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正文 第十二章 脱硫后系统

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    周一早上,肖枫到班里的时候,老李正在桌前整理一沓设备铭牌的照片。照片上是一些他还没见过的设备——一台真空皮带脱水机、一座流化床干燥机、还有一套自动包装机。

    “师傅,今天学什么?”肖枫放下工具包,凑过去看。

    “脱硫后系统。”老李抬起头,“脱硫塔出来的东西,你知不知道去了哪里?”

    “石膏吧?上次您说咱们用的是石灰石-石膏湿法脱硫,副产品是石膏。”

    “对。脱硫塔底部排出的石膏浆液,含水率百分之八十以上,不能直接卖。要经过脱水、干燥、包装,才能变成可以销售的产品。今天我们就讲这个——从石膏浆液到成品石膏的全过程。”

    老李站起来,把那沓照片夹在腋下。

    “走,去现场。今天把脱硫后系统讲透。”

    从脱硫塔出来,沿着管道走了一百多米,就到了石膏脱水车间。这是一个很大的厂房,里面轰隆隆地响着,到处都是管道、泵和旋转的设备。空气中有一股淡淡的石膏味,不算难闻。

    “脱硫后系统,分三个工段——脱水、干燥、包装。”老李提高音量,让声音盖过机器的轰鸣。“脱水工段把浆液变成湿石膏,干燥工段把湿石膏变成干石膏,包装工段把干石膏装成袋子。咱们一个一个看。”

    一、脱水工段

    老李带他走到一排旋流器前面。旋流器是几个圆锥形的设备,倒立着安装,上面粗下面细,像一个个大漏斗。浆液从切线方向进入旋流器,在里面高速旋转,产生离心力。

    “这是旋流器。脱硫塔底部排出的石膏浆液,含水率百分之八十左右,先进入旋流器进行一级脱水。旋流器利用离心力,把石膏颗粒和水分开——石膏颗粒从底部出来,叫底流;含细颗粒的水从顶部出来,叫溢流。溢流回到脱硫塔循环利用。底流的石膏浆液,含水率降到百分之五十左右。”

    老李指着旋流器上的几个仪表。

    “旋流器的关键仪表是入口压力变送器。正常入口压力是0.1到0.2兆帕。压力低了,旋流效果不好,底流的石膏含水率高;压力高了,设备磨损快,而且可能堵塞。巡检的时候要看好这个压力。”

    他又带肖枫走到旋流器后面的设备——一台很大的皮带机,上面铺着一层白色的滤布,滤布上是一层灰白色的湿石膏。皮带在慢慢转动,石膏在皮带上越来越干。

    “这是真空皮带脱水机,二级脱水。旋流器出来的石膏浆液,均匀地分布在滤布上,下面抽真空,把水吸走。出来的石膏,含水率降到百分之十以下,就是成品湿石膏了。”

    老李指着皮带机上的几个仪表。

    “真空皮带脱水机的关键仪表有三个——真空度、滤布速度、皮带跑偏开关。真空度用压力变送器测,正常是-0.06到-0.08兆帕。真空度低了,脱水效果不好,石膏含水率高;真空度高了,能耗大,而且可能把滤布吸破。滤布速度用转速传感器测,正常是每分钟3到5米。皮带跑偏开关是开关量,皮带跑偏了会触发报警,自动停机。”

    肖枫在笔记本上记下来:“真空皮带脱水机——真空度-0.06至-0.08MPa,滤布速度3-5m/min。”

    “脱水工段的石膏,可以直接卖给水泥厂做缓凝剂。但含水率还有百分之十左右,运输成本高,而且长期存放会结块。所以咱们厂还上了干燥工段,把湿石膏变成干石膏,卖更好的价钱。”

    二、干燥工段——流化床

    老李带他走到隔壁的干燥车间。这里比脱水车间安静一些,但温度明显高了,空气里有一股热烘烘的味道。

    车间中央是一个巨大的设备,银白色的外壳,形状像一个放大了的长方形箱子,下面有四个柱子支撑着。设备上面有很多管道和仪表,旁边还有一个控制柜。

    “这是流化床干燥机。咱们厂的流化床是内热式流化床,用蒸汽作为热源。湿石膏从一端进来,在床层里被热空气吹起来,像沸腾的水一样,一边流动一边干燥。干燥后的石膏从另一端出来,含水率降到百分之一以下。”

