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NID干法脫硫系統(tǒng)中螺旋輸送機的選用分析
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螺旋輸送機是一種常用的粉體連續(xù)輸送機械,其主要工作構(gòu)件為螺旋,螺旋通過在料槽中作旋轉(zhuǎn)運動將物料沿料槽推送,以達到物料輸送的目的。螺旋輸送機主要用于輸送粉狀、顆粒狀和小塊狀物料,具有構(gòu)造簡單、占地小、設(shè)備布置和安裝簡單、不易揚塵等特點。干法脫硫除塵系統(tǒng)需要對粉體物料進行收集、輸送等處理,且對系統(tǒng)粉塵排放和現(xiàn)場環(huán)境粉塵指標有嚴格要求,因此螺旋輸送機被廣泛選用。NID系統(tǒng)選用螺旋輸送機作為生石灰的卸料和輸送、脫硫灰的排出和輸送的設(shè)備。
1.生石灰倉底變頻螺旋和生石灰輸送螺旋
NID干法脫硫系統(tǒng)的脫硫劑為生石灰,要求顆粒粒徑≤1mm。而實際上,一般石灰石塊在被燒制成生石灰后,經(jīng)過兩道磨制工藝,就會變成粒徑為幾十甚至十幾微米的生石灰粉末,便于輸送和儲存。生石灰倉是暫時儲存生石灰的設(shè)備,容積一般設(shè)計為能容納系統(tǒng)使用3—7天的生石灰量,并盡可能靠近設(shè)備本體,減少輸送距離。
生石灰倉的均勻卸料和生石灰的有效輸送是確保脫硫系統(tǒng)正常運行的重要條件。為避免生石灰在灰倉下落過程中形成“中心流”而導(dǎo)致流動“死區(qū)”,造成灰料流動不均勻、不穩(wěn)定,設(shè)計選型時需要從灰斗殼體材料和錐形部分半頂角兩方面綜合考慮。
研究表明,在殼體的常用材料中,不銹鋼和聚四氟乙烯最好,鋁合金和碳鋼次之??紤]到成本和安裝的因素,灰斗的殼體材料可采用普通碳鋼;內(nèi)壁可涂環(huán)氧涂料,以防止生石灰粉結(jié)壁。
灰斗出口經(jīng)插板門接變頻螺旋逐級變小,最后與生石灰螺旋輸送機入口相接。在設(shè)計這部分系統(tǒng)中,應(yīng)注意灰斗開口尺寸要盡可能大。螺旋的葉片,沿著螺旋輸灰方向,螺距連續(xù)增大,為變螺距型式。這種設(shè)計有利于在灰倉出口處,沿螺旋輸灰方向的灰物料均能落入螺旋中,可避免產(chǎn)生流動“死區(qū)”。
從生石灰倉底部到消化器的距離為一般為6—20m,在選用生石灰螺旋輸送機時,為避免螺旋中過多的吊軸承,影響輸送,可以選用多級螺旋,單級螺旋一般不超過8m。由于生石灰耗量一般都在3000kg/h以下,因此螺旋直徑一般選為200—300mm。
2.反應(yīng)器底部螺旋
NID脫硫反應(yīng)器為矩形輸送床式反應(yīng)器,反應(yīng)器壓降為1200—1800Pa,煙氣流速一般為15—18m/s。循環(huán)灰和粉狀脫硫劑在高氣速的流化作用下,邊輸送邊反應(yīng),完成脫硫過程。流化床輸送和反應(yīng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵是不能出現(xiàn)塌床現(xiàn)象。當鍋爐在低負荷運行、反應(yīng)器內(nèi)流速過低時,或在系統(tǒng)啟動、故障或調(diào)試情況下,物料含濕量過大,團聚增重時,都會造成部分粉料塌落。為及時將塌落的物料輸送出去,避免反應(yīng)器彎頭處物料堆積,影響系統(tǒng)正常運行,在反應(yīng)器設(shè)計時,底部彎頭處應(yīng)設(shè)置螺旋輸送機。
由于循環(huán)灰易于結(jié)塊且結(jié)塊后硬度較大,因此螺旋的葉片應(yīng)設(shè)計為斷續(xù)式葉片。這樣旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片不僅有輸送功能,還有對結(jié)塊物料的切割粉碎功能。如果出現(xiàn)彎頭堆積物料,也可以采用人工輔助清理的辦法,以延長螺旋的運行壽命。NID反應(yīng)器底部螺旋輸送機,一般設(shè)計輸送能力為8m3/h,直徑400mm,主軸轉(zhuǎn)速10rpm。
3.除塵器底部輸灰螺旋
在配電除塵器的NID脫硫系統(tǒng)中,一般電除塵器底部灰斗設(shè)計為船形灰斗,灰斗底部接550—600mm寬的流化斜槽。流化斜槽的作用是在流化風(fēng)的作用下,將斜槽內(nèi)的脫硫灰輸送至流化底倉,其傾角一般小于6度。但在電除塵器的最后一個電場,若仍采用流化斜槽,則難免有少量的細微粉塵被流化風(fēng)揚起,從電除塵器的出口喇叭逃逸,造成粉塵排放超標。因此,最后一個電場的灰斗輸灰設(shè)計大多采用螺旋輸送機。
螺旋輸送機機身頂部可以設(shè)計為敞開形式與船形灰斗相接,或留有不小于0.16m2的接口與錐形灰斗相接,機身尾端與流化斜槽以法蘭連接。在設(shè)計選型上,如果僅考慮正常運行工況,選用直徑200mm的螺旋輸送機即可。但考慮到前幾個電場可能會出現(xiàn)故障而導(dǎo)致最后一個電場輸灰負荷加大,且小管徑螺旋中容易產(chǎn)生粉料堵塞的情況。因此,一般選用的螺旋輸送機直徑不小于300mm。
在實際脫硫工程中,對除塵器底部螺旋輸送機進行了改進。螺旋輸送機的吊軸承被延長,伸出接口法蘭,懸掛在流化斜槽的灰斗壁上,同時將螺旋葉片也伸出接口法蘭并與吊軸承相隔一段距離,且螺旋葉片高于流化斜槽上的流化布,以避免割傷。由于部分螺旋葉片設(shè)置在流化斜槽上,輸送的粉料就可以被完全推到流化斜槽上,并在流化風(fēng)的作用下輸送,防止了物料的堆積結(jié)塊。同時,還在螺旋尾端壁上加入壓縮空氣,進風(fēng)導(dǎo)管在螺旋電機電流增大時,開啟壓縮空氣,有助于將結(jié)塊物料打碎,輔助物料輸送。
4.總結(jié)
在NID干法脫硫系統(tǒng)中輸送粉體物料時需要選用螺旋輸送機。螺旋輸送機的設(shè)計、選型及使用中應(yīng)注意以下幾點:
(1)除塵器底部的螺旋輸送機應(yīng)盡可能減少或避免選用吊軸承;
(2)生石灰倉底的變頻螺旋宜采用變螺距設(shè)計,且灰斗半頂角設(shè)計建議為15度;
(3)在除塵器運行過程中,應(yīng)保證系統(tǒng)熱啟動,并注意運行過程的保溫;螺旋連續(xù)運行時,要定時測量電機電流;在特殊情況下,可加入壓縮空氣,以輔助物料的輸送。(圖/文http://az-carparts.com/)
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