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国产化突破与技术创新:广东省科学技术奖一等奖项目解析——齿轮箱增速型式SDA雾化器关键技术攻关及应用

   日期:2024-01-17     来源:广东省环境卫生协会    
本文导读: 本文详细介绍了荣获广东省科学技术奖一等奖的“齿轮箱增速型式大流量高转速 SDA 雾化器技术研发”项目。该项目针对垃圾焚烧发电厂烟气脱酸工艺中关键设备SDA雾化器,通过自主研发和创新设计,在设备性能、稳定性、经济性等方面实现显著提升,并成功解决进口设备依赖、成本高昂等问题,有效推动了该核心设备的国产化进程,为行业提供了高效稳定且具有自主知识产权的雾化器解决方案。

成果名称
齿轮箱增速型式大流量高转速 SDA 雾化器技术研发
主要完成单位
深圳能源环保股份有限公司
深圳市深能环保东部有限公司
主要完成人
王  必  焦显峰  易   丹  周船海
黄  胜  邹闰平  黄盟盟  丁圣轩
杜  振  赵贵永  程箴太
项目简介
1.主要技术内容
目前国内垃圾焚烧发电厂的烟气脱酸工艺主要包括干法脱酸、半干法脱酸和湿法脱酸等。湿法脱酸是最近几年才开始大量普及应用,但投资成本及后期维护成本较高。以往老厂都是通过干法脱酸和半干法脱酸工艺进行搭配使用,鉴于干法脱酸是通过喷射熟石灰与烟气混合反应脱酸的效率不高,故保证半干法脱酸的效率变得尤为重要。半干法脱酸工艺主要是将一定浓度的石灰浆液通过雾化器进行旋转雾化喷出,与烟气混合反应后将烟气中的酸性气体脱除,故旋转雾化器是半干法脱酸工艺的关键设备。为响应国家对进口技术国产化的政策引导,进行齿轮箱增速型式大流量高转速SDA雾化器的研究攻关,实现该关键设备的国产化并改型优化很有必要。主要技术内容包括:
1.1 SDA雾化器设备设计制造、改进创新、运行优化改进、与现场进口设备兼容系统的研发。
1.2 润滑油/齿轮箱散热冷却、高温工况下油路不畅问题。
1.3 雾化轮轻量化、雾化盘检修动平衡配重调整等。
1.4 研发设备在实际工况下带负荷长期稳停运行,降低设备直接采购成本、技术服务成本及维护成本。
1.5 研发设备运行节能,同比进口设备的耗电量。
2.授权专利
3.技术经济指标
进行SDA雾化器设备设计制造、改进创新、运行优化改进、与现场进口设备兼容系统的研发。完成的SDA雾化器设备及备件、控制系统,满足现场SDA雾化器设备的功能要求。
1.1 雾化器脱酸性能指标:半干式反应塔入口SO2≥300mg/Nm3 时,SO2脱除效率≥85%;半干式反应塔入口SO2≤300mg/Nm3时,要求袋式 除尘器 出口SO2浓度≤50mg/Nm3。半干式反应塔入口HCl≥200mg/Nm3 时,HCl脱除效率≥95%;半干式反应塔入口HCl≤200mg/Nm3时,要求袋式除尘器出口HCl浓度≤10mg/Nm3。
1.2 雾化器主轴振动空载运行≤120μm/s,负载运行主轴振动满足进口雾化器同等标准。
1.3 雾化器轴和雾化盘达到工况转速(13500转/分钟)并长周期稳定运行。
1.4 雾化器运行过程中噪音在距设备1米处≤85dB(A)。
4.应用及效益情况
形成一套具有自主知识产权的齿轮箱增速型式大流量高转速SDA雾化器及相关设计图纸;该设备可应用于垃圾焚烧发电厂半干式脱酸反应塔内烟气流量下的反应,整机寿命达到15年,关键部件达到5年;通过自主设计制造,国产雾化器整机采购成本下降50%;实现进口设备国产化,并且在工业应用、长期稳定运行性能等方面优于进口设备,有效降低半干法脱酸系统的运营成本,具有良好的推广应用价值。
自主研发的国产雾化器在深圳市深能环保东部有限公司及其他项目上成功应用,提高了雾化效果,有效降低半干法脱酸系统的运营成本,为行业提供了国产优化产品的研究方向和设备基础,为行业解决进口设备“卡脖子”问题奠定良好基础。
