。錘擊式破碎機(jī)生產(chǎn)的石灰石粉料顆粒呈扁平狀為多，顆粒內(nèi)部有裂紋，部分顆粒成蜂窩狀，活性好。
錘擊式破碎機(jī)優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備本身的整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，能耗相對(duì)較小，產(chǎn)量大。
錘擊式破碎機(jī)對(duì)石灰石塊的入料粒徑、含水量、雜質(zhì)含量以及入料布置的均勻性的要求高。
2.5沖旋式制粉機(jī)組
沖旋式制粉系統(tǒng)并非是一臺(tái)設(shè)備，而是多臺(tái)設(shè)備的組合，以此來(lái)保證產(chǎn)品的粒度和粒度分布，它的主要工藝由數(shù)個(gè)步驟組成，分別是高速?zèng)_擊粉碎、氣料旋流分離、高頻振動(dòng)篩分、封閉管流輸送和自動(dòng)料流啟閉。沖擊式粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。
高速?zèng)_擊粉碎——利用高速旋轉(zhuǎn)的破碎刀片儲(chǔ)存動(dòng)能，形成高速的旋轉(zhuǎn)力場(chǎng)，其刀片在沖擊時(shí)，將能量以極高的速度和壓強(qiáng)傳給物料，形成刀片對(duì)物料的打擊、破碎板對(duì)物料的反擊和物料之間的撞擊，在物料顆粒內(nèi)部產(chǎn)生散發(fā)的應(yīng)力波，形成枝形發(fā)展的應(yīng)力集中，使得物料“變脆”，沿著細(xì)微的裂紋網(wǎng)絡(luò)崩開(kāi)，獲得粉碎的效果。
該粉碎方式同搗碎、研磨、擠壓相比，能量消耗可降低30%，對(duì)于體內(nèi)裂紋發(fā)育充分的物料尤為明顯。這種粉碎法可按粉末粒度需要實(shí)行控制，也可按物料的性質(zhì)和宜賓發(fā)電公司的要求，調(diào)整機(jī)組參數(shù)，使物料經(jīng)粉碎而分離開(kāi)（選擇性粉碎），實(shí)施干法提純。如在石灰石粉碎中，可分離出石英，減少有害成分，提高粉劑活性。此法提供的粉粒呈多棱體蜂窩態(tài)形貌，用于電廠的脫硫反應(yīng)，其活性具有獨(dú)到之處。
1)氣料旋流分離——物料在粉碎機(jī)腔內(nèi)受分級(jí)刀片驅(qū)動(dòng)，始終隨著空氣流作螺旋狀運(yùn)行，顯現(xiàn)氣料的旋流動(dòng)態(tài)。轉(zhuǎn)子使得氣料處于粉碎、分級(jí)和排料三股旋流之中，由此形成旋流場(chǎng)，將物料在粉碎過(guò)程中粗分級(jí)，達(dá)到預(yù)定的細(xì)度后即排送出機(jī)體，并免除腔內(nèi)濕料粘結(jié)。隨后，旋風(fēng)分離器借助氣料旋流將粗細(xì)料分開(kāi)，達(dá)到相當(dāng)高的分選效率。
2)高頻振動(dòng)篩分——采用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式，形成高頻率、低振幅的振動(dòng)翻滾料流，使粉末通過(guò)單層或多層篩網(wǎng)，保證獲得給定粒度范圍的粉，篩分的最小粒度為200目，效率達(dá)到95%以上。
3)封閉管流輸送——粉碎、分選、分離、收集各環(huán)節(jié)間以管道相連，組成封閉系統(tǒng)，粉料在其間順序運(yùn)行，并保持一定負(fù)壓和相應(yīng)流速，排除濕粉在管內(nèi)粘結(jié)。
4)自動(dòng)料流啟閉——旋風(fēng)分離器采用極簡(jiǎn)單的料封技術(shù)，自動(dòng)啟閉、實(shí)用可靠。