    老李在笔记本上画了一个简图,是流化床的结构。

    “流化床的原理,是利用热空气使固体颗粒悬浮起来,像液体一样流动,同时进行热交换和干燥。热空气从下面往上吹,把石膏颗粒吹起来,形成流态化。石膏在床层里翻滚、混合、传热,水分被蒸发掉。流化床的底部有一块分布板,上面有很多小孔,热空气从小孔均匀地吹出来。”

    老李指着流化床上的几个仪表,一个一个讲。

    “流化床的关键参数有六个——床层温度、床层压力、流化风量、出口烟气温度、蒸汽压力、蒸汽温度。”

    床层温度,正常是80到120度。温度低了,干燥效果不好,石膏含水率高;温度高了,能耗大,而且石膏在120度以上会失去结晶水,变成无水石膏,性能就变了。所以流化床的温度控制必须精确。床层温度用热电偶测,装在流化床的中部和下部,三个测点取平均值。温度超过120度报警,超过130度就要停机检查。

    床层压力,也叫流化压降,正常是5到8千帕。压力低了,说明床层太薄,石膏太少,干燥效率低;压力高了,说明床层太厚,石膏太多,可能堵塞分布板。床层压力用差压变送器测,测分布板上下的压差。

    流化风量,正常是每平方米床层面积每小时8000到10000立方米。风量太小,石膏吹不起来,形不成流态化;风量太大,石膏颗粒被吹跑,跑到除尘器里去了。流化风量用热式质量流量计测,装在鼓风机的出口管道上。

    出口烟气温度,正常是60到80度。温度高了,说明热量没有被充分利用,浪费能源;温度低了,说明石膏含水率高,干燥效果不好。出口烟温用热电偶测,装在流化床的顶部出口。

    蒸汽压力,流化床的加热器用的是蒸汽,正常是0.8到1.0兆帕。压力低了,加热效果不好,床层温度上不去;压力高了,能耗大,而且可能损坏加热器。

    蒸汽温度,正常是170到180度。蒸汽温度和压力是关联的,压力高了温度也高。蒸汽温度用热电偶测,装在蒸汽管道上。

    肖枫把这些参数一一记在笔记本上,密密麻麻写了两页。

    “流化床还有一个重要设备——布袋除尘器。”老李带他走到流化床的旁边,指着一个灰白色的铁箱子。“流化床出来的热空气里带有细小的石膏粉尘,不能直接排到大气,要用布袋除尘器过滤。除尘器收集下来的石膏粉,回到流化床重新干燥。”

    布袋除尘器上也有仪表——进出口压差,正常是800到1500帕。压差高了,说明布袋堵了,要用压缩空气反吹。

    “流化床的维护,主要是定期清理分布板上的结垢。”老李说,“石膏在干燥过程中,可能结块,堵住分布板的小孔。堵了之后,流化效果就差了。一般三个月清理一次,把分布板拆下来,用高压水枪冲洗。这个活又脏又累,但必须干。”

    老李带着肖枫在流化床周围走了一圈,把每个仪表的位置、型号、量程都指给他看。肖枫一边看一边在笔记本上画简图,标出每个仪表的位置。

    “师傅,流化床的控制是自动的还是手动的?”

    “自动的。DCS根据床层温度自动调节蒸汽阀门的开度,根据床层压力自动调节排料阀的开度。操作工在中控室看着就行,不用到现场。但巡检的时候要来看看,仪表有没有异常,设备有没有异响。”

    三、包装工段

    从干燥车间出来,老李带肖枫去了包装车间。这是脱硫后系统的最后一个工段,也是最干净的一个工段——地上没有灰,设备擦得锃亮,空气中有一股淡淡的石膏味。

    车间里是一套自动包装机,巨大的料仓下面是几个包装口,每个包装口前面有一个机械手,正在把袋子夹住、灌装、封口、送出。

    “这是自动包装机。干燥后的石膏粉,从流化床出来,通过斗式提升机送到包装机的成品料仓。料仓容量50吨。包装机每小时能装1000袋,每袋25公斤。”