主要科技创新
1. 技术研发背景
目前国内垃圾焚烧发电厂普遍使用的(SDA)半干法脱酸雾化器品牌有:K-S(美国)、西格斯(比利时)、尼鲁(丹麦);其中尼鲁雾化器是最迟引进中国使用,但是凭借其优异的使用稳定性深受广大用户好评,近几年在国内业绩增长迅猛,基于它的运行稳定性、大流量优势,为目前中、大型垃圾焚烧发电厂配套的首选关键设备。
旋转雾化器是垃圾焚烧电厂半干法工艺的核心设备,目前尼鲁雾化器是全套进口,有价格极其昂贵、供货周期长、备件零整比高、厂家现场服务费用高等问题。目前国内少数企业引进国外先进雾化器,经过消化、吸收,在国产化方面有所创新和发展,取得显著社会和经济效益。基于我司多年的雾化器运行和调试优化经验,为响应国家对进口技术国产化的政策引导,现进行齿轮箱增速型式大流量高转速SDA雾化器的研究攻关,实现该关键设备的国产化并改型优化。
2.主要创新点
创新点1:新型雾化器挠性高速主轴总成。
该新型雾化器挠性高速主轴从两支点转变为三支点结构,两个定支点设置在主轴上,动支点靠近雾化盘而定支点离转盘较远呈悬臂状,可使主轴运行时的“自动对中”效果明显而减少振动,运行更加平稳。
主要知识产权支撑:
实用型专利:一种雾化器挠性高速主轴总成 ZL 2022 2 3591858.9
创新点2:新型雾化器的 润滑油泵 送装置。
该新型雾化器的润滑油泵送装置,利用主轴电机的动力,带动两个 齿轮泵 进行工作,分两路抽吸润滑油,一路润滑油箱位于减速箱处,靠近齿轮泵,另一路润滑油箱位于主轴下部的轴承处,两个齿轮泵中的齿轮相互啮合,转向相反,分别将两个润滑油箱中的润滑油抽吸出来,并输送至冷却过滤模块,过滤后重新输送至上述两个油箱。
主要知识产权支撑:
实用型专利:一种用于雾化器的润滑油泵送装置 ZL 2022 2 3591874.8
创新点3:新型雾化器的润滑油冷却装置。
该新型雾化器的润滑油冷却装置,包括集成安装座、用于对润滑油进行冷却的冷却模块和用于对润滑油进行过滤的过滤模块;所述集成安装座的两端分别与冷却模块和过滤模块固定连接,该集成安装座上设有用于将润滑油从冷却模块转移至过滤模块中的过渡油孔,该过渡油孔的两端分别与冷却模块的出油口和过滤模块的进油口连通。该用于雾化器的润滑油冷却装置通过将冷却模块和过滤模块集成在一起,不仅结构紧凑,体积小,还便于安装。
主要知识产权支撑:
实用型专利:一种用于雾化器的润滑油冷却装置 ZL 2023 2 0574111.8
创新点4:研发了轻量化雾化盘。
轻量化雾化盘包括上盘体、下盘体以及雾化喷嘴,所述上盘体通过固定连接结构与所述下盘体连接。该轻量化雾化盘具有重量轻、成本低、强度高等优点,同时具备通过调整上盘体、下盘体连接螺栓来实现对雾化盘动平衡进行微调。
主要知识产权支撑:
实用型专利:一种轻量化雾化盘 ZL 2023 2 0596172.4
应用情况
在项目研究及继续应用期间,“齿轮箱增速型式大流量高转速SDA雾化器研发与应用”的技术成果在深圳市东部环保电厂以及深圳市宝安区老虎坑垃圾焚烧发电厂三期项目烟气处理半干法脱酸系统调试运行并成功应用,极大地提高了半干法脱酸系统雾化器的运行效率,有效降低了半干法脱酸系统雾化器的运行成本,同时也极大降低了雾化器及相关备件的采购成本。
在国产雾化器应用过程中,根据转速、主轴负载振动值、控制系统报警信号及连锁停机保护功能等主要指标进行观察跟踪,国产雾化器系统整体处于高效经济稳定运行状态,使得东部环保电厂、老虎坑垃圾焚烧发电厂三期项目烟囱处酸性气体污染物排放值均远低于现行国家标准、欧盟标准以及深圳标准。
主要应用单位情况表
 
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