簡(jiǎn)言之，沖旋式制粉機(jī)的粉碎機(jī)理是：順應(yīng)石灰石的組織結(jié)構(gòu)，運(yùn)用凌空沖擊的方法，促使其眾多薄弱環(huán)節(jié)受抗拉應(yīng)力作用，發(fā)育成裂紋，并迅速擴(kuò)大，從而形成形狀復(fù)雜、表面積大、裂紋迭起、粒度合理的沖旋粉。
該機(jī)組生產(chǎn)的石灰石粉（簡(jiǎn)稱沖旋粉）具有以下特點(diǎn)：
沖旋粉的活性高，粉粒形貌呈蜂窩狀，紋理發(fā)育充分，比表面積大，有利于同S02反應(yīng)，其活性超過(guò)傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的粉末；節(jié)能效果好，比一般磨機(jī)能耗低30%左右；產(chǎn)品粒度調(diào)節(jié)范圍廣，只需變動(dòng)該機(jī)組的有關(guān)參數(shù)，即可得到不同粒度組成的粉料。在電廠脫硫裝置中，可按鍋爐的運(yùn)行要求，調(diào)整石灰石的粒度，以取得最佳的脫硫效果；機(jī)組中設(shè)有篩分設(shè)備，保證產(chǎn)品的最大粒度<1.2 mm，設(shè)有旋風(fēng)分離器，保證石灰石粉的細(xì)粉含量接近lO%，設(shè)有布袋除塵器，既可分離出用于煙氣脫硫需要的細(xì)石灰石粉，又能保證排人大氣的空氣含塵量達(dá)到要求；整套裝置密封作業(yè)，粉碎、分旋、分離、收集各環(huán)節(jié)間以管道相連，組成封閉系統(tǒng)，粉料在其間循環(huán)運(yùn)行，并保持一定負(fù)壓和相應(yīng)流速，排除濕粉在管內(nèi)粘結(jié)，產(chǎn)品純凈，出粉率高；車間環(huán)境、勞動(dòng)條件好，噪音、粉塵低，均符合城市環(huán)保規(guī)定，并具有良好的防爆性能；設(shè)備重量輕，體積小，建設(shè)投資低，所用廠房面積小，操作方便；自動(dòng)料流啟閉。旋風(fēng)分離器或旋離粗粒分選器的出口，采用簡(jiǎn)單的料封技術(shù)，自動(dòng)啟閉、實(shí)用可靠。
沖旋式制粉系統(tǒng)在制粉過(guò)程中，只有刀片和破碎板的磨損（損耗），因其特有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)行原理．在刀片和襯板的磨耗過(guò)程中不會(huì)影響產(chǎn)品的粒度、形貌和性能。而且更換非常方便。現(xiàn)用的刀片使用壽命一般為200 h，沖旋機(jī)破碎板的使用壽命為1年。
綜合比較上述五種制粉設(shè)備的數(shù)據(jù)，在CFB鍋爐下使用的石灰石破碎系統(tǒng)主機(jī)，可以在錘擊磨和沖旋式制粉機(jī)組中選擇。
4、關(guān)于石灰石入料的選擇
石灰石的原料情況同樣會(huì)影響石灰石破碎機(jī)的出力，通過(guò)對(duì)來(lái)料的調(diào)查石灰石原料應(yīng)控制以下幾方面的指標(biāo)。
4.1 石灰石的含鈣量。 作為爐內(nèi)脫硫希望含鈣量越高越好，但是往往含
鈣量高的石灰石都形成年代較長(zhǎng)難破碎，一般取含鈣量在95%左右的石灰石即可。
4.2石灰石的抗壓硬度
石灰石的抗壓硬度直接關(guān)系到石灰石的破碎，一般要求來(lái)料在50 MPa以下。
4.3石灰石的舍硅量
石灰石中含有Si02提高了石灰石的耐磨性，同時(shí)Si02進(jìn)入爐膛會(huì)同碳酸鈣反應(yīng)消耗碳酸鈣，降低脫硫效率。故含硅量一般要控制在2%以下。
總之CFB鍋爐石灰石破碎是
鍋爐脫硫的關(guān)鍵，各廠認(rèn)真總結(jié)提高石灰石破碎的能力保證機(jī)組的環(huán)保排放。