    老李指着包装机上的仪表,一个一个讲。

    成品料仓料位,用雷达料位计测,正常控制在3到8米之间。料位低了,包装机没料装;料位高了,可能冒顶。料位超过9米报警,超过10米停止进料。

    包装秤,是包装机最核心的仪表。每个包装口下面有一个电子秤,称量石膏粉的重量。设定值是25公斤,正常范围是24.9到25.1公斤。超了或少了,包装机自动调整。

    “包装秤是精度要求最高的仪表。每年要用标准砝码校准一次。平时每天要用25公斤的标准砝码验证一次,确认误差在正负0.1公斤以内。”

    老李蹲下来,指着电子秤下面的传感器。

    “这是称重传感器,里面有个电阻应变片。石膏粉的重量使传感器变形,应变片的电阻变化,转换成电信号,送到包装机的控制器。控制器根据信号的大小,控制给料阀门的开度。快到25公斤的时候,阀门关小;到了25公斤,阀门关闭,袋子落下。”

    肖枫蹲下来,仔细看了看那个传感器。它不大,拳头大小,银色的金属外壳,上面接着几根细细的电缆。

    包装袋计数,用光电开关测。每个袋子经过的时候,光电开关检测到,计数器加一。计数器的数值传到DCS,中控室能看到今天装了多少袋、多少吨。

    “这个计数很重要。库存管理、销售结算,都要靠这个数。如果计数器不准,账就对不上了。所以每天要检查一次,确认计数跟实际包装数量一致。”

    封口温度,用热电偶测,正常是150到180度。封口机把袋口热封起来,温度低了封不牢,温度高了把袋子烫破。温度超出范围会报警,包装机自动停机。

    皮带跑偏开关,跟脱水机的一样,皮带跑偏了触发报警,自动停机。

    老李带他走到成品料仓下面,那里停着一辆叉车,正在把一摞一摞的石膏袋往卡车上装。

    “装好的石膏袋,码垛机自动码成垛,一垛40袋,正好一吨。叉车司机把垛叉起来,装到卡车上,拉到客户那里去。咱们厂的石膏,主要卖给水泥厂做缓凝剂,一年能卖好几万吨。”

    四、三种脱硫工艺的副产品

    讲完现场的设备,老李在包装车间旁边的休息室里坐下来。

    “肖枫,咱们厂用的是石灰石-石膏湿法脱硫,副产品是石膏。但你要知道,国内脱硫技术不只有这一种。不同的脱硫工艺,副产品也不一样。”

    老李在笔记本上画了一张表。

    第一种,石灰石-石膏湿法脱硫,就是咱们厂用的。吸收剂是石灰石粉,副产品是石膏——二水硫酸钙。石膏可以用在水泥厂做缓凝剂,也可以做石膏板、石膏砌块。这是目前应用最广的技术,占国内脱硫市场的百分之七十以上。

    第二种,氨法脱硫。吸收剂是氨水,副产品是硫酸铵。硫酸铵是化肥,可以直接卖给化肥厂。氨法脱硫的优点是不产生废水,副产品是化肥,有经济效益。缺点是氨水价格波动大,而且氨逃逸可能造成二次污染。这种技术在化肥厂周边用得比较多。

    第三种,半干法脱硫。吸收剂是石灰粉,直接喷入烟道,跟烟气中的二氧化硫反应,生成亚硫酸钙和硫酸钙的混合物。副产品是脱硫灰,也叫脱硫渣。这种副产品的利用比较困难,一般用来填埋或者做路基材料,经济价值不高。半干法脱硫的优点投资小、占地少、不产生废水;缺点是脱硫效率低一些,而且副产物不好处理。

    “还有第四种,海水脱硫。”老李又加了一行,“直接用海水洗涤烟气,海水的碱性中和二氧化硫。副产品是硫酸盐,溶解在海水中排回大海。优点是成本低、不产生固体副产物;缺点是只能在海边建厂,而且对海洋生态有影响。中国沿海的一些电厂用的就是海水脱硫。”

    老李把这四种技术总结了一下。

    “石灰石-石膏湿法——出石膏,能卖钱。氨法——出硫酸铵,也能卖钱。半干法——出脱硫灰,不好卖,大多填埋。海水脱硫——不产生固体副产物,但受地域限制。咱们厂选石灰石-石膏湿法,是因为周边有水泥厂,石膏不愁销路。而且咱们厂自己有石灰石矿山,原料便宜。”

