1 引言

        貴溪冶煉廠(chǎng)作為國內yiliu銅冶煉廠(chǎng)，無(wú)論其產(chǎn)量還是技術(shù)水平都處于shijie先金的行列，隨著(zhù)其產(chǎn)能的不斷擴張，安全環(huán)保的投入也愈來(lái)愈大。為了回收煙氣中的硫化物，貴冶先后建成 4 套干法煙氣脫硫裝置，以實(shí)現煙氣的凈化排放。1套脫硫裝置一般有脫硫、再生、物料循環(huán)、煙氣等 4 個(gè)系統，該裝置利用活性焦炭的吸附、催化性能脫除煙氣中的硫氧化物，同時(shí)除去煙氣中的粉塵。如果要提高煙氣脫硫的效率，活性焦炭的循環(huán)量至關(guān)重要。

 

2 干法脫硫原理

        干法煙氣脫硫利用活性焦炭對煙氣中的SO 2 進(jìn)行吸附，并過(guò)濾煙氣中的粉塵，實(shí)現煙氣凈化作用。吸附態(tài)的 SO 2 在氧氣和水蒸氣存在的條件下被氧化為 H 2 SO 4 并被儲存在活性焦炭的孔隙內，吸附飽和的活性焦炭通過(guò)物料傳輸送至再生系統加熱再生，釋放出富含 SO 2 的氣體，并經(jīng)再生風(fēng)機送至制酸車(chē)間進(jìn)行回收。解吸過(guò)的活性焦經(jīng)篩選后由輸送系統送入脫硫塔再進(jìn)行 SO 2 吸附，實(shí)現活性焦炭循環(huán)利用，同時(shí)根據活性焦炭的損耗情況補充適量的新鮮活性焦。其工藝流程如圖 1。

        在作業(yè)過(guò)程中，脫硫塔內活性焦炭必須充足并且保證持續流動(dòng)，才能保證煙氣脫硫的高效性，其物料循環(huán)的自動(dòng)化控制是根據各個(gè)塔內料位高低來(lái)運行的，為此在各個(gè)脫硫塔頂部和再生塔頂部都裝設了 2 臺料位開(kāi)關(guān)，即高料位報警開(kāi)關(guān)和低料位報警開(kāi)關(guān)，用以控制塔內料位在一定范圍內。其控制模式是 ：當脫硫塔頂部料位開(kāi)關(guān)高報警時(shí)，脫硫塔頂部的下料器停止下料，直到脫硫塔出現低料位報警或高料位報警消失一段時(shí)間（該時(shí)間根據下料量和排料量大小在實(shí)際生產(chǎn)中摸索出一個(gè)合適值）后再開(kāi)啟頂部下料器對脫硫塔進(jìn)行補料。脫硫塔的排料是根據再生塔的料位高低來(lái)控制的，再生塔也設有高低料位報警開(kāi)關(guān)，其控制原理與脫硫塔一樣，這樣就實(shí)現了物料應用從脫硫到再生再到脫硫的自動(dòng)化循環(huán)控制。

 

3 阻旋式料位開(kāi)關(guān)應用分析

        阻旋式料位開(kāi)關(guān)是一種利用介謘hou璧財洳飭康蛋逭�常转动磦蝤输出报警信褐Z囊恢只�械蕯囥暬计，室暶诱燁性焦炭等範C蹇帕Ｗ唇櫓實(shí)牧銜徊飭�，悼囥晧尼u鋦�、祱D�限位置时，控制祈d募痰縉鞔サ閌涑霰ň�信簢I蛘嚦刂菩藕擰Ｗ櫳�蕯囥暬开关结构简单（见�?2），主要包括驅動(dòng)電機、控制電路、密封傳動(dòng)軸、測量檔板四部分組成，阻旋式料位開(kāi)關(guān)結構簡(jiǎn)單，使用維護方便，是一種較理想的簡(jiǎn)易料位測量?jì)x表。接通電源后，驅動(dòng)電機帶動(dòng)測量檔板開(kāi)始轉動(dòng)（分來(lái)回擺動(dòng)和 360°轉動(dòng)兩種），當沒(méi)有物料阻擋檔板轉動(dòng)時(shí)，驅動(dòng)反饋開(kāi)關(guān)保持閉合，電機得電轉動(dòng)，同時(shí)控制電路發(fā)出無(wú)料信號（ON 或者 OFF）給DCS 系統 ；當有物料阻止檔板轉動(dòng)而使其克服了復位彈簧平衡力，驅動(dòng)反饋開(kāi)關(guān)則斷開(kāi)，電機失電停止轉動(dòng)，控制電路發(fā)出有料信號（OFF 或者ON）給 DCS 系統，而當塔內料位降低到檔板測量位置以下時(shí)，在復位彈簧作用下驅動(dòng)反饋開(kāi)關(guān)復位即閉合，電機得電開(kāi)始帶動(dòng)檔板轉動(dòng)，這就是阻旋式料位開(kāi)關(guān)的工作原理。脫硫塔通過(guò)高低 2臺料位開(kāi)關(guān)的輸出信號來(lái)控制塔頂下料器的啟停，從而控制塔內物料的平衡。

