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压力变送器在灰斗料位计技改方案中的应用

作时间:2014-06-14 09:03:39  来源:宜兴灵谷热电有限公司  作者:钱俊伟, 丁卫民
   

 【摘要】:简单介绍补偿式防堵吹器原理及物料开关在电除尘灰斗上的重要性,并运用压力变送器和防堵吹扫器对电厂灰斗灰位报警的检测,指出其原先电容式料位计存在的问题及技改后的优点及维护方法和注意事项等。

 
【引言】
    公司现有无锡锅炉厂生产的U G -260/9.8-M 型煤粉锅炉三台,除尘方式为电除尘,为保证除尘器的安全稳定运行,在每台炉配套的电除尘灰斗上都装有上下料位计,用来检测灰斗的料位。原先安装的西门子Pointek cls200电容开关来检测料位,因煤粉炉的灰量大、粉尘细、带一定量静电,介质波动大、温度高,安装位置相对较高等特点,经常影响料位的准确测定,无料误报、有料不报次数多,严重影响了锅炉效率及系统生产能力的稳定性,所以及时消除料位故障,保证锅炉可靠运行显得尤其关键。通过多方案比较,我公司选用了一套经济可行的技术方案。经过运行实践该方案安全可靠、效果良好。下面介绍我公司对灰斗料位计技术改造方案的应用。
 
【2、灰斗料位开关安装的必要性】
 
① 上料位,其实是料位的上限值,工艺要求必须把料位始终控制在上限位之下,否则将造成严重后果,第一种情况是由于上限料位计有灰不报警,没有起到报警作用,灰位上升至电场,造成电场短路,电源及振打清灰系统损坏或失效,这样导致烟尘排放严重超标,造成环保事故的事故。第二种可情况是由于灰位继续上升,电除尘内积灰重量超出设计载荷而导致灰斗或电除尘垮塌;
 
② 下料位,其实是料位的下限值,尽可能把灰位保持在不低于下料位的位置,通过这一灰位产生的静压差,辅助电动锁气机锁气,降低漏风率,减少两次飞扬。为减少以上事件的发生,灰斗料位开关必须精准。
 
【3、技改原因】
 3.1 电容式物料计工作原理
 
电容物位计需要两个电极:可变电容器的基准电极和测量电极。在电容式液位测量中,周围环境(一般是容器壁)作为基准电极,探头作为测量电极。介质则为容器中的物料,如果测 量电极是绝缘的,则为绝缘层。电容量取决于电极表面积、电极之间的距离以及容器内介质的介电常数。介电常数表示一种材料的储电能力。空气(真空)的相对介电常数为1; 所有其它材料的介电常数都大于1。当介电常数都大于1时证明内部有料。
 
3.2 电容式料位计在公司出现问题的原因
    因煤粉炉燃烧的煤种经常变化,所产生的灰粉的导电介质常数也相应变化,而且由于灰粉摩擦力较大,容易滞留于测杆之上,形成虚假物位; 还有一个原因就是物料计的设计温度最高为200℃,而我们的烟气温度为110℃,当料位计的的测量杆长期在设计高温工作下,测量杆顶端因重力和煤灰的挤压等原因在,时间常后会形成插入灰斗的测量杆变形,碰到灰斗外壳,形成虚假物位。
 
【4、技改方案的介绍】
 4.1 技改方案的结构
 
    我们的技改方案是在需安装料位计的部位加装一个H B C 环保型补偿式防堵吹扫装置。该装置具有结构合理、安装方便、永不堵塞、测量准确等优点。补偿式防堵吹扫装置有二部分组成:恒气流控制箱和取样吹扫器(内置补偿器),其结构如图1所示。
HBC 补偿式防堵吹扫装置安装图
 
4.2 补偿式防堵吹器主要特点
    利用流体力学的动压补偿方法,真实地在线反映该测点压力。吹扫的压力大于被测的压力完全彻底解决了粉尘压力测量管路堵塞的现象。
    采用了调压稳压器,可对电厂提供的气源进行稳压,确保流量控制器输出流量稳定,并能达到长时间的可靠运行。
    不需要进行人工吹扫,大大减轻了运行中的维护工作。控制箱防护等级为IP 56,便于安装,易于维护,调节方便。
 