    肖枫把这些都记在笔记本上。

    “国内的脱硫后处理设备,现在也是百分之百国产化了。”老李继续说。“旋流器,国内最大的厂家是威海海王。真空皮带脱水机,最大的是山东景津。流化床干燥机,最大的是常州一步。自动包装机,最大的是哈尔滨博实。这些设备,咱们厂全都有。”

    老李站起来,拍了拍裤子上的灰。

    “下周开始,我带你做具体的维护——校准包装秤、检查旋流器压力、清理流化床分布板、更换布袋除尘器的滤袋。每个都要亲手做一遍。”

    周五下午,老李在包装车间考他。

    “脱硫后系统分哪三个工段?”

    “脱水、干燥、包装。脱水用旋流器和真空皮带脱水机,干燥用流化床,包装用自动包装机。”

    “旋流器的作用是什么?关键仪表是什么?”

    “一级脱水,把石膏浆液的含水率从80%降到50%。关键仪表是入口压力变送器,正常0.1到0.2兆帕。”

    “真空皮带脱水机的作用是什么?关键仪表有哪些?”

    “二级脱水,把含水率从50%降到10%以下。关键仪表是真空度、滤布速度、皮带跑偏开关。真空度-0.06到-0.08兆帕,滤布速度3到5米每分钟。”

    “流化床的作用是什么?关键参数有哪些?”

    “干燥石膏,把含水率从10%降到1%以下。关键参数是床层温度、床层压力、流化风量、出口烟温、蒸汽压力、蒸汽温度。床层温度80到120度,床层压力5到8千帕,流化风量每平方米8000到10000立方米每小时。”

    “包装机的关键仪表有哪些?”

    “成品料仓料位、包装秤、包装袋计数、封口温度、皮带跑偏开关。包装秤精度正负0.1公斤,封口温度150到180度。”

    “三种主要脱硫工艺的副产品分别是什么?”

    “石灰石-石膏湿法出石膏,氨法出硫酸铵,半干法出脱硫灰。石膏和硫酸铵能卖钱,脱硫灰不好卖。”

    老李点了点头。

    “还行。锅炉、汽轮机、给水泵、脱硫、电除尘、灰库、石膏后处理——整个热电联产和脱硫的流程,你已经全部走了一遍。”

    他拍了拍肖枫的肩膀。

    “下周开始,我带你做综合巡检。你把每个仪表的正常范围、报警值、联锁值、维护周期,全部记在脑子里。三个月后,你就能独立当班了。”

    下午四点,早班结束。肖枫换了工服,走出厂区。夕阳挂在西边,把天边染成了橘红色。

    他回到宿舍,洗了个澡,躺在床上。把老李给他的笔记本拿出来——锅炉、汽轮机、给水泵、脱硫、电除尘、灰库、石膏后处理——七本笔记本,并排放在枕头上。

    他翻开石膏后处理那本,看着自己新写的那些笔记——旋流器的压力、真空皮带机的真空度、流化床的温度和风量、包装机的秤和计数。又翻到最后一页,看着自己抄下来的那张表——石灰石-石膏湿法出石膏,氨法出硫酸铵,半干法出脱硫灰。

    他闭上眼睛,在脑子里把整个系统的流程串了一遍:锅炉烧煤,产生蒸汽;蒸汽推动汽轮机做功发电;烟气经过电除尘去掉粉尘;粉尘送到灰库储存;除尘后的烟气进入脱硫塔,石灰石浆液洗涤,去掉二氧化硫;脱硫塔底部的石膏浆液进入旋流器,离心分离;底流进入真空皮带脱水机,抽真空脱水;湿石膏进入流化床干燥机,热空气吹起,干燥;干石膏粉进入包装机,称量、灌装、封口;一袋一袋的石膏装车,运到水泥厂。

    烟气变成石膏,废物变成产品,产品变成钱。

    他想着那些流程,慢慢睡着了。

    窗外那个嗡嗡的声音还在响。

    那是汽轮机的声音,每分钟三千转,永不停歇。

    而在后处理车间里,流化床也在嗡嗡地响着,热空气把石膏吹起来,像沸腾的水,永不停歇。

    包装车间里,自动包装机还在哒哒地响着,一袋一袋的石膏被装好、封口、码垛,等待着明天的卡车来拉走。

    永不停歇。
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