除塵料位計失靈對鍋爐及風機的影響

王裕龍

（濟鋼國際工程技術有限公司 濟南）

一、引言

目前干熄焦在投產(chǎn)1年后，鍋爐爐管爆裂、循環(huán)風機機殼磨漏、風機葉片磨損嚴重等情況時有發(fā)生。其中，干熄焦余熱鍋爐爆管對干熄焦本體、余熱鍋爐及發(fā)電生產(chǎn)影響較大，打亂了焦爐、干熄焦、發(fā)電系統(tǒng)的生產(chǎn)計劃，造成了大量蒸汽的放散，嚴重的會造成水封槽、爐蓋、裝入裝置、干熄爐及一次除塵耐火磚等設備的損壞，同時帶來了大量人力、物力、財力的消耗。這些現(xiàn)象和設計時的預期是有距離的，有必要對其中原因加以分析，提出改進措施。

二、生產(chǎn)故障及原因分析

近幾年的新建干熄焦工程大多數(shù)為側裝煤焦爐（搗固焦）配套，而且多數(shù)為高溫高壓余熱鍋爐，與頂裝煤的干熄焦相比，循環(huán)氣體中的粉塵量偏大，但二者都普遍存在鍋爐爐管爆裂、循環(huán)風機葉片及機殼磨損的現(xiàn)狀，尤其是鍋爐爆管對生產(chǎn)、設備影響最大。究其原因主要有：循環(huán)氣體中粉塵量大，爐管材料或焊接質量存在瑕疵，人為操作不當以及除塵效果欠佳。其中循環(huán)氣體中粉塵量大，影響最大也最為普遍，而它又取決于一次除塵效果，而影響一次除塵效果的主要因素中，一次除塵料位計是個很容易被忽略的重要因素。

三、一次除塵輸灰E&I三電控制

目前在干熄焦E&I三電控制中，一次除塵排灰基本分為料位自動輸灰和時間自動輸灰2種。

1.料位自動輸灰

在干熄焦一次除塵輸灰設計中，都設計了料位自動輸灰，，即一次除塵收集到的焦粉料位達到了高料位后，該處的料位計發(fā)出高料位信號，E&I三電控制系統(tǒng)開始自動輸灰。高料位信號消失后，系統(tǒng)停止輸灰。

2.時間自動輸灰

在生產(chǎn)實踐中，多數(shù)接觸式料位計在使用一段時間后就損壞，為了應對備件不及時或不更換備件的情況，就在E&I三電控制中編寫了依靠時間間隔自動輸灰的程序，即人為設定一個的時間間隔，系統(tǒng)固定隔時自動輸灰。

3.工藝要求及現(xiàn)狀

依照工藝要求，一次除塵應實現(xiàn)料位自動輸灰，只有當一次除塵料位計損壞后，臨時使用時間輸灰。等料位計更換好，正常使用后，馬上切換到料位自動輸灰。但，在實際生產(chǎn)時間中，很多料位計在1年時間左右就損壞，工廠為了降低生產(chǎn)成本，就不再使用一次除塵料位計，直接使用時間自動輸灰。

由于干熄焦的裝焦量、排焦量、風量都是變化的，即使具有豐富經(jīng)驗的干熄焦操作工也無法及時準確把握輸灰的間隔時間、輸灰時間，以致出現(xiàn)一次除塵倉灰料位有時很高，有時很低至冷卻管排空的二種情況。

四、一次除塵料位計現(xiàn)狀及存在問題

目前國內一次除塵所使用的料位計大多為接觸式高溫電容料位計，工作原理是，當物料進入2電容電極板中間，引起介質的變化，從而引起電容的變化，以此判斷料位是否到達這個高度（圖1）。

圖1 電容料位計原理圖

在實際應用過程中，由于使用了氮氣吹掃，很容易將焦粉吹到二個電容電極板中間，引起檢測電容的變化，造成料位計誤報。一旦發(fā)生這種情況，將會造成一次除塵器內焦粉放空，吸入空氣，引起一次除塵器叉形溜槽內焦粉的燃燒，可能燒壞一次除塵高溫電容料位計，燒塌一次除塵器叉形溜槽的內墻。還有可能使叉形溜槽的焦粉燒結，卡在水冷套管上部，造成一次除塵管道堵塞，無法正常輸灰。同時，由于需要對探頭24 h不間斷氮氣吹掃，氮氣壓力較高（＞0.15 MPa）不可避免造成料位計附近的焦粉揚起。而不斷進入的氮氣使水冷套內與一次除塵器循環(huán)風道負壓形成壓差，造成了經(jīng)過一次除塵沉降的焦粉又被吸入鍋爐內（圖2），給系統(tǒng)帶來了隱患。同樣，當電容損壞，工廠不再使用一次除塵料位計，E&I將自動輸灰模式變?yōu)闀r間輸灰模式時，其結果是有時使一次除塵倉灰料位很高，大量的焦粉很容易被負壓吸入循環(huán)氣體中；有時料位又很低而出現(xiàn)冷卻管排空，同樣會產(chǎn)生一次除塵室的燃燒現(xiàn)象。

圖2 沉降的焦粉又被吸入鍋爐

循環(huán)氣體中的大量粉塵不斷沖刷鍋爐爐管，逐漸磨損鍋爐爐管的最外層保護套管、第二層保護套管、爐管。爐管壁逐漸變薄，達到一定程度，管壁承受不了管內水的高壓，造成爐管爆裂。

循環(huán)氣體內過多的焦粉，經(jīng)過二次除塵器后，由于二次除塵器除塵能力有限，沒有被二次除塵器除掉的焦粉存在循環(huán)氣體中，進一步形成對風機的沖刷，造成引風機葉片、機殼的磨損。

五、電磁波料位開關的使用

在前幾年生產(chǎn)操作中，先后作了一些嘗試。在一次除塵安裝壓力表、熱電偶、耐高溫陶瓷料位計，但結果都不盡如人意。GWJK-222型電磁波料位開關最早使用在2012年，其使用隔墻檢測的方法，不接觸被測介質，具有耐高溫、工作可靠、壽命長等突出優(yōu)點。

電磁波料位開關，采用了1個電磁波發(fā)射器，1個電磁波接收器，分別安裝在料倉對面，電磁波發(fā)射器穿過料倉墻壁，向電磁波接收器發(fā)送信號。電磁波接收器收到后，根據(jù)接收到的信號大小，判斷倉內是否有料（圖3）。現(xiàn)場實物安裝見圖4。

圖3 電磁波料位計測量原理圖

圖4 電磁波料位計安裝實物圖

電磁波料位開關已安裝使用2年多，由于料位計不接觸物料，避免了料位計探頭燒壞的可能，至今未出現(xiàn)電磁波料位開關損壞現(xiàn)象，同時可靠性也很高，從未出現(xiàn)誤報的情況。從根本上解決了一次除塵內焦粉沉降后又浮動的情況，也減少了對鍋爐爐管、循環(huán)風機的沖刷，減少了干熄焦余熱鍋爐爆管、風機磨損的情況，大大提高了干熄焦穩(wěn)定運行的能力。