VEGA液位计在石灰石制浆系统中的应用浅析

2013-01-31刘彬彬

机电信息 2013年9期

刘彬彬

（神华广东国华粤电台山发电有限公司，广东江门529228）

0 引言

国华台山电厂一期共5套石灰石浆液制备系统，其中1、2号制浆系统采用进口设备一体化设计，循环箱及浆液箱液位计采用德国E＋H分体式液位计，一直以来运行稳定。由于3、4、5号制浆系统工艺不同于1、2号制浆系统，加之备件成本原因并未在3、4、5号制浆系统采用同型号的液位计，而是采用VEGA液位计，因此使用过程中经常出现液位计死机和跳变等情况，影响浆液制备效率和品质。

1 石灰石制浆系统工艺流程

台山电厂一期5台机组采用石灰石湿法脱硫工艺，每套脱硫系统配置一套石灰石制浆系统。制浆原料为粒径小于20 mm的石灰石块，直接由卡车拉到现场，不需要破碎。制浆系统整体工艺流程如图1所示。

图1 制浆系统整体工艺流程图

2 应用实例

台山电厂一期3、4、5号石灰石制浆系统循环箱和浆液箱在投产后安装德国VEGASON 61超声波液位计。VEGA超声波液位计测量原理：通过探头发射10～70 k Hz频率范围的超声波，超声波遇到被测介质后反射回来被探头接收。超声波以声波速度传播，从声波发出到反射声波接收的时间与探头到被测介质表面的距离成正比。运行期间液位计经常出现跳变和死机等情况，其原因有：（1）循环箱内设有搅拌器，罐内液面搅动太大，影响液位计工作；（2）循环箱直径较小，导致液位计安装位置不能远离搅拌器，同时安装位置又太靠近箱壁，不符合液位计的安装规范；（3）循环箱内浆液温度过高（40～45℃），导致箱体内部出现大量携带石灰石浆液的蒸汽附着在探头上的问题，影响测量；（4）循环箱内有3块扰流板，当液位低到露出扰流板位置时影响液位测量。

针对上述问题，笔者从工艺上做了以下几方面改进：（1）在循环箱内加装引流管，减小液面扰动；（2）将液位移到搅拌器横梁中间，距管壁35 cm处，开一个30 mm×30 mm的方孔进行液位计安装；（3）抬高液位计法兰位置，将液位计探头暴露在空气中，减小蒸汽影响。

运行一段时间后观察，液位计跳变情况大大减少，基本克服了安装位置不合理及搅拌器等因素的影响，但还是不能从根本上解决高温蒸汽携带石灰石浆液脏污探头的问题，同时扰流板影响也未消除。班组通过对液位计进行定期清洗和重启液位计来保证液位计测量的准确性，每台液位计每月进行一次定期维护，3台液位计每月需进行3次维护，工作量大，而且在每次工作之前需要投退保护或停球磨机处理。制浆系统属于公用系统，随着国家日益严格的环保运行要求，循环箱液位计的测量状态已经不能满足长期稳定运行的要求。经过分析，发现VEGASON 61超声波液位计发射频率不够，信号发射角度较大，在被测量罐体较小、内部结构较为复杂的工况下测量不稳定，而且长期运行在高温环境下液位计易出现死机的情况。

鉴于循环箱液位作为石灰石制浆系统重要的控制参数和循环箱搅拌器保护条件，决定将原来超声波液位计更换为发射角度更小和发射强度更强的新型VEGAPULS 68喇叭口雷达液位计。雷达液位计采用发射—反射—接收的工作模式，其天线发射出电磁波，这些电磁波经被测对象表面反射后，再被天线接收，电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比，关系式为：式中，D为雷达液位计到液面的距离；C为光速；T为电磁波运行时间。

喇叭口雷达液位计特点：（1）整体化设计，无活动部件，耐磨损，使用寿命长；（2）雷达液位计测量时发出的电磁波能够穿过真空，无需传输介质，具有不受大气、蒸汽、槽内挥发雾影响的特点；（3）操作调试方便，可用专用调试模块和计算机连接；（4）具有虚假波的学习功能，排除虚假回波干扰；（5）发射功率强，发射角度小，微导电介质都能反射雷达波，基本可以测量所有介质；（6）探头耐高温、酸碱，适用于多种恶劣环境。

为避免高温蒸汽长时间熏蒸和石灰石浆液附着的影响，对3、4、5号球磨机循环箱液位计加装在线吹扫装置，使循环箱热蒸汽从溢流管排出，减少干扰。具体加装方案如下：通过加装液位计密封装置将液位计与循环箱罐体连接部分密封，从球磨机房0 m杂用气手动门后分别引一路10 mm吹扫气源管接到3、4、5号球磨机循环箱液位计处。吹扫气源管路上装吹扫手动门和减压过滤器以控制吹扫气压在50～80 kPa范围内，流量控制在1.0～1.5 L/min范围内，以确保吹扫压力和流量不影响杂用气使用。同时在球磨机房0 m杂用气手动门后末端管路上再加装一个DN25 mm的手动门，保证球磨机0 m杂用气随时可用。加装在线吹扫装置前后运行效果如图2、图3所示。

加装在线吹扫装置后通过DCS和PI系统曲线观察，液位计跳变和死机现象消失，液位在控制液位区间稳定运行。打开液位计法兰检查液位计，发现喇叭口内外无石灰石浆液附着物，发射探头干净无污物，测量系统在较低温下稳定运行。至此，台山电厂石灰石制浆系统液位计跳变和死机问题得到解决。在线吹扫装置的作用就是使压缩空气在喇叭口外缘形成压缩空气屏蔽层，将整个液位计测量系统与携带石灰石浆液的高温气体隔离，避免高温气体长时间熏蒸和石灰石浆液附着，保持良好的测量环境。