0 引言

        隨著(zhù)guojia對環(huán)境保護的要求越來(lái)越高，活性焦煙氣脫硫技術(shù)因具有強吸附性、可資源化、基本不用水等優(yōu)勢從眾多脫硫技術(shù)中脫穎而出，在市場(chǎng)中占有越來(lái)越重要的地位�；钚越姑摿蚬こ讨械奈锪涎�環(huán)系統是整個(gè)脫硫系統的生命線(xiàn)，它的運行狀況直接影響脫硫系統的投運。物料循環(huán)系統的正常運行又取決于系統內各個(gè)料倉料位測量的準確性，可以說(shuō)，料位儀表的準確測量是整個(gè)脫硫系統正常投運的關(guān)鍵，裝置內料位的實(shí)時(shí)監測是保障設備安全、高效運行，適應現代化生產(chǎn)管理的前提。結合料位儀表在活性焦脫硫項目中的實(shí)際應用情況，選取了阻旋式、阻移式、電容式、射頻導納式、振棒式料位開(kāi)關(guān)及雷達料位計進(jìn)行對比、分析及總結。

 

1 各種料位儀表的應用

        活性焦是以煤炭為原料的一種新型吸附材料，工業(yè)上多使用直徑為5mm 或9mm 的柱狀固體顆�；钚越��；钚越箷�(huì )在物理吸附、化學(xué)再生及物料循環(huán)過(guò)程中因氣化變脆、破損、磨損而出現粉化現象，從而導致物料粉塵對料倉本體和料位測量?jì)x表黏附嚴重，造成常規方法無(wú)法測量料位或誤報。不同種類(lèi)的料位儀表在活性焦脫硫工程中的具體應用情況分析如下。

 

1． 1 阻旋式和阻移式料位開(kāi)關(guān)

        活性焦煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展前期基本都使用阻旋式或阻移式料位開(kāi)關(guān)，這 2 種料位開(kāi)關(guān)既可水平安裝在料倉側壁上，也可垂直安裝在料倉頂部。阻旋式和阻移式料位開(kāi)關(guān)都屬于機械式開(kāi)關(guān)，是帶微電機的機電式儀表。其工作原理為:通過(guò)電機來(lái)驅動(dòng)傳動(dòng)桿末端的檢測板轉動(dòng)，當物料覆蓋并阻止檢測板轉動(dòng)時(shí)，輸出觸點(diǎn)報警信號，同時(shí)切斷電機電源;當料位下降時(shí)，檢測板由被覆蓋狀態(tài)變?yōu)獒尫艩顟B(tài)，彈簧返回原工作位置，輸出相反的觸點(diǎn)報警信號，電機回路接通，檢測板繼續轉動(dòng)。阻旋式和阻移式料位開(kāi)關(guān)的測量只與實(shí)際料位的高低有關(guān)，不受介質(zhì)本身參數、倉內檢測環(huán)境、噪聲及電磁干擾的影響，加上其價(jià)格低廉，應用較為廣泛。

 

白銀有色集團股份有限公司銅業(yè)公司粗煉工程環(huán)集脫硫項目使用了上海某公司生產(chǎn)的阻旋式料位開(kāi)關(guān)，但使用一段時(shí)間后發(fā)現其準確率越來(lái)越低，經(jīng)常出現檢測板卡死、電機燒毀、儀表?yè)p壞的情況。經(jīng)過(guò)分析發(fā)現主要有 2 方面原因:

 

        一是活性焦粉化后沿軸滲入及腐蝕造成機械磨損，影響了儀表壽命;二是高料位計頻繁周期性動(dòng)作，容易燒壞電機。另外，料層一般不會(huì )低于低料位，所以低料位計電機長(cháng)期不動(dòng)作，彈簧一直處于拉伸狀態(tài)，也容易出現料位開(kāi)關(guān)卡死的情況。實(shí)際應用過(guò)程中，建議側裝時(shí)采用阻移式料位開(kāi)關(guān)，并安裝保護套管，在套管頂部，即葉片位置處從中間剖開(kāi)，只留上半部分，安裝示意如圖 1 所示。這種安裝方式可以在旋轉軸頭部形成死區，避免整個(gè)葉片及軸的頭部埋在料內，防止活性焦灰粉沿軸滲入，從而延長(cháng)了料位開(kāi)關(guān)的使用壽命。采用頂裝方式時(shí)，因不能安裝保護套管，建議采用阻旋式料位開(kāi)關(guān)，葉片可以 360°旋轉。

