粉煤灰分选系统和经济效益分析

薛松

河北大唐国际唐山热电公司 河北省唐山市 063000

摘 要:唐山热电公司现役2×300MW燃煤机组，配备双室五电场电 除尘器，配备一套分选能力为40t/h 闭路循环系统，干除灰系统采用正压浓相气力输送技术，将各电场电除尘器收集的干灰，通过相应的输灰管道吹送至可分别容纳1000立方的原灰库、粗灰库和细灰库中。

关键字:粉煤灰 分选 经济                   

  一、分选系统的工作原理：

  分选系统主要是由蜗壳分级机、高压变频离心风机、高效旋风分离器、电动锁气器、一次风门、二次风门和连接管道等组成的闭路循环系统，当高压离心风机启动运行后，分选系统管道的进口产生约7kPa的负压，而风机出口到一次风门段产生约1kPa的正压，在一次风门后产生约0.2kPa的微负压，恰好将原灰库通过电动锁气器均匀落下的原状灰，在负压吸附的作用下带入蜗壳分级机内进行高效快速运转，因为受到离心力的作用，颗粒较大的粗灰与颗粒较小的细灰被几乎全部分离开来，粗灰在重力和风幕的作用下，经分级机下部的电动锁气器直接进入粗灰库；被分离出的细灰，在负压气流的吸附下，由蜗壳分级机两侧孔板吸附出来的灰气混合气流在负压的带动作用下，通过连接管道送进灰库顶部的高效旋风分离器中，旋风分离器同样是利用离心力的作用，把灰气混合气流中的细灰和超细灰，再一次进行优化分离的过程，以达到符合节能环保的要求，灰气混合气流从直线运动方式变为圆周运动方式，该气流的绝大部分沿旋风分离器本体内壁呈螺旋状态向下运动，直至旋转到锥体时，因锥体形态的收缩而向分离器中心聚集，其中的细灰在离心力和重力的作用下，落到旋风分离器底部，由电动锁气器进入细灰库内，完成对细灰的收集目的，气流中的超细灰旋转方向从旋风分离器中部向上旋转，到达旋风分离器顶部的管道后，再次进入分选管道内，继续进行下一次的分选循环过程。决定分选效率和细度最关键的设备一个是蜗壳分级机，另一个是高效旋风分离器。

 二、分选系统主要设计参数：

  分选系统配备一台高压变频离心风机，电机功率为185kW，额定电流为160A，调试分选系统运行工况，配备负压筛析仪 和45μm方孔筛测得相应灰种细度的测试结果：原状灰筛余量≤45%的范围内时，分选系统具有处理原状灰40t/h 的能力;分选出的细灰（II级灰）筛余量≤20%，细度合格;细灰产量可达到16t/h，粗灰产量可达到24t/h，此时的离心风机运行电流在140~160A 之间，分选机效率≥ 85%;除尘效率≥92%;尾气排放浓度≤150mg/Nm 。

  三、分选细度的调整方法：

  分选细度的调整方法有：改变导流孔板的开口尺寸；改变系统的风速；改变原灰的细度等，保证分选细度稳定合格最直接、最有效的调整方法，就是打开蜗壳分级机两侧的防磨端盖，更换分级机两侧导流孔板的开口尺寸，得到所需要的粉煤灰细度,导流孔板的开口尺寸越小，分选出的灰越细，反之导流孔板的开口尺寸越大，分选出的灰相对越粗，用此办法可以满足市场对不同等级粉煤灰的需求。 

