1電除塵器卸排灰的特點(diǎn)

1.1灰斗時(shí)段容灰量的不確定性

鍋爐燃燒工況的復雜性以及燃燒煤質(zhì)的差異,使鍋爐尾部煙氣的物理參數(流量、風(fēng)速、風(fēng)溫等)均存在明顯的波動(dòng),再加上電除塵器集塵與收塵過(guò)程同時(shí)進(jìn)行的特點(diǎn),電場(chǎng)振打效果往往表現為無(wú)規律的碎發(fā)性落灰,由此決定了電除塵器灰斗各時(shí)段容灰量的不確定性。電場(chǎng)的分級使這種不確定性更加突出。

 

1.2介質(zhì)對保溫與防潮要求較高

 

粉煤灰顆粒的孔隙率高達60%一75%,對水分有很強的吸附能力,吸潮后的粉煤灰因流動(dòng)性變差而板結。粉煤灰比表面積一般為2500一2600cm2/g,級電場(chǎng)分離下來(lái)的細灰比表面積達3500cm2/g。細灰較強的粘附力及高比電阻,使其易在壁面與邊角滯留。為防止以上現象的產(chǎn)生,通常采取的預防措施有灰斗加熱保溫,改善灰斗密封狀況,增加壓縮空氣吹掃等。

 

1.3間歇式卸排灰系統

在目前廣泛使用的連續式卸排灰系統中,卸灰器的有效時(shí)間負載率不足20%(一電場(chǎng)),其余時(shí)間均處于少載或空載狀態(tài)。此時(shí)卸灰器的漏風(fēng)與吸濕明顯,積灰易板結搭拱,#嚴重的是積灰上溯至電場(chǎng)內部造成極間短路,阻斷陽(yáng)極振打系統的正常運行。生產(chǎn)實(shí)踐還表明,連續式卸排灰系統無(wú)論在能源還是資源方面都存在明顯的浪費,除了卸灰器損耗嚴重外,還造成沖灰水量的無(wú)謂損失以及由此增加的輸送電力損失,因此這是一種相當不經(jīng)濟的運行方式。從節能降耗的角度,并基于電除塵器安全、穩定、高效運行的考慮,引人自動(dòng)化控制的間歇式卸排灰系統是非常必要的。

 

這里,灰斗料位監測裝置無(wú)疑起著(zhù)關(guān)鍵的作用。

 

2灰斗料位監測裝置評述

國內電廠(chǎng)電除塵器使用的灰斗料位監測裝置分為2大類(lèi):內接觸式和外部好立式。內接觸式包括水銀泡觸點(diǎn)式、電容式、電感式、音叉式、光電式等;外部好立式主要指核輻射料位控制器圈圖。

 

2.1水銀泡觸點(diǎn)式

這是一種早期的料位監測裝置。它將配有水銀泡觸點(diǎn)的密封鋁盒固定在一個(gè)能夠翻轉的轉動(dòng)刮板架上,刮板保持轉動(dòng)。當積灰升至與刮板相接觸時(shí),刮板受到灰的阻力而傾斜,此時(shí)水銀泡觸點(diǎn)接通并發(fā)出料位訊號。該裝置結構比較復雜,為防止水銀泡誤動(dòng)作,對裝置裝配的要求較高,且刮板轉動(dòng)架易卡住,水銀泡損壞后補配與更換困難,目前已較少使用。

 

2.2電容式(電感式)

      電容式料位計利用插人灰斗內的電極棒與灰斗壁間產(chǎn)生的電容變化來(lái)測量灰斗的料位。為了增大電容變化的數值,通常電極棒靠近灰斗壁安裝。這種料位計一般在使用初期指示正常,但經(jīng)過(guò)一段運行后性能開(kāi)始下降,以至稍微碰上灰粒就發(fā)出動(dòng)作訊號,造成誤動(dòng)作。而且電極棒與灰斗壁間距離較近易夾持積灰,使得測量的可信度大大降低。

 

另外電極棒長(cháng)期處在較高溫度下,電極探頭內晶體管元件的性能也會(huì )發(fā)生變化,導致工作點(diǎn)產(chǎn)生漂移而發(fā)生誤動(dòng)。盡管改進(jìn)型產(chǎn)品增加了電子校正系統和定時(shí)機構,但未從根本上提高料位計對灰斗內環(huán)境狀況的適應性。

 

2.3音叉式

這是一種聲波型的測量發(fā)訊料位計,其工作原理見(jiàn)圖1。

投人工作時(shí),在電源接通的瞬間,音叉因有電波加于激勵元件上而產(chǎn)生機械振動(dòng),并由拾振元件轉變?yōu)殡娦盘査椭练糯笃?然后再返回到激勵元件上。這樣當交流電信號的頻率和音叉的固有頻率(80Hz)一致時(shí),音叉因自激振蕩而產(chǎn)生共振,由放大器的集電極輸出交流電壓,經(jīng)末級功率放大器使繼電器吸合