        隨著(zhù)料位開(kāi)關(guān)在實(shí)際生產(chǎn)中的應用增多，其中問(wèn)題也逐漸顯現出來(lái)。比如說(shuō)對料位的誤報警、密封傳動(dòng)軸卡死、電機燒壞等。儀表技術(shù)人員通過(guò)現場(chǎng)檢查，在 DCS 系統內對相關(guān)參數進(jìn)行分析，總結得出料位開(kāi)關(guān)在應用中出現問(wèn)題主要存在兩個(gè)方面的原因。

 

（1）料位計本身的原因。

        ① 在維護過(guò)程中發(fā)現有些料位計因為材質(zhì)問(wèn)題，其檔板處腐蝕嚴重導致檔板脫落，導致料位開(kāi)關(guān)不能正常工作 ；

        ② 料位開(kāi)關(guān)尾部密封橡膠破碎，腐蝕性氣體或者煙塵進(jìn)入軸承導致軸承生銹卡死，引起料位計誤報警 ；

        ③ 部分料位開(kāi)關(guān)安裝位置通風(fēng)效果不佳，電機散熱不好導致電機燒壞 ；

        ④ 料位開(kāi)關(guān)內部復位彈簧平衡力沒(méi)有調整好，導致該報警時(shí)不報警，不該報警時(shí)卻報警的混亂假象，影響工藝操作。

 

（2）脫硫裝置設計上的原因。

        脫硫裝置都是全封閉結構，各個(gè)脫硫塔設計時(shí)都留有觀(guān)察口，但是因為環(huán)境條件的腐蝕銹化，現已打不開(kāi)，因此無(wú)法觀(guān)察到塔內活性焦炭的實(shí)際料位，這會(huì )導致發(fā)生操作人員判斷與料位計檢測相矛盾的情況，比如有時(shí)操作人員按其操作習慣判斷塔內物料位很低，低料位開(kāi)關(guān)應該報警，但實(shí)際上料位計（相關(guān)產(chǎn)品tuijian：射頻導納料位開(kāi)關(guān)）沒(méi)有報警，或者判斷塔內料位很高，高料位開(kāi)關(guān)應該報警但是沒(méi)有報警，聯(lián)系儀表人員檢查料位開(kāi)關(guān)，卻未發(fā)現設備有問(wèn)題。這種矛盾情況的發(fā)生不僅增加了儀表維護人員的勞動(dòng)強度，更重要的是留下了可能出現空塔或者溢料的隱患。

 

4 解決措施

        針對上述料位開(kāi)關(guān)在生產(chǎn)應用中遇到的問(wèn)題，儀表技術(shù)人員開(kāi)展自主管理攻關(guān)項目，逐項制定了對策并找出解決辦法，提高了料位開(kāi)關(guān)的可靠性，具體見(jiàn)表 1。

        （1）再生塔是對活性焦炭的解析再生，其內部腐蝕性氣體濃度很高，對料位開(kāi)關(guān)的腐蝕嚴重，料位計的使用時(shí)間很短。對于這樣的應用場(chǎng)合，通過(guò)重新選型，更換儀表廠(chǎng)家，確保材質(zhì)合格，延長(cháng)料位開(kāi)關(guān)的工作壽命。