1． 2 電容式和射頻導納式料位開(kāi)關(guān)

        電容式料位開(kāi)關(guān)因測量結構簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、性能可靠、測量結果與介質(zhì)密度等因素無(wú)關(guān)而被廣泛應用。其工作原理為:利用開(kāi)關(guān)的探頭(感應極)與倉壁(接地電極)作為電容器的 2 個(gè)極板，當電容器的 2 個(gè)極板間的介質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，其電容值也會(huì )發(fā)生變化，當這一變化值達到料位開(kāi)關(guān)的設定值時(shí)，轉換開(kāi)關(guān)信號輸出，反映出被測介質(zhì)界面的高低。巴彥淖紫金有色金屬公司 2 ×260 t 鍋爐活性焦干法脫硫工程就采用了恩德斯·豪斯公司生產(chǎn)的 FTI55型電容式料位開(kāi)關(guān)。從使用經(jīng)驗看，由于活性焦在脫硫過(guò)程中會(huì )出現粉化，活性焦粉具有黏附性，會(huì )黏附在探頭上，形成掛料，造成虛假料位，使料位開(kāi)關(guān)產(chǎn)生誤動(dòng)作，需要經(jīng)常斷電復位，這樣很影響物料循環(huán)系統的正常運行。因此，在活性焦脫硫裝置的料位測量中不建議使用電容式料位開(kāi)關(guān)。

 

        射頻導納料位開(kāi)關(guān)是一種從電容式料位開(kāi)關(guān)發(fā)展起來(lái)的料位控制技術(shù)，與電容式料位開(kāi)關(guān)#重要的區別在于測量具有多樣化和采用了三電極技術(shù)。射頻導納料位開(kāi)關(guān)測量的多樣化在于不僅測量介質(zhì)的電容量，還測量電阻和電感量，使測量更加準確;三電極技術(shù)包括電子單元和傳感器，傳感器結構如圖 2 所示，在測量電極和地極之間加入了屏蔽電極，將測量電極保護起來(lái)，不受掛料影響。射頻導納料位開(kāi)關(guān)的中心探桿與屏蔽層之間沒(méi)有電勢差，即使傳感器上有掛料，由于阻抗較小，也不會(huì )有電流流過(guò)，電子單元測量的是從傳感器中心到對面罐壁(地極)的電流，因為屏蔽層能阻礙電流沿傳感器返回容器壁，因此對地電流只能經(jīng)傳感器未端通過(guò)被測物料到對面容器壁。雖然屏蔽層與容器壁之間存在電勢差，兩者之間有電流流過(guò)，但該電流不被測量，不影響測量結果，這樣就將測量端保護起來(lái)，不受掛料的影響。只有容器中的物料確實(shí)上升接觸到中心探桿時(shí)，通過(guò)被測物料，中心探桿與地之間才能形成被測電流，儀表檢測到該電流，產(chǎn)生有效輸出信號。

 

        由于射頻導納料位開(kāi)關(guān)能有效防止掛料，河北前進(jìn)鋼鐵集團有限公司新建的 110 萬(wàn) m 3 /h 活性焦干法煙氣綜合治理項目，日照鋼鐵控股集團有限公司# 2 燒結機煙氣脫硫工程等都使用了三暢儀表的SC-700系列射頻導納料位開(kāi)關(guān)，并在活性焦脫硫裝置的料位測量中取得了良好效果，測量準確，基本無(wú)誤動(dòng)作。但在安裝時(shí)需注意傳感元件的金屬管屏蔽段一定要伸出倉壁#小 50 mm，并院秒下料口，若下料口在較窄的料倉中間頂部時(shí)，#好傾斜安裝，安裝角度tuijian15° ～20°。

1． 3 振棒式料位開(kāi)關(guān)

