研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用
能降耗的一个目的。这个方法就是增加气流的量和增大气流的流动面积，这样就会使得电厂汽轮机机组的通流性得到优化和使汽轮机的缸效率得到提高，从而保证电厂汽轮机节能降耗。
（4）对汽轮机的实际情况进行优化改良。如今电力紧缺，为了能够得到更多的电力资源，我们可以就电厂汽轮机的实际情况对其进行优化改良，以此达到节能降耗的目的。如今的技术已经慢慢得到完善，为了能够实现汽轮机的节能降耗，我们可以通过技术手段等已经跟不上发展的汽轮机进行改造。汽轮机的凝汽器是重要的组成部分，我们可以对凝汽器的真空、端差以及凝结水等方面对其进行研究分析。我们通过改造电厂汽轮机可以降低汽轮机机组的维修次数、缩短机组的停机时间以及提高电厂汽轮机的使用寿命，以此提高电厂汽轮机的安全性和经济实用性，不仅能让工作人员获得技术上的完善，还可以以此达到节能降耗的目的。3 完善电力管理制度及体系
桶盖
有一个完善的电力管理制度和体系对电厂的修建及电厂汽轮机的机组运行和达到节能降耗的目的都大有益处。随着社会的不断发展，体系的完备是其中的重要一项，如今我们的国家也在不断地完善电厂的管理制度和体系。电厂的管理通常有以下一些方面：节能的指标、节能的监督、运行、机组的经济调度、设备的检修与燃料的管理等多个方面。节能管理是电厂能够在如今社会的社会中快速发展的前提和基础， 在对电厂的管理方面，电厂中的相关工作部门和工作人员应该进行积极的配合，做好自己相对应的工作，严格地要求自己，制定出严格合理的节能规划方案，确保能够正常地开展后续工作，并按照相关的法律法规来进行全面的审查，可以在适合本国国情的前期下，对自己的管理制度与体系进行完善改良，形成我国特的电厂管理制度，使得它能够在当前的社
会发展中得到提升。4 结语
因为如今的世界能源紧缺，过度的开采和使用使得能源匮乏，然而，人们无法离开这些能源。人们对电力能源的需求很大，家家户户都需要电力能源的支持，社会以及国家的发展都需要电力能源的供给。如今我国正处于高速发展期，在信息的迅速发展下也离不开电力的需求，所以我们对电力的需求正在不断地提高，对于节能减排正是我们现在可持续发展的重要举措。电厂汽轮机的优化改良使其能够减少对材料的消耗来获得更大的工作效率以及更多的电力能源，是我们当前社会研究的重要方向。就本文而言，简单地介绍了电厂汽轮机，以及对其运转进行了分析，提供了一些能够对电厂汽轮机节能降耗的有效措施。希望电力能源可以得到可持续发展，对我们的社会以及国家经济发展产生重要的影响。
参考文献：
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保护膜印刷
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[6]曹中华，卢秀珍.电厂汽轮机节能降耗的主要措施分析[J].硅谷,2014,7(01):72+70.
