計量秤在垃圾焚燒煙氣處理中的應(yīng)用概述

蔡銀科，阮東亮，張勇，方朝軍，王汝佩

（杭州錦江集團(tuán)，浙江杭州310005）

計量秤在垃圾焚燒煙氣處理中的應(yīng)用概述

蔡銀科，阮東亮，張勇，方朝軍，王汝佩

（杭州錦江集團(tuán)，浙江杭州310005）

以杭州錦江集團(tuán)公司（以下簡稱公司）的垃圾焚燒發(fā)電廠所用的電子螺旋秤和失重秤的應(yīng)用情況為背景，介紹了電子螺旋秤和失重秤2種不同計量方式的原理及其在應(yīng)用過程中的局限性以及計量設(shè)計時需注意的問題。

螺旋秤；失重秤；計量

在垃圾焚燒發(fā)電、固體廢物焚燒行業(yè)的煙氣處理系統(tǒng)中，去除煙氣中殘留重金屬和二惡英的主流工藝是采用粉狀的活性炭作為吸附劑；在爐后脫硫系統(tǒng)中以及在爐內(nèi)噴鈣脫硫系統(tǒng)中均采用粉狀氫氧化鈣或石灰石粉作為脫硫劑。這些環(huán)保耗材的輸送計量在規(guī)范中均有明確的要求，RISN-TG016—2014生活垃圾流化床焚燒工程技術(shù)導(dǎo)則中規(guī)定，酸性污染物去除的添加劑應(yīng)有獨(dú)立的計量裝置，活性炭應(yīng)設(shè)有單獨(dú)的計量給料噴射裝置。在脫硫劑、活性炭等粒狀物料的流量計量、定量給料，應(yīng)用較多的為電子螺旋秤，目前杭州錦江集團(tuán)的垃圾焚燒發(fā)電廠也開始嘗試采用失重秤計量方式。

1 電子螺旋秤計量方式應(yīng)用

杭州錦江集團(tuán)的垃圾焚燒電廠所用的石灰添加裝置大量采用電子螺旋秤的模擬計量的形式，如圖1所示，該工藝結(jié)構(gòu)簡單，在流化床垃圾焚燒電廠中，多數(shù)的循環(huán)半干脫硫工藝，其石灰添加主要工藝為，消石灰（Ca（OH）2）粉通過運(yùn)輸罐車車載氣力輸送裝置輸送至料倉。料倉設(shè)在反應(yīng)器旁，粉料經(jīng)過變頻稱重螺旋把脫硫劑加入反應(yīng)器中。Ca（OH）2的計量采用頻率信號模擬標(biāo)定計量并在DCS顯示，具備計量累積和瞬時計量功能。

圖1 電子螺旋秤計量系統(tǒng)

1.1 螺旋電子秤工作原理

計量秤通過稱重傳感器和測速傳感器檢測質(zhì)量信號和速度信號，然后通過數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號并輸送至稱重顯示控制器，數(shù)字轉(zhuǎn)換器將來自稱重傳感器的毫伏級電壓信號和測速傳感器的脈沖信號放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再傳送給稱重顯示控制器或上位機(jī)，經(jīng)稱重顯示控制器CPU進(jìn)行計算后得到實(shí)時的瞬時流量與累計量。

1.2 螺旋秤應(yīng)用在脫硫劑中的局限性及對策

如圖1所示，給料和稱重計量采用同一管螺旋，即通過調(diào)節(jié)稱重螺旋轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)控制瞬時給料量。該種方式雖然結(jié)構(gòu)布置簡單，但由于物料物性和運(yùn)行工況的變化，螺旋轉(zhuǎn)數(shù)與其物料流速度沒有穩(wěn)定的線性關(guān)系，從而螺旋轉(zhuǎn)數(shù)往往不能代表料流速度，出現(xiàn)計量偏差。

另外，螺旋葉與管壁之間的螺旋間隙的存在，由于半干法煙氣脫硫劑入口煙道的負(fù)壓較大，而布置的電動鎖氣機(jī)，其螺旋葉與壁間也存在一定的間隙，由于間隙的存在，極易造成螺旋秤中的脫硫劑在負(fù)壓的作用下造成跑料。尤其是目前許多螺旋秤的技術(shù)和加工手段水平有限，且螺旋軸、葉片的加工和螺旋間隙的控制確有一定的技術(shù)難度，因此造成國產(chǎn)螺旋秤多數(shù)螺旋間隙過大，不能適應(yīng)使用的要求。在實(shí)際現(xiàn)場檢查來看，出現(xiàn)過螺旋秤中的入料口也出現(xiàn)一定的負(fù)壓，螺旋秤空轉(zhuǎn)計量的情況。在垃圾焚燒行業(yè)，活性炭和消石灰均采用氣力噴射裝置，物料在密封的輸送過程中，螺旋秤無法消除氣壓對稱重傳感器的影響。

所測得的螺旋轉(zhuǎn)數(shù)與真實(shí)物料流速存在誤差，是螺旋秤的缺陷，因此盡量保持物料、料流均衡穩(wěn)定，防止粉倉搭橋板結(jié)，定期經(jīng)常標(biāo)定校驗是保證較高計量精度的必要措施。為克服煙道的負(fù)壓影響，須選用高壓密閉性的鎖氣機(jī)，并定期維護(hù)更換鎖氣機(jī)的轉(zhuǎn)子芯。

2 失重連續(xù)計量方式應(yīng)用

2.1 失重計量原理

失重稱是采用斷續(xù)進(jìn)料、連續(xù)出料、重量法與容量法交替稱重，實(shí)時控制，自動定量給料的方式，主要由供料倉及其附屬裝置、下料控制閥、稱重給料倉、稱重傳感器等組成。選擇失重配料秤模式時，對料倉被卸出的物料流量進(jìn)行閉環(huán)PID控制，使卸出物料的流量保持在儀表設(shè)定的流量上。

