圆盘脱水机与真空皮带脱水机应用技术与经济性对比报告

圆盘脱水机与真空皮带脱水机应用技术与经济性对比报告

牛兴达  付泽豪  柴国江

河北华电石家庄裕华热电有限公司

引言

圆盘脱水过滤机是一种比较成熟的新型、高效、节能的固液分离设备。其具有结构紧凑、占地面积小、耗电率低、处理石膏能力大等特点，且圆盘脱水过滤机耗水量为传统皮带脱水机的1/10，系统电耗为传统皮带脱水机的1/5，所以在火电厂湿法烟气脱硫装置中受到越来越多的青睐，尤其是在脱硫设施扩容改造过程中，因真空皮带脱水机扩容受到场地的限制，圆盘脱水机在火电厂脱硫系统中的应用越来越普遍。

一、 改造背景

河北华电石家庄裕华热电有限公司一期脱硫系统现有石膏真空皮带脱水机2台，设计为机组满负荷时每台各75%出力，石膏脱水机选型过滤面积22平方米/台，设计石膏脱除16.2吨/小时/台，耗水量120-150L/min/台；随着环保标准的日益严格，脱水石膏产量增长迅速。

二、改造必要性

由于排放标准的降低，真空皮带脱水需求增加，现有真空皮带脱水系统的设计要求已经严重不满足现有生产需求。根据时下环保要求，真空皮带机的石膏需求处理量约在35T/h，而现有设计16T/h的皮带机常需两台同时运转，而随着石膏产量的增加，石膏饼厚度增长为30-40mm，含水率15%，长期处于非正常工作状态，石膏品质严重下降。

同时，随着环保要求的日益严格，行业内外燃煤锅炉脱硫设施投运率增加，石膏产生大幅升高，脱硫石膏市场出现供大于求，激烈竞争的局面，石膏的质量成为用户选择石膏的主要依据。裕华公司的脱离石膏的质量主要是含水率超标（市场要求不高于10%），造成脱硫石膏销售和外运困难，经常出现的石膏无法外运已经危及到安全生产的稳定，随着市场进一步饱和，这个情况还会加剧。由于石膏无法综合利用，大量的石膏堆积产生了一系列环保问题，已经引起地方环保部门的重视。为确保石膏能够正常销售和安全外运，必须确保石膏的含水率稳定达标，石膏的产出及外运不受限制。

三、 圆盘脱水机工作原理

圆盘滤布脱水机的脱水圆盘由18-20个单独的扇形板组合而成，扇形板从浆液中脱离并至脱水区后，在真空泵负压的抽吸力作用下，水不断与滤饼分离，脱离的液体经滤液管从分配头排出，滤饼因此而干燥进入卸料区，在反吹风及刮刀的联合作用下落入排料槽，整个工作过程连续循环进行。

滤布式圆盘脱水机系统主要由滤布式圆盘脱水机主机1台，配套真空泵1台，配套汽水分离器1个，压缩储气罐1个及相应的水电气供给系统构成。其主要工作过程如下。

3.1 初始过滤

滤布式圆盘脱水机通过减速箱及齿轮传动驱动，使滤扇在装满矿浆的槽体中以一定的转速转动，当过滤圆盘的某一滤扇处在过滤吸附区时，借助于真空泵的作用在过滤介质两侧形成压力差，使固体物料吸附在过滤介质（滤布），形成滤饼，而滤液则经滤液管及分配头排出。

3.2 滤饼的干燥过滤

当滤扇从矿浆液位中脱离进入脱水区后，滤饼在真空的抽吸力作用下，水不断与滤饼分离，进一步从滤液管及分配头排出，滤饼因此干燥 。

3.3 滤饼的卸料

进入卸料区后，由刮刀及反吹气将物料与滤扇分离，物料在自重作用下，在导料装置的导向下落入排料槽，由皮带运输机运走或直接落入石膏仓。整个作业过程连续不断地运行 。

3.4 滤布再生

设备连续运行一个周期，采用高压工艺水冲洗盘片和滤布。它可以去除残存滤饼并清洗滤布，减少内部堵塞。滤布清洗可帮助滤布保持较高的过滤效率并确保较长的使用寿命 。

以上过程排出的水进入高差排液系统或零位排液系统实现滤液自动排放改造原则：尽量利用现有设备系统，减少改造投入，达到改造效果。

四、 圆盘脱水机的优点

1、实现了由水平过滤面改为立体过滤面，有效减少了设备的占地面积。

2、与传统真空皮带脱水机相比，工艺水的消耗更低，节约工艺水近50%。

3、与传统真空皮带脱水机相比，该设备结构紧凑、合理，性能可靠，稳定，滤布可以单独更换，运行维护成本更低 。

4、其石膏处理能力和效率均大幅提高，可降低石膏含水率至10%。

5、传统真空皮带脱水机受其结构影响，使用现场潮湿，冬季监控设备基本无效，现场清洁度极差，且会出现滤布跑偏，胶带跑偏等常见问题，日常维护工作量较大。

6、圆盘脱水机处理的石膏浆液均在圆盘脱水机槽体内部，工作现场干净整洁，对于运行维护人员工作量小，可以达到无尘工作，提高工作效率。

7、特别适用于目前因电厂煤炭含硫量高，脱水设备因场地不足而开展的改造项目 。

五、圆盘脱水机改造费用及效益

1、皮带脱水机电机功率15KW，真空泵160KW，本次更换一台，则运行设备的总功率为175KW，换型为圆盘脱水机后真空泵+脱水机电机额定功率为65KW，功率耗差110KW,按5500利用小时计算，每台机组每年节约电耗60.5WKWH。按成本电价0.364元换算，每年节约电费22.022万元。

2、现皮带脱水机年检修维护费用：

滤布消耗：2.8万元。

摩擦带0.8万元。

托辊+轴承等易损件8万元。

换型后脱水系统年节约费用6万元。

预计成本收回需要4.7年。

3、改造后改善石膏质量，解决了石膏无法外运综合利用的问题，避免影响脱硫系统正常安全生产，降低了环保风险。

六、总结

与传统真空皮带脱水机相比，圆盘脱水机具有较多优点，减少了设备维护量和人力资源成本，降低了运行和检修成本，该项目实施后能显著提高脱硫系统设备、系统运行的安全性、可靠性，保证石膏能够正常销售和安全外运，降低环保风险，并能够极大降低设备年维护费用，且节能效果显著，符合国家产业政策，具有极好的经济效益和社会效益。