单向隔离网闸城镇化建设快速发展，使部分城市陷于“垃圾围城”的现实困境。2019年，我国城市生活垃圾清运量突破2.42亿吨，而垃圾无害化处理能力869875吨/日，其中焚烧处理能力456499吨/日，占比近52.5%。生活垃圾焚烧发电技术因其“减量化、资源化、无害化”优势明显，已成为不少地方破解难题的首选。
半干式脱酸塔是脱除垃圾焚烧烟气中SO 2、HCl 和HF 等酸性气态污染物的重要设备，事关污染物达标排放、安全稳定运行以及运行成本控制等，需要工程技术支撑。本文结合当前最流行的基于离心喷雾干燥技术的半干式脱酸塔在设计、制造、安装和运行维护等工作中发现的问题，分析其形成的原因，并提出相应建议，供业内参考。垃圾焚烧烟气半干式脱酸塔常见问题综述 杨荣清
（光大环境科技（中国）有限公司，江苏 南京 211106）
摘要：梳理近年来垃圾焚烧烟气半干式脱酸塔应用中发现的问题，分析其成因，提出改进建议，为垃圾焚烧发电厂烟气净化系统半干式脱酸塔的设计、制造、安装和运行维护等工作提供参考。
防雨罩关键词：垃圾焚烧；烟气；半干式脱酸塔；常见问题
中图分类号：X799.3;X773 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2021）02（上）-0134-04
1 垃圾焚烧烟气半干式脱酸工艺1.1 工艺流程
典型的生活垃圾焚烧烟气半干式脱酸工艺流程见图1。来自余热锅炉的原烟气从脱酸塔顶部经分配并起旋后，向下呈环状进入塔内；同时，制备好的石灰浆在过滤后也被泵送至反应塔顶部的离心式雾化器，被雾化成粒径为30～50μm 的雾滴后与烟气剧烈混合，吸收烟气中的HCl 和SO 2等酸性气态污染物。由于雾滴粒径小、比表面积大且与烟气的相对运动速度高，短时内其表面干燥和烟气降温主要集中在雾化器周围完成。随后，未完全干燥或反应的颗粒和烟气在塔内下行过程中进一步反应，到达脱酸塔底部时，除部分颗粒物 被灰斗收集外，其余颗粒物将跟随烟气经出口烟道流向袋式
中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i n
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除尘器，可进一步脱除烟气中的酸性气态污染物。工程中常将粉末活性炭在脱酸塔和除尘器之间的烟道处与烟气充分混合，并在袋式除尘器滤袋表面停留足够时间，实现烟气中二噁英类和重金属及其化合物的有效脱除，其后绝大部分飞灰坠入灰斗被收集；为便于半干法的调峰和雾化盘的更换维护，此处一般设置消石灰粉末喷射口。半干式脱酸塔和袋式除尘器灰斗收集的颗粒物经由卸、输灰设备集中到灰仓，飞灰应按规定处理处置。
1.2 半干式脱酸工艺控制原则
生活垃圾焚烧烟气半干式脱酸工艺以“温度”和“浓度”控制为主：脱酸塔出口烟气温度宜控制在酸露点以上不少于20℃，以防后续设备和管路低温腐蚀；同时应根据酸性气态污染物排放浓度反馈及时调整消石灰投加量，例如在合理的出口烟温区间内调整石灰浆流量/浓度，或按需在脱酸塔出口辅以消石灰粉等，在控制污染物达标排放的前提下兼顾经
济性。
图1 焚烧烟气半干式脱酸系统典型工艺流程
2 常见问题及其原因分析与对策2.1 飞灰粘壁问题 飞灰粘壁是半干式脱酸塔设计和运行维护必须考虑的问题，其主要原因在于：
（1）粘壁后的物料，尤其是灰斗内和直筒段底部的物料，在不断增厚的过程中将增加设备压力损失和引风机电耗，同时提高消石灰耗量和飞灰产量，而增加的飞灰又会反过来进一步加剧粘壁现象。
（2）人工清除脱酸塔内粘壁物料需要先冷却、后清理的过程，通常需要5天左右时间才能完成，因此每次停炉都会缩短全厂有效运行时间。生活垃圾焚烧发电厂都承担着及时处理当地生活垃圾的社会责任，垃圾产量高峰期长时间停炉对垃圾电厂是个考验，停炉同时还会导致经济损失。因此，一般电厂非不得已通常不愿为此停炉检修。