。當灰斗內有灰觸及并充塞音叉之間時(shí),音叉受阻尼而停振,交流電壓消失,繼電器釋放發(fā)出料位信號。該音叉式料位計結構與電路都比較簡(jiǎn)單,傳遞信號可靠

,運行維護亦比較方便,在均勻給料的干出灰倉泵系統中得到廣泛的應用。但它#大的缺點(diǎn)是不能承受落料(灰)的飛濺沖擊,而這恰恰是電除塵器灰斗落灰時(shí)不可避免的。熱灰具有良好的流動(dòng)性,大量的碎發(fā)性落灰會(huì )使音叉產(chǎn)生誤動(dòng)。另外,灰斗內壁積灰以及安裝在灰斗外的振動(dòng)破拱裝置都會(huì )對料位監測產(chǎn)生不利的影響。

 

2.4負壓液位光電式

光電式料位計是由云南電力試驗所研制開(kāi)發(fā),并獲guojia轉li的一種新型料位監測裝置。它在灰斗內的安裝如圖2o該料位計的檢測部分由錐型探頭和引流導管組成;信號變換部分由U型管、光電轉換器(光源、光敏管)、稀硫酸、浮子等組成。在錐型探頭未被灰斗中的積灰堵住之前,電除塵器灰斗內的負壓使U型管中的稀硫酸產(chǎn)生液位差,光源發(fā)出的光能照到光敏管上,此時(shí)卸灰器不工作。當灰斗內灰位上升到堵死探頭時(shí),U型管中置于稀硫酸上的浮子因失去負壓作用而回到平衡位置,光敏管失去光照并發(fā)出料位訊號,啟動(dòng)卸灰器。

 

該料位計的設計思路比較新穎,但在實(shí)際應用中仍存在明顯的不足:

(l)積灰受潮板結有可能滯留在探頭內,負壓無(wú)從反應,需附加吹掃系統,經(jīng)常清潔探頭。

(2)需考慮防止熱灰反沖至液差系統的隔離保護措施。

(3)鑒于除塵現場(chǎng)的空氣環(huán)境,為防止系統污染,在大氣端應有除塵過(guò)濾設施,這樣做靈敏度有可能下降。

(4)灰斗上的安裝位置受到限制。

(5)不能正確地反映灰斗邊壁的積灰情況。

2.5核輻射式

核輻射式料位計以上海精藝核輻射儀表廠(chǎng)生產(chǎn)的UFK-一212一8型核料位控制器為代表,其料位控制如圖3。

圖3中每個(gè)料位監測處配備一對存人鉆放射源的防護鉛罐和探測部件,分別安裝在灰斗需監測料位的兩對應外壁上。防護鉛罐射線(xiàn)束開(kāi)關(guān)置于打開(kāi)位置,

放射源放出的下射線(xiàn)束由防護鉛罐所限定的通道射出,并通過(guò)灰斗照射到探側部件上。

 

當灰斗料位進(jìn)人下射線(xiàn)通路時(shí),探測部件接收到的下射線(xiàn)輻射量會(huì )明顯減少。探測部件將其接收到的下射線(xiàn)輻射量轉換為相應的電脈沖量,并經(jīng)遠傳電纜輸送到顯示儀表,顯示儀表對信息進(jìn)行處理后發(fā)出相應的料位指示和控制命令。作為典型的外部好立式料位監測裝置,該料位計能有效地避免容器內各種因素的影響,因而可以作為高溫、高壓密閉容器,以及強腐蝕、高粘性、劇毒等固、液介質(zhì)的理想監測方案。但對于布點(diǎn)繁多的電除塵器灰斗料位監測來(lái)說(shuō),它的構造過(guò)于復雜且價(jià)格昂貴,同時(shí)還要求運行維護人員具備一定的射線(xiàn)防護與操作知識,容易增加人們的心理負擔,限制了它的推廣應用。

 

3阻旋料位開(kāi)關(guān)方案

內接觸式料位監測裝置結構簡(jiǎn)單,經(jīng)濟性好,是電除塵器灰斗料位監測的發(fā)展方向。隨著(zhù)科技水平的提高和生產(chǎn)實(shí)踐的深人,必須著(zhù)手解決好以下幾個(gè)問(wèn)題

:

(l)內部單元(探極)應具有優(yōu)良的耐久性、靈敏性和再現性,且有較好的抗沖擊、抗振動(dòng)能力。

(2)不會(huì )產(chǎn)生因溫度、濕度、粘附等環(huán)境因素造成的誤動(dòng)作。

(3)結構緊湊,利于灰斗壁面多點(diǎn)布置,整體結構拆裝方便,便于檢修和維護。日本東和制電研制開(kāi)發(fā)的阻旋料位開(kāi)關(guān),實(shí)現了設計思路從復雜到簡(jiǎn)單的螺旋式上升。它采用機械的輸出方法,省略了復雜的電路放大部分,可作為新一代內接觸式料位監測裝置發(fā)展的借鑒。