4.3 补偿式防堵吹器工作原理
   该装置的测量的原理是利用连续在测点内通风的方法使测点防堵,并利用流体力学的动压补偿方法,消除因反吹扫气流产生的差压,以保证准确的测量值。智能压力变送器的取样点A至吹扫管口B 之间,由于气体流动而产生的管内压差△P ,流动气体的重度为γ,该段空气流速为V ,该段空气阻力参数为ξ,设压力变送器的取样点A压力为P A,测压管B 点的压力为P B ,
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从公式中可以看出,气体因压力变化会引起气体流量的变化和△ P 的改变。在常规的吹扫方法中为保证测量精度只能选用较小的流量,因而很容易引起堵塞,如加大流量,变送器又要产生零点漂移,这时只得采取变送器和显示仪表调零的方法,因而引起显示系统混乱,在运行中出现问题也很难校正; 调压阀、流量控制器的故障和偏差将直接影响测量的精度,日常维护工作量相当的大,为了克服上述弊病,提高测量的精度,在系统中加了压力补偿装置。该补偿器采用空气动力原理来消除压差△ P ,反吹空气的压力变化不会影响测量值,因为实际信号从压力补偿装置取样来,解决了防堵和取样,真实地测量到压力的实际值。
 
【5、技改注意事项及结果】
 5.1 注意事项
 
   在选变送器时,要选用量程为-2000pa~+2000pa,耐压为3MPa的智能差压变送器,防堵吹扫器气源压力调制0.1M pa,流量为1m3/h 。
 
 5.2 技改结果
    当没有料位的时候,变送器上测到的压力为烟气的负压(-1700pa左右); 当料位上升到测量口时,变松器的压力慢慢上升,测量压力在正、负压力之间变化,是因为开始积聚的灰会被压缩空气吹走; 当料位继续升高,压缩空气无法及时吹走测量口的灰时,反吹器的压缩空气就可以吹到变送器里面,压力显示正压,根据灰的增多,压力逐渐增大,可能达到几千帕。这样,运行人员可以根据压力的变化来判断灰斗里面是否有料,达到测量料位的结果。
 
【6 安装及维护注意事项】
6.1 安装注意事项
 
1) 吹扫取样头一般与水平面倾斜角大于30度。灰斗外侧高于灰斗内侧,吹扫取样头前端缩回灰斗表面
20~50mm。
2) 恒气流控制箱采用挂壁式安装并应与水平面垂直安装,确保流量控制器正常指示。
3) 管路连接应采用Φ 14X 2的无缝钢管、不锈钢管或金属软管,连接(焊接)前必须用压缩空气将管内的垃圾、尘埃吹扫干净,确保管路内清洁; 管路间有焊接的地方一定要焊好无漏气现象,连接部分加密封垫以确保各连接点无漏风现象。
4) 初次投入使用前,须清理管路里的垃圾及焊渣杂质等,确保洁净的气源。初次投运前关闭调压稳压器,测量灰斗的风压值,观察其波动情况,此时无吹扫时,不影响其精确的测量。待生产系统稳定后,缓慢打开调压稳压器到0.1M P a,调整吹扫流量为1m3/h ,与无吹扫时所测量的值应相同,如有偏差稍微调整吹扫流量。
 
6.2 维护注意事项
    1、 恒气流控制箱前总管上须安装气源处理元件(调压过滤器),且具有自动排水功能,可阻挡管路里的垃圾及水汽进入调压稳压器和转子流量计及补偿器,确保设备长期的正常运行。为防止气源处理元件调压过滤器的堵塞,必须定期清理调压过滤器内滤网的垃圾;
    2、 每天巡检时开大转子流量计,让短时进入多点压缩空气,达到清理管道的灰粉,保证测量的准确性;
 
【7 结束语】
    经过此改造投入运行后,运行一直比较稳定,而且能准确测量料位,故障效率大大降低,现场除了每天的维护外,没有额外的工作强度,而且大大减轻了维护人员的工作,不要经常到高空检查料位检测装置,提高了维修安全系数,为我厂其他附属设备控制系统改造积累了经验。
 

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