（3）设计或运行不当导致的飞灰粘壁积累到一定程度后，在设备振动、热应力和重力等因素作用下时常会整块坠入塔底，有时不仅导致设备压力损失骤增、增加运行成本和加剧飞灰粘壁，严重的还会损坏设备、被迫停产并带来安全隐患。
半干式脱酸塔内飞灰粘壁可分为干灰表面附着和半湿飞灰粘壁，前者通常不可避免，但其附着层薄而疏松，大多可在振动或气流等作用下自行脱落，对正常生产影响甚微，因此本文聚焦工程中关注得更多的半湿飞灰粘壁问题。2.2 半湿飞灰粘壁
半湿飞灰粘壁是由于浆液经雾化后，在雾滴完成表面干燥前触及设备壁面并附着而形成。雾滴的运动轨迹决定了粘壁位置，不同粘壁位置对生产的影响也不尽相同：脱酸塔直筒段底部和灰斗内粘壁，对设备压力损失增加、经济性降低的影响更大，且随着附着层的增厚而越发明显；脱酸塔上部、
顶盖的粘壁并成块脱落坠入灰斗，除了带来前述影响外，还会增加设备损坏和停炉风险，也是一大安全隐患，其危害不容忽视。
折叠桶
离心式半干脱酸塔内半湿飞灰粘壁的主要影响因素有：脱酸塔结构型式、原烟气温度、塔内烟气流场、雾化器运行状况（变频器故障、振动高）等。各影响因素及相应的注意事项或解决措施分别如下：
（1）脱酸塔结构和型式。离心式雾化器的雾滴是近乎以切向离开雾化盘，如果脱酸塔直径设计得过小，更容易在雾滴运动轨迹内的塔壁上发生半湿飞灰粘壁现象，故半干式脱酸塔多呈矮胖型；但塔径也不宜设计得过大，否则，会增加设备占地面积。脱酸塔的直径选取需综合雾化器理想转速、雾炬和烟气停留时间等因素，其高径比宜在1.0～1.2。
（2）原烟气温度。当入口原烟气温度较低时，由于CEMS 系统和烟气净化控制系统等存在一定的滞后，石灰浆浓度无法瞬时调整；此时，若烟气中酸性气态污染物浓度较高，很多电厂为保证达标排放常在调整石灰浆浓度之前先保证石灰浆流量，以致出塔烟气温度偏低（出塔烟温宜高于烟气酸露点20℃以上，一般应≥145℃），导致很多雾滴得不到充分干燥，更易发生半湿飞灰粘壁现象。出塔烟温过低，还会加剧下游烟气净化设备和管路的堵塞和低温腐蚀，因此，应极力避免。
可以在脱酸塔出口烟道喷入消石灰粉辅助脱酸，或通过调节余热锅炉前的三通阀等方式适当提高原烟
气温度。提高浆液质量浓度也有一定缓解作用，但浓度过高，会增加浆液输送管路堵塞风险，因此，浆液质量浓度通常不高于13%。当然，余热锅炉换热效率通常会随着时间的推移而下降，此时，同等条件下，原烟气温度会逐渐高出设计值，因而汪所需的石灰浆浓度会降低、流量会增大。
（3）塔内烟气流场。脱酸塔内的流场分布会直接影响雾滴运动轨迹，因此，对飞灰粘壁影响很大。
①如果飞灰粘壁位于脱酸塔顶盖和直筒上部，表明烟气流经分配和起旋后的旋转过于强烈或浆液雾化后的雾炬过小，气流与雾滴碰撞后的扰动较大，从而在脱酸塔上部形成粘壁。造成此现象的最直接原因就是脱酸塔烟气分配器下层旋流片出射角过大，可以采取措施调整出射角并适当降低雾化器转速来解决，通常出射角在25°～30°区间较为适宜。需要特别注意的是，当黏附物积聚到足够大时，在热应力、机械振打力或重力等的作用下容易导致大块黏结物脱落并坠入灰斗。当灰块不足以导致停炉时，通常也会增加设备阻力，长期高阻力运行不仅会增加引风机电耗，还会增加消石灰消耗和飞灰产量，大大增加了运行成本；由于粘壁位置高，重力势能相对较大，粘壁严重时可迫使停炉，带来的不仅是经济损失，还有设备故障甚至安全隐患，应当引起足够重视。
②如果出现脱酸塔直筒段下部和灰斗粘壁，通常是由于烟气流旋转强度偏弱或雾炬过大造成的，这时可以适当增大烟气分配器旋流片出射角并提高雾化器转速。
③个别电厂曾出现多台设备同时出现雾化盘高度以下、脱酸塔直筒中段单侧局部粘壁现象。调研和分