 

3.1阻旋料位開(kāi)關(guān)

阻旋料位開(kāi)關(guān)由一個(gè)帶槳葉的小型電機等組成,如圖4。它的輸出軸與槳葉伸人到容器(灰斗)內部,軸長(cháng)度可調。投人工作時(shí),電機電源接通,槳葉開(kāi)始旋轉。當容器(灰斗)內料位上升直至槳葉旋轉受阻時(shí),打滑機構動(dòng)作,電機空轉,同時(shí)電機體內的微動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作,輸出信號并切斷電機電源。如果無(wú)積灰阻斷,槳葉將恢復旋轉。阻旋料位開(kāi)關(guān)的殼體、法蘭由鋁合金制成,總重不超過(guò)2.5kg,葉片徑向尺寸60一80mm,額定功率2.5W,可謂短小精湛。法蘭連接的特性也使其非常適用于灰斗壁面上的多點(diǎn)布置,且拆裝方便,法蘭連接孔還可作為灰斗觀(guān)察孔或臨時(shí)性的吹掃孔使用。

 

由于軸與槳葉采用硬質(zhì)的SUS一303制造,產(chǎn)品系列中的PRL一500H型能承受較大的沖擊力,并能耐400℃左右的高溫,完全能夠適應灰斗內惡劣的環(huán)境狀況。該裝置機械輸出的特點(diǎn)可有效地消除積灰吸潮粘附的不利影響,很大程度上克服了假料位的干擾,并可隨靜力矩的調整靈活地改變適應特性。如果再匹配空氣吹掃裝置,無(wú)疑將會(huì )有更佳的功效。

3.2阻旋料位開(kāi)關(guān)安裝布置方案

圖5為利用阻旋料位開(kāi)關(guān)制定的料位監測與卸灰器連鎖控制的方案布置。如圖所示,在灰斗上下監測料位對側各安裝2個(gè)阻旋料位開(kāi)關(guān)(可根據需要增加)。其中上料位應設在灰斗上隔板稍下的地方,避開(kāi)上隔板可能的夾持積灰;下料位的設置要保持一定的貯灰量以防止排空后的漏風(fēng)與卷濕,一般為斗高的1/3。布點(diǎn)的選擇還應考慮檢修維護的方便,并盡量避開(kāi)灰斗加熱與振打裝置。

3.3邏輯控制電路實(shí)現方案

控制要求:高電平時(shí)卸灰器動(dòng)作,低電平時(shí)卸灰器關(guān)斷。卸灰器的啟停具有記憶功能,即積灰由下至上貯灰時(shí)卸灰器為穩定的關(guān)斷狀態(tài);積灰由上而下排灰時(shí)卸灰器為穩定的投運狀態(tài),并保證在低于下料位時(shí)有一個(gè)延時(shí)的關(guān)斷時(shí)間。另外,只有在同一料位的物位開(kāi)關(guān)槳葉都能自由旋轉時(shí),才視該料位為“空”狀態(tài)。

 

圖6為邏輯控制電路。

 

圖中KL為低料位常閉觸點(diǎn),KH為高料位常開(kāi)觸點(diǎn),均在物位開(kāi)關(guān)槳葉旋轉受阻時(shí)實(shí)現動(dòng)作。該電路在末段實(shí)現反饋藕合,因此具有雙穩態(tài)特征,可滿(mǎn)足貯灰或排灰連續性工作的要求。

 

另外在排灰低至下料位以及貯灰超過(guò)上料位時(shí),存在兩個(gè)暫穩態(tài)并有一定的維持時(shí)間(維持上一輸出狀態(tài)下的操作)。

 

對于前者可調整從高電平轉為低電平的放電時(shí)間,以適應灰斗排空或電動(dòng)三通轉換的需要;對于后者,通過(guò)調整低電平到高電平的充電時(shí)間使貯灰盡量不超過(guò)灰斗上隔板。

以圖6控制電路為基礎,可相應嵌人其他連鎖控制子系統,如各級振打連鎖控制系統,干排灰、水排灰自動(dòng)切換系統,沖灰水自動(dòng)調節系統等,從而完全實(shí)現間歇式卸排灰系統的自動(dòng)控制。

 

4結語(yǔ)

 

阻旋料位開(kāi)關(guān)較好地解決了內部探極對灰斗環(huán)境的適應性問(wèn)題,提高了料位監測的主動(dòng)性,性?xún)r(jià)比優(yōu)良。雖然未見(jiàn)國內電廠(chǎng)電除塵器的應用實(shí)例報道,但該料位計具有較大的應用發(fā)展潛力,是電除塵器灰斗料位監測的發(fā)展方向。阻旋料位開(kāi)關(guān)另一個(gè)重要貢獻在于,它能方便地實(shí)現灰位監測的多點(diǎn)布置,這是包括核輻射式等其他料位監測裝置所不能比擬的。