  四、分选系统运行管理规定及异常处理：

  值班人员须认真履行交接班制度和设备巡回检查制度，值班人员在交接班时；或在值班中每2小时应对分选系统进行一次全面系统的检查，按照巡视路线图的规定：由零米的高压离心风机→至7.5米平台的配电室→料位计间→闸板门→电动锁气器→管道→至库顶蜗壳分级机→高效旋风分离器→电动锁气器→管道等，依次认真进行检查。首先是检查高压离心风机的额定电流、额定电压是否正常，如果电流偏高应检查原灰库闸板口下灰是否顺畅，如有异常及时敲击震打或用压缩空气助吹，一般都能处理解决;情况严重时通知检修人员处理;如果电流比正常值低且系统阻力急剧增大时 ，应判断为主管道堵塞 ，必须立即停止给灰，空载运行30分钟后，观察电流仍不能恢复正常时，再将高压离心风机停止运行 ，打开主管道的检查门，将积灰清理干净完毕并确认检查门关好后，将高压离心风机投入运行30分钟，观察电流正常后再给灰，最后把造成污染的积灰处理干净;检查蜗壳分级机和旋风分离器等设备，如因磨损造成跑灰漏风情况，须及时处理修复，否则极易造成高浓度含尘气流直接进入风机后， 引起风机磨损加快，振动等问题，如果处理不及时，会造成对设备的进一步磨损，结果必然会降低其使用寿命，同时还会影响分选系统的效率，造成细度不合格的严重后果;检查电机温度、噪音、油位和震动等情况是否在正常范围内，如有异常应判断电机缺油、电机缺相、轴承磨损和地脚松动等原因，立即请检修人员判断处理;每座灰库都装有电子料位计，供值班人员掌握真实的灰位情况，以便更加科学合理的进行切灰、放灰、分选运行提供可靠的依据，值班人员定期到库顶，用重锤手动测量灰库的灰位情况，然后和电子料位计进行数据对比，确保电子料位计的测量准确，发挥“眼睛”的作用，避免发生灰库冒顶的严重环保事件，确保灰库安全运行。

 五、经济效益分析

  1、项目投资规模小

  分选系统项目总投资365万元, 其中主要设备占比30%;辅助设备占比22% ;土建费用占比28 %;调试和其他费用占比20%。按系统实际效率85%计算,平均每年按 5000h 运行, 能够分选出细灰6万t,粗灰10万t。细灰旺季销售价格60元/t,淡季销售价格20元/t，平均销售价格40元/t 计算，细灰的销售利润是240万元;其中维护费用28.5万元;运行成本52.5万元;人工成本80万元，此项目4年半可以收回投资。

  当前市场除分选系统外，还有一种研磨系统，其工作原理是用研磨工艺得到所需等级粉煤灰，这种配套设备和土建等相关总投资在450万元左右, 前期对占地和土建费用资金投入较大;维护成本相对较高;按与分选生产能力相当的情况下，销售利润是240万元;其中维护费用37.5万元;运行成本45万元;人工成本80万元，此项目6年可以收回投资。

 2、系统维护成本低

分选系统每年需要维护的设备价值约 190 万元, 按所需维护设备价值的 15%计算, 每年维护费用约 28.5万元 。 研磨系统每年需要维护的设备价值约 250 万元, 按所需维护设备价值的15%计算, 每年维护费用约 37.5 万元, 比分选系统多出9万元。

  3、人工成本持平

  两套系统均需配备主值班员5名,每年工资人均9万元，副值班员5名,每年工资人均7万元，均为协议工, 每年工资总额共计80万元。

  4、运行成本高

  分选系统正常运行时，每小时所需设备用电消耗总功率为210kW, 年耗电总量105万kWh,每千瓦时电价按0.5元计算,所需运行成本 52.5万元 。

  研磨系统正常运行时，每小时所需设备用电消耗总功率为180kW,年耗电总量90万kWh,所需运行成本45万元,比分选系统少7.5万元。
  经过以上综合对比分析，分选系统的优势显而易见，该系统结构简单易操作，布置紧凑投资少，除高压离心风机设计在地面零米，是为了便于操作、维护外，其它设备均设置在7.5米平台和灰库顶部，大大的节省了项目的制作、安装和土建等相关费用，因为采用先进的闭路循环系统，所以气候环境和空气湿度等因素对分选效率的影响很小，完全符合国家对节能环保的要求，该系统是将粉煤灰综合利用，将“废物变成宝物”的首选方式。 

  结语：国家对固废项目的综合利用和节能环保工作的要求越来越严格，中国大唐集团主动承担央企主体责任和社会责任，专门成立了同舟科技有限公司，对发电企业固废排放项目，尤其是粉煤灰的综合治理、生态环境的保护等方面做了大量卓有成效的工作，为实现经济效益和社会效益做出了巨大贡献。

参考文献：

[1]唐山热电公司干除灰运行规程
 

[2]西安热工院干除灰分选系统运行指南