析后发现，该项目由于场地不足，设计院在布置设备时将余热锅炉和脱酸塔入口烟道严重缩短，导致弯头和烟气分配器入口间的烟道直段长度不足1.3倍管径，同时，弯头的弯曲半径仅1倍管径，使得气流未经充分发展就进入烟气分配器，造成分配器出口烟气流场分布不均，进而导致脱酸塔局部粘壁。因此，如果场地条件允许，烟气分配器入口前应尽量保证足够长的直烟道（宜≥2.5倍管径），弯头应有足够大的弯曲半径（宜≮2.5倍管径）；如果
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场地条件确实有限，可酌情在弯头内设置导流板，尽量不让烟气在进入分配器前出现严重偏流现象。
（4）雾化器运行状况。雾化器运行维护得好与坏，直接关系到脱酸塔能否正常运行，必须引起重视。
①雾化器轴振动高。振动过高会破坏雾化器动平衡，导致雾滴均匀度下降，一旦大颗粒飞行时间小于其干燥所需时间就会出现半湿飞灰粘壁。如果焚烧烟气脱酸系统运行时，出现雾化器轴持续振动高报警甚至跳闸的情况，应及时排查雾化盘安装偏差、雾化器轴弯曲或断裂、轴承损坏的可能，并酌情重新安装、维修或更换。有的项目焚烧烟气脱酸系统运行一段时间后，出现雾化器轴振动加剧、振动高
报警甚至跳闸，降低雾化器转速一定时间后偶尔会自行好转，而后不断反复前述过程的情形。这主要是由于雾化盘上的黏结物破坏雾化盘动平衡所致，程度较轻时，只需启动在线清洗程序对雾化盘和浆液输送管路进行短时冲洗，并在脱酸塔出口烟道处按需喷入消石灰粉辅助烟气脱酸。如多次在线清洗后仍效果不佳，建议先切换至消石灰干法脱酸，雾化器断电后应及时更换备用雾化盘，并将原雾化盘浸泡后彻底清洗。当浆液中固体杂质较多时，更容易在雾化盘表面产生黏结物并破坏动平衡，尤其是喷嘴型雾化盘。因此，如果在排除机械故障的基础上更换备用雾化盘后，仍不能消除雾化器轴间歇性振动高的现象，则可考虑提高消石灰纯度或优化石灰浆过滤装置延长雾化盘人工清洗周期；实践中，曾用矩形通道型雾化盘替换喷嘴型雾化盘，并达到了预期效果。此外，工程中有时还会出现未按图加工、安装或调整雾化器安装护筒，以致雾化盘安装位置过高，使得运行时部分雾滴直接飞向雾化器安装护筒并不断积聚和增厚，在雾化盘和护筒底部形成严重结垢的情形，除了会破坏雾化器的动平衡外，还会导致烟气脱酸效率下降、消石灰耗量和飞灰产量增加等不利影响。因此，制作和安装时的质量控制十分重要，运行过程中，也可以通过调节雾化器护筒至最佳安装高度来规避此类问题。除机械故障会引起雾化器轴振动高以外，雾化器浆液/冷却水分配不均匀、雾化盘堵塞、雾化盘附着物不均匀脱落等都是雾化器轴振动高的诱因，因而优化雾化器浆液/冷却水分布器设计，适当提高消石灰品质（建议不低于GB/T29152-2012[2]附录B中的要求）、合理设置过滤装置，及时在线清洗雾化盘等，均有改善作用。
②雾化器转速过低。有的电厂反映脱酸塔直筒内壁下部易粘壁且周向均匀、石灰耗量偏高。这主要是由于雾滴粒径和喷雾距离均与雾化器转速呈负相关，雾化器转速较低时雾炬和雾滴粒径较大，更容易发生雾滴干燥不透和粘壁的现象。通常，垃圾焚烧烟气脱酸用离心雾化器的转速宜≮8000rpm。
③调速变频器故障。某垃圾电厂曾出现脱酸塔内物料由灰斗底部中心位置向上堆积且形如石笋，严重时高度可以达到脱酸塔直筒中上部位置，同时，出现脱酸塔压力损失和引风机电流剧增现象，并伴有浆液耗量增加的现象，但雾化器轴振动无异常。这主要是由于调速变频器故障导致雾化器转速过低、雾滴粒径过大引起的：一方面，由于大液滴比表面积小，传热和传质效率低，烟气污染物达标排放所需的浆液量增大；另一方面，切向运动速度显著降低的大液滴在气流和重力为主的外力作用下顺着脱酸塔轴心向下坠入灰斗底部并不断沉积，大大减少了烟气流通面积，因此，焚烧线在额定负荷运行时的设备压力损失和引风机电流激增。此时，需及时维修或更换调速变频器。
④雾化器轴断裂。实践中，有时会出现脱酸塔灰斗底部往外流液体、酸性气态污染物控制困难的情况，这通常是由
于雾化器轴断裂所致，此时，应切换至干法脱酸，更换备用雾化器，并吊出原雾化器进行维修。
