李 鹏

（陕西榆林能源集团杨伙盘煤电有限公司，陕西神木 719316）

1 概述

近年来，随着中国经济的快速发展，电力供求持续增长。截至2020年底，中国安装的电力容量占国家总安装容量超70%，占总发电功率的70.19%以上，耗煤达18亿t。目前，火力发电站的二氧化硫和氮氧化物的排放量占全国排放量的40%以上。随着国家环保产业的发展，节能减排成为国家开发战略。火力企业的环境保护事业是电力企业，特别是关键的节能减排事业成为最优先课题。在火力发电事业中，排烟脱硫技术被广泛使用。随着环境保护政策的进一步实施，脱硫装置的稳定标准活动成为政府环境监督的焦点。提高了火力发电站的环境保护访问阈值，降低了污染物排放浓度，许多排烟脱硫装置面临着膨胀和变态。现在的排烟脱硫技术属于引进海外技术后的消化技术。几个机器的选择概念和技术与现在的装置开发和制造开发前沿之间有差距。

2 滤布式真空圆盘石膏脱水机现状分析

2.1 滤布式真空圆盘石膏脱水机特征

圆盘脱水机主要由辊筒系统、搅拌系统、真空系统、滤液排放系统、刮料系统、反冲洗系统、清洗系统、浆液槽冲洗系统、控制系统、槽体、机架组成。在驱动电机的带动下，辊筒连同圆盘围绕主轴朝刮刀方向旋转，在真空泵负压作用下，浸没在石膏浆液中的圆盘吸附石膏浆液，吸附在圆盘表面的滤饼被干燥，滤液吸入分离罐中排放掉。圆盘转过刮刀时滤饼被刮除落入石膏库，反洗水经过清洗管路、分配头打入圆盘，清洗表面的滤饼，保持圆盘的清洁度。圆盘脱水机因滤板材质不同分为滤布式及陶瓷式两种。

圆盘脱水机在使用性能方面具有高效、节能的巨大优势，与传统真空皮带脱水机相比，其石膏处理能力和效率大幅提高，单位石膏脱水耗电量平均比真空皮带脱水机降低了77.19%，节能效果明显。圆盘脱水机设备空间体积小，在脱硫系统扩容改造及新建机组脱硫装置中具有极大的应用价值，可利用原有空余场地实施安装或减少新建脱硫装置土建工程，不受制于场地限制，可大幅降低改造或新建投资费用。

2.2 滤布式真空圆盘石膏脱水机原理

圆盘脱水机运用盘片毛细抽真空原理研发制造而成。盘片只允许水分子透过，空气和石膏颗粒无法通过，在工作过程中，保证无真空损失，极大地降低了能耗。

圆盘式脱水机由六个功能区构成：

（1）吸浆区：工作时浸没在石膏浆液中的盘片在毛细作用下结合真空压力，表面吸附成一层滤饼，滤液通过分配管道汇流至滤液收集池。

（2）过滤区：吸附滤饼在此区域进行过滤。

（3）淋洗区：滤饼转出料浆池后，对滤饼进行喷淋洗剂。

（4）干燥区：滤饼继续在高真空的作用下进行脱水。

（5）卸料区：进入无真空的状态下，刮刀自动卸料。

（6）反冲洗区：工业水或者滤液经过分配阀进入盘片由内向外进行清洗。

盘片使用一个周期后（6-8h）采用超声波配合低浓度酸液混合清洗，保持盘片的高效使用。

2.3 新型圆盘脱水机技术特点

石膏排烟脱硫技术作为湿式排烟系统中重要组成部分，在该系统的操作中发挥着重要的作用。目前，在湿式脱硫过程中，脱水装置主要采用传统的装置结构，作为处理脱脂副产物的装置，一般都设定有真空带式脱水机。由于真空带式脱水机系统大面积、高功率消耗和复杂的维护工作，尤其特别是备件消耗量较大，滤布频繁地更换不但消费大量的时间和原料，还会直接降低全脱硫系统的使用性。新盘式陶瓷真空脱水器具有省电低碳、小面积地板、便于维护等优点。

在推动火力发电站湿式脱硫系统应用研究中起到很大作用。系统设备采用模块化集中式设计，集成了各种机电、微孔陶瓷、超声波等技术，实现了真空吸引和毛细管效应引起的固液分离，具有高效、节能、小型设备面积等许多优点。

通过应用适用于排烟脱硫装置膨胀、变换的紧凑结构、小型地板面积、方便安装、维护装置的微极化物陶瓷和毛细管技术，提高了装置真空度高、滤波蛋糕含水率低的真空利用率，大幅度削减每单位石膏的耗电，采用了通过应用事例分析能够节约80%以上的耗电的plc和dcs遥控器的控制模式。主轴减速器采用自动化、简单操作、安全可靠、高频转换控制，减少劳动力；高速机器、系统振动、噪音最小。

2.4 圆盘脱水机在火电厂湿法烟气脱硫系统的使用情况

在火力发电站的湿式排烟脱硫系统中应用磁盘脱水机系统，系统设备的使用符合设计要求。应用案例有：云南国投曲靖4×300MW机组排烟脱硫装置、湖南华东永阳电站 2×660MW机组排烟脱硫装置、云南戴安金能源第二发电站 2×600MW机组排烟脱硫装置、华纳顿哲旺发电站2×600MW机组排烟脱硫装置。

