電廠石灰乳加藥系統(tǒng)的診斷分析與改造

葉治安，郭鵬飛，王冬梅，孫立嬌，韓　琳

（西安熱工研究院有限公司，陜西西安710032）

電廠石灰乳加藥系統(tǒng)的診斷分析與改造

葉治安，郭鵬飛，王冬梅，孫立嬌，韓琳

（西安熱工研究院有限公司，陜西西安710032）

目前國內(nèi)電廠水處理設備中，石灰加藥系統(tǒng)普遍存在石灰乳配制計量不準、投加時pH控制不精確等問題，運行中還易出現(xiàn)堵塞、板結(jié)、飛灰等狀況。某電廠通過更換下料設備和改變加藥控制方式，解決了原石灰系統(tǒng)存在的諸多問題。分析了原系統(tǒng)存在的問題并對整個改造實踐進行了效果評定和總結(jié)。

石灰加藥；螺旋給料機；水處理

石灰加藥系統(tǒng)是電廠水處理中常用的加藥系統(tǒng)，普遍應用于中水深度處理、脫鹽預處理、脫硫廢水處理等工藝中，用來降低堿度、硬度和調(diào)節(jié)pH等〔1〕。但由于石灰粉微溶于水、易吸潮以及國內(nèi)石灰含砂率高等諸多原因，石灰加藥系統(tǒng)普遍存在堵塞、瘀積和飛灰、pH計量不精確等問題〔2〕。某電廠石灰加藥系統(tǒng)通過系統(tǒng)化改造，基本解決了以上問題。

1　原石灰投加系統(tǒng)問題分析

1.1原石灰加藥系統(tǒng)簡介

原石灰加藥系統(tǒng)采用星型給料機，通過機械振打和螺旋輸送的方式進行石灰粉投加，具體工藝流程：石灰粉倉→星型給料機（機械振打器、螺旋輸送機）→石灰乳溶液箱→除砂器→石灰乳加藥泵（螺桿泵）→澄清池混合區(qū)。該石灰加藥系統(tǒng)如圖1所示。

1.2原石灰加藥系統(tǒng)存在問題

原有的石灰加藥系統(tǒng)自安裝調(diào)試運行以來，存在諸多問題，以至于到后來無法正常投運，嚴重影響了出水水質(zhì)。對主要問題進行了分析。

圖1　某電廠原石灰加藥系統(tǒng)

（1）石灰下料堵塞。原石灰系統(tǒng)采用星型給料機，通過機械振打器和螺旋輸送機將石灰粉輸送至石灰乳溶液箱。由于石灰乳配制過程中產(chǎn)生的大量水汽順著星型給料機上升至粉倉底部，下料管道逐漸被堵塞，導致石灰計量不精確。此外振打過程噪音很大，飛灰嚴重，工作環(huán)境惡劣。

（2）加藥管道設計不合理，易堵塞。石灰乳從溶液箱到加藥泵，中間還設置了1臺除砂器，而加藥泵出口管道又存在多處彎頭和U形管，且管道是碳鋼管道硬連接，造成管路多處堵塞。

（3）加藥泵選型不合理。原石灰加藥泵為4臺螺桿泵，兩用兩備。由于石灰乳中含有大量砂粒，對螺桿泵的定子造成嚴重磨損，運行一段時間后泵的出力相對額定流量大大降低，不能滿足加藥需求，從而導致后續(xù)的pH調(diào)節(jié)過程無法達到原設計的指標。

（4）缺少必要的在線監(jiān)測和控制投加儀表。原石灰加藥系統(tǒng)進水流量和加藥泵連鎖，通過泵頻率的變化來改變加藥量，澄清池的pH只作為監(jiān)測手段。pH反饋相對頻率改變存在嚴重滯后，經(jīng)常在9～11之間大幅度擺動。系統(tǒng)的靈活性、精確性不高，很難控制在一個比較穩(wěn)定的范圍。

（5）缺少管道沖洗系統(tǒng)。原石灰加藥系統(tǒng)只在泵出口設置了一路沖洗系統(tǒng)，無法沖洗從泵入口至石灰乳溶液箱出口這一段管路，導致這部分管路頻繁堵塞，同時石灰乳加藥泵也面臨著斷料、螺桿泵定子干運行的風險。

2　石灰加藥系統(tǒng)改造

針對該電廠石灰系統(tǒng)存在的主要問題，對該系統(tǒng)進行了改造。

（1）更換石灰下料設備。將原有的星型給料機換成進口的螺旋給料機，主要由破拱刮片喂料機、螺旋輸送機和防潮保護投加器三部分組成。該設備可實現(xiàn)石灰粉的自動計量投料，且全部密封，下料過程無粉塵泄露。同時由于防潮投加器及石灰乳溶液箱上除塵器的使用，水汽無法上升至粉倉內(nèi)，有效地防止了板結(jié)現(xiàn)象，同時避免了震動和噪音問題。

（2）去掉除砂器，變更管路材質(zhì)，增加管路清洗。去掉原有除砂器，減少石灰加藥管道過多的彎頭和U形管，降低管道堵塞的可能。將泵出口的碳鋼管道更換為高強度透明軟管〔3〕，同時增加管路清洗來解決管道積砂和堵塞的問題。