2.3 脱酸塔出口水平烟道容易积灰堵塞
有的垃圾焚烧发电厂非常容易出现脱酸塔出口烟道积灰堵塞的现象，其原因主要有：（1）出口烟道直径偏大，管内烟气流速低于防止飞灰沉积的最小流速；（2）脱酸塔出口烟道的进气口紧贴灰斗壁、坡口向上，粒径较大的飞灰颗粒更容易流入水平的出口烟道内并沉积；（3）出塔烟气温度低、设备和管路的密封和保温性能差，烟气在烟道内结露，而飞灰中的脱酸产物CaCl
2
等加剧了粉尘的沉积和堵塞；（4）部分垃圾发电厂操作中取烟气出口烟道三个温度测点中的最高值作为温度控制点，取值不具代表性，对防止出塔烟气结露有不利影响。
针对上述原因，可采取的应对措施有：（1）结合出塔烟气量（含半干法产生的水蒸气）和防止飞灰在烟道内沉积的最小烟气流速（宜按12～16m/s设计，水平烟道取高值），合理选取烟道直径；（2）将脱酸塔出口烟道进气口延伸至灰斗轴线处，且坡口（45°左右）向下；（3）采取措施严防出塔烟气结露，例如适当提高浆液浓度，提高脱酸塔进气温度，以及可有效提高保温和密封性能的其它措施等；（4）取烟气出口烟道三个温度测点中更具代表性的中间值作为温度控制点。
2.4 雾化器润滑油量高/低
润滑油量过高或过低多为润滑系统故障或报警器故障，应停车检修润滑系统或更换报警器。此外，润滑系统泄漏或润滑油变质时，也会导致油量指示低，也应停车检修或更换润滑油。
2.5 脱酸塔粘壁程度轻但飞灰潮湿
广东某垃圾焚烧发电厂到了雨季会出现飞灰潮湿，严重到灰仓板结而无法卸灰，脱酸塔内无明显粘壁现象。调研后发现主要原因有：卸输灰系统密封性能较差；未设置灰斗内低料位监测，卸灰系统连续运行，灰斗内未形成有效灰封，导致由卸输灰装置漏进的含湿空气混入使烟气结露，加上飞
灰内本身含有极易吸湿的CaCl
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，使得飞灰更加潮湿。
上述情况首先应增强卸相关输灰设备和设施的密封和保温性能，日常维护时检修口应及时关闭；其次，可采用密封性更加的卸灰装置，如双层翻板阀等；如果收效不明显，可在灰斗增设低料位监测装置并与卸灰装置联锁，以形成有效灰封，进一步减少含湿空气混入；通过灰斗伴热来维持一定的飞灰温度，有时也是一个不错的解决方法。
2.6 脱酸塔底部滑动支座失效
江苏某垃圾焚烧发电厂曾发生塔底4个滑动支座全部失效导致塔身倾斜的事故，若得不到及时妥善处
置，一旦脱酸塔倾覆其后果不堪设想。该事故的主要原因有：用于制作的滑动支座的结构用钢管厚度远小于设计厚度，导致承载能力下降；安装时，未按图纸要求保留膨胀间隙，运行过程中脱酸塔及其底部圆环受热后开始膨胀，而滑动支座的限位螺杆和错误安装的腰形孔则直接将其顶死导致应力无法释放，使下方的结构用钢管承受了巨大的剪应力。
后经现场采取措施更换合格支座并正确安装，上述事故得到了妥善处置。该事件也凸显了工程中设备制作和安装质量控制的重要性，而且环环相扣。
2.7 自控仪表系统失灵
自控仪表系统失灵的原因通常有仪表自身故障、执行机构故障、气源系统管路泄漏或管网压力波动大，以及仪表线路接触不良或老化等，可以结合实际问题进行分析和处理。
中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i n
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高端装备制造是我国工业长期发展的战略方向，在传统制造业的基础上，未来将越来越多地把人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等前瞻技术与现有工业产品深度融合，形成了全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统，将极大地提高工业生产各个环节的效率和环保水平。为了响应上述国家战略发展需求，需要在各行各业不断进行积极的探索和实验，这必将是一个长期而久远的过程。