        （2）在脫硫塔內，由于活性焦炭的吸附作用，煙氣對料位開(kāi)關(guān)的腐蝕相對要弱。但由于料位開(kāi)關(guān)是水平安裝的，物料的流動(dòng)對密封橡膠不斷摩擦，就會(huì )造成密封橡膠的磨損破碎，活性焦炭粉塵比較容易進(jìn)入軸承進(jìn)而引起軸承的腐蝕卡死。針對這種現象，通過(guò)采取將密封橡膠更換成自制的四氟密封圈的方法來(lái)保護軸承，如圖 3 所示

        （3）有些料位開(kāi)關(guān)安裝在不通風(fēng)的封閉走廊里，走廊盡頭是由鐵皮封閉的，就像把料位開(kāi)關(guān)安裝在集裝箱里，高溫環(huán)境加上空氣的不流通使得料位開(kāi)關(guān)工作環(huán)境溫度很高，大大縮短了驅動(dòng)電機使用壽命。通過(guò)對走廊進(jìn)行改造，安裝通風(fēng)窗戶(hù)實(shí)現空氣的對流，從而降低粒位開(kāi)關(guān)所處工作環(huán)境的溫度，延長(cháng)驅動(dòng)電機的使用壽命。

        （4）對于檢查料位開(kāi)關(guān)本身沒(méi)有問(wèn)題，而操作人員判斷與料位開(kāi)關(guān)檢測相矛盾的情況，初步分析是由于物料粘結導致測量點(diǎn)附近產(chǎn)生空穴，從而使得料位開(kāi)關(guān)反映不了塔內真實(shí)料位。經(jīng)過(guò)討論決定將檔板處截斷加長(cháng)使測量點(diǎn)向塔內伸展，從而避開(kāi)可能存在的“空穴”，這樣料位開(kāi)關(guān)就能正常工作。在后期對料位開(kāi)關(guān)備件的重新選型，確定新選型的料位開(kāi)關(guān)的傳動(dòng)軸長(cháng)度要比原來(lái)的料位開(kāi)關(guān)長(cháng)25cm，這樣就達到了避開(kāi)“空穴”的目的，如圖 4所示。

        料位開(kāi)關(guān)的上述問(wèn)題都是在投入使用一段時(shí)間后才顯現出來(lái)的，而新安裝的料位開(kāi)關(guān)，有時(shí)也出現無(wú)料時(shí)不轉動(dòng)（無(wú)料時(shí)復位彈簧應該將反饋開(kāi)關(guān)復位從而使電機得電轉動(dòng)）的反�，F象。對于這種現象通過(guò)現場(chǎng)分析確認，是由于復位彈簧的平衡力沒(méi)有調整好。復位彈簧力的調整總共有四檔，默認是放在二檔位，將其調整到四檔后，就不再出現無(wú)料時(shí)不轉動(dòng)的現象。

 

5 實(shí)施效果

        以上措施實(shí)施之前，貴冶一、二系統轉爐環(huán)集脫硫 54 臺料位開(kāi)關(guān)平均 1 個(gè)月發(fā)生 8 次故障。經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，再生塔沒(méi)有再發(fā)生因檔板腐蝕影響下料的情況，軸承卡死現象也不再發(fā)生，電機燒壞頻率也大大降低，現在有故障的電機基本是運行了 2 年以上的，屬于正常損耗。經(jīng)過(guò)統計，2013 年度料位開(kāi)關(guān)平均1個(gè)月只有4次故障。故障率大大降低，這不僅保證了脫硫效率的達標，同時(shí)也減少了料位開(kāi)關(guān)的備件成本，減輕了維護人員的勞動(dòng)強度。

 

6 結束語(yǔ)

        經(jīng)過(guò)對料位開(kāi)關(guān)應用的不斷摸索改進(jìn)，如今在脫硫裝置中料位測量的準確性、可靠性上有很大的提高，保障了脫硫系統的穩定運行。目前還遺留一個(gè)問(wèn)題 ：由于脫硫裝置塔內物料活性焦炭屬易燃物，不方便重新在塔頂再開(kāi)一個(gè)觀(guān)察口，所以無(wú)法人工手動(dòng)探測塔內真實(shí)料位，如果操作人員懷疑料位測量有問(wèn)題時(shí)，只能通過(guò)拆開(kāi)料位計來(lái)檢查料位情況，這對于料位開(kāi)關(guān)故障的排除非常不便。