工作原理為：當(dāng)物料被配料設(shè)備（卸料設(shè)備）不斷卸出時，儀表對料倉在單位時間內(nèi)失去的質(zhì)量進(jìn)行計算，得出物料流量并與設(shè)定流量進(jìn)行比較，通過PID調(diào)節(jié)運(yùn)算，輸出控制信號去控制配料（卸料）設(shè)備的運(yùn)行速度，使物料流量穩(wěn)定在設(shè)定的流量上，同時儀表對料倉失去的質(zhì)量不斷累計形成累計量。如果在料倉物料將被卸空時，儀表在保持卸料的同時，將自動啟動加料設(shè)備進(jìn)行加料直到料倉被裝滿為止。

2.2 失重計量在爐內(nèi)噴鈣系統(tǒng)中的應(yīng)用

近年來，在杭州錦江集團(tuán)的垃圾焚燒發(fā)電廠中，爐內(nèi)脫硫的石灰石粉輸送計量，開始采用失重秤計量方式。

循環(huán)流化床鍋爐因為其獨(dú)特結(jié)構(gòu)和燃燒方式,能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)特的爐內(nèi)脫硫，與煙氣脫硫系統(tǒng)相比較，爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)具有獨(dú)特的優(yōu)勢：投資費(fèi)用低、占地面積小、系統(tǒng)流程簡單，同時在爐內(nèi)降低了煙氣中SO2的濃度，可大大削弱對爐內(nèi)設(shè)備以及空氣預(yù)熱器、引風(fēng)機(jī)、布袋除塵器等設(shè)備的腐蝕。

2.2.1 工藝流程

如圖2所示，石灰石粉倉的物料由散裝罐車運(yùn)輸，物料從石灰石粉倉的下部手動插板閥，通過氣動進(jìn)料閥進(jìn)入計量料倉，裝料量達(dá)到設(shè)定值后，流入變頻調(diào)節(jié)給料螺旋輸送機(jī)，螺旋輸送機(jī)工作時，靠電機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動螺旋的旋轉(zhuǎn)推動物料前進(jìn)，達(dá)到輸送的目的，螺旋輸送機(jī)的輸送量和螺旋轉(zhuǎn)速成正比。因此螺旋輸送機(jī)配有變頻電機(jī)，達(dá)到改變輸送量的目的。螺旋輸送機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速根據(jù)上游的計量倉的石灰石的流量變化瞬時控制，最后，利用氣力輸送將物料吹送到鍋爐爐膛。

圖2 爐內(nèi)噴鈣計量系統(tǒng)

系統(tǒng)中，計量料倉與稱重系統(tǒng)用于計量輸送物料的量，并可用來校核變頻給料螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速。為保證計量的準(zhǔn)確，計量料倉對外接口均采用軟連接。該系統(tǒng)可通過系統(tǒng)軟件累計每小時的輸送量，也可校核螺旋輸送機(jī)實(shí)際的輸送能力。

2.2.2 失重計量設(shè)計時注意問題

旋轉(zhuǎn)給料閥是壓送式氣力輸送系統(tǒng)中主要的組成部件之一，用于均勻而連續(xù)地向輸送管內(nèi)供料。設(shè)計時旋轉(zhuǎn)閥應(yīng)選用密封性好，耐磨性強(qiáng)，采用氣密封結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子應(yīng)采用耐磨鑄鋼件。

設(shè)計時，旋轉(zhuǎn)給料閥的輸送能力應(yīng)大于螺旋給料機(jī)的輸送能力，防止輸送物料在軟連接中聚集，避免使軟連接逐漸變成半硬或硬連接，失去軟連接功能，并且確保足夠的軟連接長度，從而減少外部因素對秤重傳感器的影響。

3 結(jié)論

1）粉體物料的輸送計量應(yīng)用在焚燒煙氣處理系統(tǒng)中，要充分考慮煙氣處理系統(tǒng)的特點(diǎn)，不能進(jìn)行簡單移植，在半干法煙氣脫硫系統(tǒng)中，一般布置在鍋爐的出口，此處的負(fù)壓較大，設(shè)計時要充分考慮負(fù)壓對整個脫硫劑粉體輸送計量的影響。

2）電子螺旋秤布置簡單，失重秤計量對結(jié)構(gòu)安裝高度要求高；控制精度方面，螺旋秤計量精度不高，一般誤差為1.0%～3.0%，失重秤稱量精度為0.4%左右。

3）輸送設(shè)備設(shè)計選型時，應(yīng)選擇有技術(shù)實(shí)力和設(shè)計優(yōu)秀、制造精良的產(chǎn)品，雖然設(shè)備成本可能偏高，但從長期使用考慮是更經(jīng)濟(jì)的；在設(shè)備維護(hù)上，依據(jù)設(shè)備維護(hù)周期及時維護(hù)。

Application of Measuring Scale in Flue Gas Treatment of MSW Incineration

Cai Yinke，Ruan Dongliang，Zhang Yong，F(xiàn)ang Chaojun，Wang Rupei
（Hangzhou Jinjiang Group，HangzhouZhejiang310005）

Taking the application of screw scale and loss-in-weight scale in the MSW incineration power plant of Hangzhou Jinjiang Group as the background，we described their principles and limitations in the application process，as well as some problem which should be noticed in design.

screw scale；loss-in-weight scale；measuring scale

X701

B

1005-8206（2017）03-0064-03

蔡銀科（1981—），注冊工程師，主要從事垃圾焚燒發(fā)電廠的煙氣處理工程設(shè)計工作。

E-mail：21908659@qq.com。

2017-01-03