电铲作为大型露天矿山的主要开采设备，在整个开采环节中占据着非常重要的位置。电铲按整机结构，可以分为上车和下车两大部分。回转平台以上称为上车部分，以下称为下车部分。电铲回转作业时，回转电机驱动上车部分围绕着中央数轴转动，回转的角度和圈数不受限制。电铲的工作电源从下车高压电缆箱引入上车，下车的全部控制信号需要传输至上车CPU 集中处理，如此一来，电铲结构的特殊性导致上下车的动力电源和信号传输成为一个非常关键的问题。如何解决好该问题直接影响整机的工作效率和可靠性。1 传统的解决方案
对于旋转设备的电气连接，滑环是最常见的解决方案，根据不同的电压等级和载流量，厂家会根据用户需求进行配套。滑环一般安装于设备旋转的中心轴线上。电铲按结构分为上车和下车两大部分，工作时，下车处于静止状态，上车根据工况在任意角度内回转工作，旋转轴线为中央枢轴。电铲受内部空间制约，将高压供电和低压供电集成在一个壳体内，内部隔离位高压室和低压室两部分。该方案不仅有效隔离了不同的电压等级，保障人身安全，同时，将整体尺寸优化为最理想的状态。该方案的一
个明显的制约条件在于，每个需要独立传输的动力源或信号都需要一组独立的滑环与之配套（一组滑环包含与之连接的碳刷等组件）。例如，常见的风机380VAC 动力电源，低压室内需配套3组满足绝缘间距的滑环，或者数字量信号，每个信号也需要对应一组独立的滑环。随着电铲持续升级改进，设备上需要监控的部位逐渐增加，从下车传输至上车的控制信号也在相应地增加。包括WK-35上下车通信系统方案改进
黄俊亮
（江西铜业集团德兴铜矿，江西 上饶 334224）
摘要：本文介绍了基于电铲应用的上下车通讯方案的持续改进，根据不同历史时期的具体需求以及新技术的出现，上下车方案一共经历了三个阶段：即滑环方案、菲尼克斯iWLAN 方案以及西门子SCALANCE W 方案。本文具体介绍了每种方案的技术特点及相比上一代的优势。
关键词：电铲；上下车；通信
中图分类号：TN91 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2021）02（上）-0137-02
一些温度探测，单个PT100至少需要2组独立的滑环，单台电机三个绕组加传动轴等关键部位，增加滑环数量显然满足不了新的需求。为此，将控制信号通过无线的方式在上下车之间传输，成为解决该矛
盾的最佳方案。2 菲尼克斯解决方案
为了替代传统的滑环结构，电铲的上下车系统改造为菲尼克斯的无线传输方案。该方案中，上下车需要交互的控制信号，首先以硬线的方式连接至菲尼克斯的数字量或模拟量接口模块，这些接口模块统一安装在上车或下车的机架上，每组机架配置一个专用的菲尼克斯CPU 模块，用于控制信号采集打包。采集打包完的数据通过数据线发送至菲尼克斯iWLAN 模块，上车和下车各安装1个iWLAN 模块，该模块用于无线传输数据。为保证在设备回转过程中天线的可视性和传输可靠性，上车的iWLAN 模块配置了2个方向向下的半球形天线，下车安装1个方向向上的半球形天线。
5d动感座椅上下车拓扑结构如下图所示，示例方案中，上车有8个数字量输出模块，6个数字量输入模块。对应的，下车有8个数字量输入模块，6
个数字量输出模块。
图1 上车拓扑结构
3 结语
半干式脱酸塔作为垃圾焚烧烟气净化系统的重要设备，其连续安全稳定运行对于垃圾焚烧发电厂的安全生产、烟气污染物达标排放以及经济运行均具有重要意义。在半干式脱酸塔设计、制造、安装和运行维护过程中均应采取措施防止或减少相关问题的出现，提高垃圾焚烧发电厂的安全性、可用率和经济性，积极为企业践行社会责任服务。
参考文献：
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