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        從研發認識計為

        在濕脫硫脫硝工藝中為何多選用雙棒結構振棒料位開關?

        2019-03-19

          在探討“濕脫硫脫硝工藝中為何多選用雙棒結構振棒料位開關”這個問題之前,先介紹一下濕法脫硫,其特點是脫硫系統位于煙道的末端、除塵器之后,脫硫過程的反應溫度低于露點,所以脫硫后的煙氣需要再加熱才能排出。由于是氣液反應,其脫硫反應速度快、效率高、脫硫添加劑利用率高,如用石灰做脫硫劑,當Ca/S=1時,即可達到90%的脫硫率,適合大型燃煤電站的煙氣脫硫。但是,濕法煙氣脫硫存在廢水處理問題,初期投資大,運行費用也較高。
          一般來講,濕法脫硫大致可以分為拋棄法和石膏法兩種,具體介紹如下:
          1、拋棄法
          以石灰石或石灰的漿液作脫硫劑,在吸收塔內對SO2煙氣噴淋洗滌,使煙氣中的SO2反應生成CaSO3和CaSO4,這個反應關鍵是Ca2+的形成。石灰石系統Ca2+的產生與H+的濃度和CaCO3的存在有關,而在石灰系統中,Ca2+的生產與CaO的存在有關。石灰石系統的最佳操作PH值為5.8~6.2,而石灰系統的最佳PH值約為8(美國國家環保局)。
          石灰石/石灰拋棄法的主要裝置由脫硫劑的制備裝置、吸收塔和脫硫后廢棄物處理裝置組成。其關鍵性的設備是吸收塔。對于石灰石/石灰拋棄法,結垢與堵塞是最大問題,主要原因在于:溶液或漿液中的水分蒸發而使固體沉積:氫氧化鈣或碳酸鈣沉積或結晶析出;反應產物亞硫酸鈣或硫酸鈣的結晶析出等,所以吸收洗滌塔應具有持液量大、氣液間相對速度高、氣液接觸面大、內部構件少、阻力小等特點。洗滌塔主要有固定填充式、轉盤式、湍流塔、文丘里洗滌塔和道爾型洗滌塔等,它們各有優缺點,脫硫效率高的往往操作的可靠性最差。脫硫后固體廢棄物的處理也是石灰石/石灰拋棄法的一個很大的問題,主要有回填法和不滲透地存儲法,都需要占用很大的土地面積。由于石灰石/石灰拋棄法的上述缺點,現已被石灰石/石膏法所取代。
          2、石膏法
          該技術與拋棄法的區別在于,向吸收塔的漿液中鼓入空氣,強制使CaSO3都氧化為CaSO4(石膏),脫硫的副產品為石膏。同時鼓入空氣產生了更為均勻的漿液,易于達到90%的脫硫率,并且易于控制結垢與堵塞。由于石灰石價格便宜,并易于運輸與保存,因而自80年代以來,石灰石已經成為石膏法的主要脫硫劑。當今國內外選擇火電廠煙氣脫硫設備時,石灰石/石膏強制氧化系統成為優先選擇的濕法煙氣脫硫工藝。
          石灰石/石膏法的主要優點是:適用的煤種范圍廣、脫硫效率高(當裝置Ca/S=1時,脫硫效率大于90%)、吸收劑利用率高(可達90%)、設備運轉率高(可達90%以上)、工作的可靠性高(目前最成熟的煙氣脫硫工藝)、脫硫劑—石灰石來源豐富且廉價。但是石灰石/石膏法的缺點也非常明顯,主要表現在:初期投資費用和運行費用高、占地面積大、系統管理操作復雜、磨損腐蝕現象較為嚴重、副產物—石膏很難處理(由于銷路問題只能堆放)、廢水較難處理。