        振棒式料位開(kāi)關(guān)運用音叉式料位開(kāi)關(guān)的共振原理，振動(dòng)管和內置的振動(dòng)棒構成共振探頭，在壓電元件的驅動(dòng)下產(chǎn)生振動(dòng)。當料位高時(shí)，探桿周?chē)�被物料包圍，振�?dòng)幅度急劇減少，輸出觸點(diǎn)報警信號;當料位低時(shí)，探頭包圍物料得到釋放，探頭開(kāi)始振動(dòng)，輸出相反的觸點(diǎn)報警信號。

 

        振棒式料位開(kāi)關(guān)采用圓柱形單根探測桿結構，這決定了它具有不怕掛料、不怕沖擊的優(yōu)點(diǎn)，且與傳統的音叉式料位開(kāi)關(guān)相比沒(méi)有夾料問(wèn)題，靈敏度更高，使其在工業(yè)現場(chǎng)更具有適應性�，q春紫金礦業(yè)多金屬公司硫酸尾氣及環(huán)集煙氣活性焦脫硫工程中部分料位開(kāi)關(guān)采用了三暢儀表生產(chǎn)的SC-zb11系列振棒式料位開(kāi)關(guān)，測量準確、無(wú)誤報。

 

1． 4 雷達料位計

        雷達料位計是利用電磁波的特殊性能，基于時(shí)間行程原理進(jìn)行測量的高精度儀表 。雷達料位計相對于料位開(kāi)關(guān)來(lái)說(shuō)價(jià)格較高，但其具有測量連續性、精度高、維護方便等優(yōu)勢。從料面不規則、物料有黏附性、存在粉塵及性?xún)r(jià)比等方面綜合考慮，上�？肆颦h(huán)�？萍脊煞萦邢薰�司在前期工程項目中選擇采用其他料位開(kāi)關(guān)，在琿春項目中shou次嘗試在再生塔料位測量中采用雷達料位計，選用的是西門(mén)子生產(chǎn)的雷達料位計，它作為第 1 款 78 GHz 頻率的雷達料位計，發(fā)射的短波長(cháng)電磁波可以從固體物料處獲得異常良好的信號反射，并且它發(fā)射的 4°窄波束可以避免料倉壁上的阻礙物和其他裝置的干擾，是一種可以安裝在料倉頂部任何地方的非接觸式的兩線(xiàn)制連續調頻雷達料位計，其支持可尋址遠程傳感器高速通道的開(kāi)放通信協(xié)議(HAＲT)，好特的平面天線(xiàn)可有效防止物料附著(zhù)，同時(shí)也可清除異常黏附的固體物料，瞄準器型法蘭可以幫助波束對準特定區域，有效避免了活性焦輸送料面不規則、具有黏附性及存在粉塵等因素對測量的影響。通過(guò)一段時(shí)間的運行證明，西門(mén)子 LＲ560 型雷達料位計測量效果良好，適用于活性焦脫硫裝置的料位測量。且雷達料位計可進(jìn)行連續測量，輸出4 ～20 mA 模擬量信號到分散控制系統(DCS)，并在監控畫(huà)面上顯示實(shí)時(shí)數值，方便操作人員實(shí)時(shí)了解再生塔內料位的實(shí)際情況，可根據實(shí)際運行情況隨時(shí)調整參與物料循環(huán)系統的自動(dòng)聯(lián)鎖控制，使再生塔料位處于#優(yōu)狀態(tài)，確保物料循環(huán)系統的穩定、順暢運行。

 

2 幾種料位儀表的應用比較

        料位儀表的選型需結合儀表工作原理與實(shí)際工況進(jìn)行篩選，以 365 d 為測試周期，對上述料位儀表的應用情況進(jìn)行統計，其比較見(jiàn)表 1。

3 結束語(yǔ)

        綜上所述，在活性焦脫硫工程中，測量活性焦料位時(shí)建議采用射頻導納式或振棒式料位儀，并可采用國產(chǎn)品牌，性?xún)r(jià)比高。而在測量再生塔料位時(shí)，在成本允許的情況下，建議優(yōu)先選用具有抗黏附性、抗粉塵、發(fā)射角小、適用于固體顆粒測量的雷達料位計。