除尘料位计失灵对锅炉及风机的影响

王裕龙

（济钢国际工程技术有限公司 济南）

一、引言

目前干熄焦在投产1年后，锅炉炉管爆裂、循环风机机壳磨漏、风机叶片磨损严重等情况时有发生。其中，干熄焦余热锅炉爆管对干熄焦本体、余热锅炉及发电生产影响较大，打乱了焦炉、干熄焦、发电系统的生产计划，造成了大量蒸汽的放散，严重的会造成水封槽、炉盖、装入装置、干熄炉及一次除尘耐火砖等设备的损坏，同时带来了大量人力、物力、财力的消耗。这些现象和设计时的预期是有距离的，有必要对其中原因加以分析，提出改进措施。

二、生产故障及原因分析

近几年的新建干熄焦工程大多数为侧装煤焦炉（捣固焦）配套，而且多数为高温高压余热锅炉，与顶装煤的干熄焦相比，循环气体中的粉尘量偏大，但二者都普遍存在锅炉炉管爆裂、循环风机叶片及机壳磨损的现状，尤其是锅炉爆管对生产、设备影响最大。究其原因主要有：循环气体中粉尘量大，炉管材料或焊接质量存在瑕疵，人为操作不当以及除尘效果欠佳。其中循环气体中粉尘量大，影响最大也最为普遍，而它又取决于一次除尘效果，而影响一次除尘效果的主要因素中，一次除尘料位计是个很容易被忽略的重要因素。

三、一次除尘输灰E&I三电控制

目前在干熄焦E&I三电控制中，一次除尘排灰基本分为料位自动输灰和时间自动输灰2种。

1.料位自动输灰

在干熄焦一次除尘输灰设计中，都设计了料位自动输灰，，即一次除尘收集到的焦粉料位达到了高料位后，该处的料位计发出高料位信号，E&I三电控制系统开始自动输灰。高料位信号消失后，系统停止输灰。

2.时间自动输灰

在生产实践中，多数接触式料位计在使用一段时间后就损坏，为了应对备件不及时或不更换备件的情况，就在E&I三电控制中编写了依靠时间间隔自动输灰的程序，即人为设定一个的时间间隔，系统固定隔时自动输灰。

3.工艺要求及现状

依照工艺要求，一次除尘应实现料位自动输灰，只有当一次除尘料位计损坏后，临时使用时间输灰。等料位计更换好，正常使用后，马上切换到料位自动输灰。但，在实际生产时间中，很多料位计在1年时间左右就损坏，工厂为了降低生产成本，就不再使用一次除尘料位计，直接使用时间自动输灰。

由于干熄焦的装焦量、排焦量、风量都是变化的，即使具有丰富经验的干熄焦操作工也无法及时准确把握输灰的间隔时间、输灰时间，以致出现一次除尘仓灰料位有时很高，有时很低至冷却管排空的二种情况。

四、一次除尘料位计现状及存在问题

目前国内一次除尘所使用的料位计大多为接触式高温电容料位计，工作原理是，当物料进入2电容电极板中间，引起介质的变化，从而引起电容的变化，以此判断料位是否到达这个高度（图1）。

图1 电容料位计原理图

在实际应用过程中，由于使用了氮气吹扫，很容易将焦粉吹到二个电容电极板中间，引起检测电容的变化，造成料位计误报。一旦发生这种情况，将会造成一次除尘器内焦粉放空，吸入空气，引起一次除尘器叉形溜槽内焦粉的燃烧，可能烧坏一次除尘高温电容料位计，烧塌一次除尘器叉形溜槽的内墙。还有可能使叉形溜槽的焦粉烧结，卡在水冷套管上部，造成一次除尘管道堵塞，无法正常输灰。同时，由于需要对探头24 h不间断氮气吹扫，氮气压力较高（＞0.15 MPa）不可避免造成料位计附近的焦粉扬起。而不断进入的氮气使水冷套内与一次除尘器循环风道负压形成压差，造成了经过一次除尘沉降的焦粉又被吸入锅炉内（图2），给系统带来了隐患。同样，当电容损坏，工厂不再使用一次除尘料位计，E&I将自动输灰模式变为时间输灰模式时，其结果是有时使一次除尘仓灰料位很高，大量的焦粉很容易被负压吸入循环气体中；有时料位又很低而出现冷却管排空，同样会产生一次除尘室的燃烧现象。

图2 沉降的焦粉又被吸入锅炉

循环气体中的大量粉尘不断冲刷锅炉炉管，逐渐磨损锅炉炉管的最外层保护套管、第二层保护套管、炉管。炉管壁逐渐变薄，达到一定程度，管壁承受不了管内水的高压，造成炉管爆裂。

循环气体内过多的焦粉，经过二次除尘器后，由于二次除尘器除尘能力有限，没有被二次除尘器除掉的焦粉存在循环气体中，进一步形成对风机的冲刷，造成引风机叶片、机壳的磨损。

五、电磁波料位开关的使用

在前几年生产操作中，先后作了一些尝试。在一次除尘安装压力表、热电偶、耐高温陶瓷料位计，但结果都不尽如人意。GWJK-222型电磁波料位开关最早使用在2012年，其使用隔墙检测的方法，不接触被测介质，具有耐高温、工作可靠、寿命长等突出优点。

电磁波料位开关，采用了1个电磁波发射器，1个电磁波接收器，分别安装在料仓对面，电磁波发射器穿过料仓墙壁，向电磁波接收器发送信号。电磁波接收器收到后，根据接收到的信号大小，判断仓内是否有料（图3）。现场实物安装见图4。

图3 电磁波料位计测量原理图

图4 电磁波料位计安装实物图

电磁波料位开关已安装使用2年多，由于料位计不接触物料，避免了料位计探头烧坏的可能，至今未出现电磁波料位开关损坏现象，同时可靠性也很高，从未出现误报的情况。从根本上解决了一次除尘内焦粉沉降后又浮动的情况，也减少了对锅炉炉管、循环风机的冲刷，减少了干熄焦余热锅炉爆管、风机磨损的情况，大大提高了干熄焦稳定运行的能力。