        在濕脫硫脫硝工藝中為何多選用雙棒結構振棒料位開關

        反應過程示意圖

          從以上介紹的濕法脫硫工藝可以看出,脫硫脫硝過程中要大量使用石灰石。在殘渣料倉、消石灰料倉和灰庫倉都要用到料位開關,以保證殘渣的排出和原料石灰石的適量供應,確保脫硫脫硝的高效運轉。在早期,曾經選用射頻導納料位開關測量這些料位,但其存在以下3個方面的缺點:
          1、由于射頻導納料位開關和介質的介電常數具有很強的相關性,不同濕度的消石灰、殘渣和除塵灰,介電常數是變化的,導致射頻導納料位開關的測量準確度很差。
          2、消石灰、CaSO3和CaSO4濕度大,黏性很大,會掛料到射頻導納探桿,導致誤報警。
          3、消石灰、CaSO3和CaSO4這些物質密度較大,射頻導納料位開關的探桿細長,且中間有絕緣填充材質(如PTFE管),容易導致這些測量物質把射頻導納料位開關的探桿壓彎損壞。
          鑒于射頻導納料位開關在脫硫脫硝工藝料位測量中存在的問題,人們一直在尋找比較理想的料位測量儀表?,F計為自動化技術有限公司研發生產的一款雙棒結構的振棒料位開關(Tube-11振棒料位開關)以其高可靠性和適用性,被廣泛應用于這類料位的測量。雙棒振動棒料位開關的振動探頭采用獨特的內外嵌套設置的雙管設計,通過內外振動管的諧振頻率調節到完全一致,使得產品具有極高的檢測靈敏度和可靠性,最低測量密度可達0.02g/cm3。產品采用壓電器件實現振動的驅動與檢測,使內外管在完全一致的諧振頻率下產生共鳴。當振動棒與被測物料接觸時,接觸物料的外管諧振頻率發生變化,從而破壞內外管的共鳴條件,使得振動探頭的振幅明顯減小,壓電檢測器件輸出信號幅度也隨之減小,信號變化由智能電路檢測分析并輸出一個開關信號。
          計為雙棒振棒料位開關的優點是:
          1、耐高溫設計,過程溫度可達250℃,行業領先;
          2、豐富的自診斷功能,能準確定位故障信息;
          3、精密調諧可有效防止掛料,避免誤報警,安裝簡單,無需校準;
          4、接觸測量物質的部件均采用抗腐蝕性強的材料316L。
          雙棒振棒料位開關的上述優點,使得其在濕脫硫脫硝工藝中具有明顯優勢:
          1、雙棒式振棒料位開關被廣泛應用于煤電廠半干法脫硫裝置反應產物料倉(CaSO4、CaSO3混合物);雙管設計的振棒料位開關,抗掛料冗余大,很好地解決了CaSO4、CaSO3混合物粘附的難題。
          2、CaSO4、CaSO3混合物濕度變化引起的介電常數不穩定,導致射頻導納物位開關無法可靠應用,而振動式物位開關的測量與介電常數無關,能實現高可靠性測量。
          3、電廠煙氣脫硫裝置煙塵倉、再生塔中料倉,其中活性焦溫度高達180℃,由于雙棒振棒料位開關的工作溫度高達250℃,能夠很好地在該高溫場合以及電廠除塵電袋與輸灰系統的灰斗、倉泵中應用。
          4、雙棒振棒料位開關的探頭長度僅150mm,使探頭受物料沖擊的面積顯著減少,大大降低了因物料沖擊造成的探頭損壞。
          正因為如此,在濕脫硫脫硝工藝中大多選用雙棒結構振動棒料位開關。計為雙棒結構Tube-11振棒料位開關在濕脫硫脫硝工藝中多年實際應用中的良好表現,受到用戶的廣泛好評。
          下表為Tube-11振棒料位開關的技術參數,供用戶在選擇料位開關時參考:

        Tube-11振棒料位開關的技術參數表

        適用物料

        介質類型

        顆?;蚍勰┕腆w物料①

        介質密度

        大于0.02g/cm3

        探頭參數

        振動頻率

        接近360HZ

        探頭長度

        125mm

        探頭直徑

        16mm

        開關延遲

        接觸物料

        0.5S

        沒有物料

        1S

        電源

        繼電器輸出型

        20~250VAC/20~72VDC

        二線制型

        10~36VDC

        功率消耗

        AC1-8VA/DC1.5W

        信號輸出

        繼電器

        雙刀雙擲,5A/253VAC/24VDC

        二線制

        8mA/16mA,報警<2.3mA

        工作環境

        過程壓力

        -1~16bar

        過程溫度

        常溫-50~150℃,高溫-50~250℃

        環境溫度

        -40~80℃

        儲存和運輸溫度

        -40~80℃

        過壓保護

        繼電器輸出型

        類別III,級別I

        二線制型

        類別III,級別II

        安全認證

        防護等級

        IP66/IP67

        防爆等級

        隔爆:Ex d IIC T6, Ex tD A21 IP66 T80℃

        本安:Ex ia IIC T6, Ex ia D20 T6

        材質

        外殼

        鋁合金、塑料

        接地端子

        316L

        過程連接

        316L

        探頭

        316L、318 S13

        過程密封

        克林格C-4400墊片

        注:①顆粒大小最大20mm,此時要求介質密度<0.05g/cm3。


        (深圳計為自動化技術有限公司研發中心2019年3月19日發布)


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