近年来由于发展了煤炭火力发电站不足，煤炭中对硫气体的控制已经远远超出了脱硫器和控制装置在初始化设计的要求，对其在脱硫过程中系统施加了很多巨大的压力。作为石膏脱硫器件的重要工艺过程连接，急需石膏脱水系统激增。

新盘式陶瓷真空脱水器通过广泛应用于汽车尾气中的脱硫器，大大简化了石膏式脱水器系统膨胀和转换，大大缩短了变化转换时间，保证了火力发电厂有效生产和运营时间，而且直接影响到发电站生产和运行。根据关于盘片式陶瓷真空脱水机的结构和其性能的深入调查和问卷调查，该系统器件设备将在新型发电站排烟脱硫器中应用的前景较为广泛。与其他传统带真空脱水机相比，盘片式陶瓷真空脱水机是属于采用集中式结构化设计模块，大大减小了系统中所有设备的重量，覆盖了较小区域。

3 国投曲靖发电有限公司4×300MW机组案例分析

（1）改造原因：SDIC热电厂项目4×300MW机组的排烟脱硫装置中，锅炉1塔和1塔采用石灰石石膏湿法气体脱硫法，出力不足，无法满足运行要求。2009年10月，4个FGD机组投入使用，过滤面积64m2，石膏处理能力63.5t/h的两种真空脱水系统。启动真空带脱水机后，装置的耐久量、备用部件的消耗量、脱水系统的耗电量很大。为了减少每天的运营和维护成本，节约能源，国家投资曲靖发电站从2011年4月开始了石膏脱水系统的器材转换。

（2）石膏矿渣脱水系统的转换在两个阶段进行：①2011年在40m2的设计过滤面积上完成两张光盘脱水机的安装和操作；②设置了120m2盘脱水机，并于2012年实施，将2片封口6535，真空带脱水机改为每天待机。经过改进，石膏浆脱水系统的设计石膏处理能力为163.5t/h，磁盘脱水机的容量为100t/h。根据设计石膏输出（80t/h），石膏浆脱水系统的容量可以达到待机时间的1.4倍，完全可以对应装置维护期的待机要求。

第一阶段是2011年4月开始初步设计，全面器材制造，六月中旬除去真空带脱水装置，设置了40m2过滤面积的盘片脱水机，7月5日，投入了2套磁盘脱水装置。

第二阶段是2012年7月开始预备设计的月的完全设备制造月中旬，在设置过滤面积120m2的盘脱水机的10月7日正式发售，3张盘脱水机分发给原创真空带输送机，生产现场占用面积变态后不增加。设备主要参数分析：耗电120m2盘脱水机系统（机械混合）额定82.1kW，真空管脱水机系统额定337kW，总功率差254.9kW。根据计算，磁盘脱水系统（过滤面积120m2，机械搅拌）的单位石膏的消耗功率为1.368kW·h/t的真空带脱水装置（过滤面积64m2，石膏输出63.5t/h）的单位石膏的消耗功率为5.307kW·h/t。通过以上数据分析，磁盘脱水机系统和真空带输送机系统每单位石膏的耗电减少了74.22%。楼层区域：该重建不进行设备的扩展，所有新的复原装置都配置在原始厂址上，如果在现有的脱水床上没有真空带脱水装置厂的扩展，石膏处理能力就增加了近30%。石膏处理能力：M2过滤区两套磁盘脱水机和120m2过滤区一套磁盘脱水机。转换后，最大的石膏输出达到125t/h，平均输出为100t/h。与原1#真空皮带脱水机系统相比，石膏的总产量增加57.48%。水耗式的反冲洗用水由脱硫系统中的工业冷却水处理器提供。经反冲洗的流程后，反冲洗水通过陶瓷板再次进入槽体浆液，随真空泵滤液水再次返回到脱硫系统。因此，从脱硫系统的整体水平衡视角考虑，该系统的水耗没有发生改变，在此不做分析。

4 效果分析

1）圆盘脱水机具备了高效、节能特点，与传统真空皮带脱水机相比，其石膏处理能力和效率大幅提升，具备新形势下的环保要求。

2）圆盘脱水机具备占地少，改造要求低，可就地开展，无须重新规划用地，大幅度对厂区进行规整，设计优势明显。

3）圆盘脱水机设备构造简单，日常维护量小，日常维护费大幅降低，符合现代化电厂要求。

4）圆盘脱水机投资费用远远超出传统带式真空脱水机，但后期维护费用下降，设备使用寿命大幅上升。

5 结束语

磁盘式脱水器具备实现目前电厂建设过程中的高效率和节约资源要求，与其他传统带式脱水器相比，能耗可以减少80%以上，且占地面积较小、维护量少，节能环保效果也满足现有形势下的环保要求。盘片式真空脱水器具备了适用于排烟-脱硫装置膨胀/转换紧凑型装置结构及小面积大等特点，以及新建电厂受制于厂区用地成本高等优势。改造电厂的原始场地可以作为安装或者减少新建脱硫单元进行土木工程，不受空间的限制，并且这样可以极大地降低转换或者新结构设备的投入和成本，采用磁盘设备简易结构及少量维修，可以为您节约每日维护成本。但目前磁盘脱水机投资远远大于传送带式脱水机投资。目前来看，使用磁盘脱水机来替代传统脱硫石膏脱水带，应用空间广泛，会对未来其产生广泛影响，盘式真空脱水机在新建电厂烟气脱硫装置的应用前景必将更为广阔。