（3）更換石灰乳加藥泵。將原有的螺桿泵更換為渣漿泵，渣漿泵更適合輸送石灰乳等含有大量固體顆粒的液體，不僅耐用、可靠，而且更為經(jīng)濟。

（4）增加在線監(jiān)測儀表和優(yōu)化加藥控制程序。增加石灰乳溶液箱液位變送器、更換澄清池pH計、增加石灰乳加藥調(diào)節(jié)閥等；石灰加藥系統(tǒng)控制程序中設定了pH-螺旋給料機頻率、pH-石灰乳調(diào)節(jié)閥開度的雙比例積分微分（PID）調(diào)節(jié)，使得石灰投加更為精準、可靠。

改造后的石灰加藥系統(tǒng)的具體工藝流程：石灰粉倉→螺旋給料機（破拱刮片喂料機、計量輸送機、防潮保護投加器）→石灰乳溶液箱→石灰乳加藥泵（渣漿泵）→澄清池混合區(qū)。改造后石灰加藥系統(tǒng)如圖2所示。

圖2　改造后石灰加藥系統(tǒng)

改造后的石灰加藥系統(tǒng)與電廠原系統(tǒng)相比，配置簡單、自動化程度高、安全可靠。

3　改造實踐效果評定

（1）改造后，石灰系統(tǒng)由原來的兩套設備與澄清池一一對應改為單套投加對應兩臺澄清池，石灰乳投加系統(tǒng)1用1備，更方便靈活。石灰加藥新增回流管路，剩余的石灰乳回到溶液箱，管道中長期有流動液體，有效避免了管路沉積堵塞。澄清池pH通過螺旋給料機和石灰乳調(diào)節(jié)閥雙PID調(diào)節(jié)控制大大提高了準確性。改造后的石灰加藥系統(tǒng)安全可靠，解決了原先的pH計量不準、堵塞、漏粉、噪音等問題。

（2）石灰乳加藥采用大流量循環(huán)，并設置管路沖洗，防止了石灰管路中的沉積堵塞。當需要切換到備用設備時，石灰乳加藥泵啟動順停操作，沖洗閥打開，對加藥泵的進出口管路分別沖洗，同時在加藥泵順啟程序中設定先沖洗泵入口管道，有效避免了因入口管路堵塞使泵長時間空轉(zhuǎn)造成的設備損壞問題。

（3）石灰加藥管道一般為碳鋼材質(zhì)，但加藥管道一旦堵塞，則很難查明具體位置，從而不能及時有效解決。改造后將原有的石灰乳加藥管道更換為高強度透明軟管，有效地解決了該問題。石灰乳加藥和沖洗時都能直觀地看到管內(nèi)液體流動，若存在堵塞可及時發(fā)現(xiàn)并消除。沖洗后加藥管和回流管均無石灰乳殘留，只是殘留少量清水，管內(nèi)清晰可見，避免了堵塞的可能。

綜上，石灰加藥系統(tǒng)改造后，按照新的投加方式運行，設定控制澄清池混合區(qū)pH在10.3后，檢測結(jié)果表明，澄清池混合區(qū)pH基本維持在10.0～10.6范圍內(nèi)，無大范圍波動。

4　結(jié)論與建議

（1）通過對石灰乳加藥系統(tǒng)的改造，有效解決了原有系統(tǒng)的諸多問題。改造后運行方式精準可靠，自動化程度高，可在電廠石灰加藥系統(tǒng)的改造和新建中推廣使用。

（2）石灰的品質(zhì)對于石灰加藥系統(tǒng)的穩(wěn)定運行很關鍵。電廠應盡量采用高品質(zhì)的石灰，并加大石灰乳溶液箱底部的排砂頻率。

（3）大量使用高強度透明軟管在石灰系統(tǒng)是合適的，方便堵塞時觀察和及時清理，便于管道更換，但是設計時要考慮軟管的固定和熱脹冷縮等因素。

（4）澄清池混合區(qū)pH是石灰投加的控制指標，對系統(tǒng)出水水質(zhì)至關重要。運行人員需定期對pH探頭進行清洗，以有效控制石灰加藥量和保證澄清池出水水質(zhì)穩(wěn)定。

［1］袁國全，葉治安，楊永剛，等.某火電廠循環(huán)水補充水石灰處理系統(tǒng)調(diào)試［J］.熱力發(fā)電，2011，40（4）：81-84.

［2］于新玉，吳仕宏.石灰水處理技術(shù)的運行控制與應用實踐［J］.華北電力技術(shù)，2014（3）：38-40.

［3］金熙，項成林，齊冬子.工業(yè)水處理實用技術(shù)問答［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2003：233-234.

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Diagnosis，analysis and transformation of the lime m ilk dosing system in power p lants

Ye Zhian，Guo Pengfei，Wang Dongmei，Sun Lijiao，Han Lin
（Xi’an Thermal Power Research Institute Co.，Ltd.，Xi’an 710032，China）

Atpresent，lime dosing systemshave problemsuniversally，such as inaccuratemeasures in the preparation of limemilk，imprecise pH controlwhile dosing，etc.，in thewater treatmentequipmentof power plants in China.In addition，the operation is prone to clogging，compaction，fly ash，and so forth.The problems existed in the original lime systemshave been solved by changing blankingequipmentand themodesofdosing control.The problemsexisted in the original systemsare analyzed，and effectevaluation and summary are accomplished on thewhole transformation practice.

lime dosing；screw feeder；water treatment

TM621.8

A

1005-829X（2016）03-0106-03

葉治安（1981—），碩士，高工。E-mail：yezhian@tpri. com.cn。

2015-11-30（修改稿）