燒結(jié)脫硫霧化器中浮球液位計(jì)故障淺析

譚戈

（重慶鋼鐵集團(tuán)電子有限責(zé)任公司，重慶 401220）

燒結(jié)脫硫霧化器中浮球液位計(jì)故障淺析

譚戈

（重慶鋼鐵集團(tuán)電子有限責(zé)任公司，重慶 401220）

本文簡要介紹重鋼2#燒結(jié)脫硫霧化器原理、設(shè)備組成，針對設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)的潤滑油箱高液位報(bào)警導(dǎo)致的停機(jī)故障現(xiàn)象，與電氣、機(jī)械專業(yè)在故障處理中積極配合，采取有效的應(yīng)對措施，解決滿負(fù)荷生產(chǎn)環(huán)境下的脫硫設(shè)備連續(xù)運(yùn)行的需求，并為消化吸收進(jìn)口脫硫霧化器設(shè)備打下基礎(chǔ)。

脫硫霧化器 潤滑油箱 浮球液位計(jì) PLC

1 前言

鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是國家經(jīng)濟(jì)水平和綜合國力的重要標(biāo)志，鋼鐵發(fā)展直接影響著與其相關(guān)的國防工業(yè)及建筑、機(jī)械、造船、汽車、家電等行業(yè)。隨著國際產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移和中國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國鋼鐵工業(yè)取得了巨大成就。但隨著不斷擴(kuò)展的產(chǎn)能，已經(jīng)產(chǎn)生了越來越嚴(yán)重的煙氣污染問題。而燒結(jié)工藝又是鋼鐵生產(chǎn)煙氣排放的重點(diǎn)污染源，排放的SO2占鋼鐵工業(yè)總排放量的70%，個(gè)別地區(qū)甚至達(dá)到了90%，［1］其對環(huán)境的破壞已引起社會的廣泛關(guān)注。至新環(huán)保法從籌劃到實(shí)施多年來，我國燒結(jié)廠在煙氣除塵方面做了大量的工作，成果較為顯著。

二氧化硫?qū)θ梭w的危害是相當(dāng)嚴(yán)重的，可以引發(fā)多種疾病，特別是對農(nóng)作物和植物的生長率影響更是顯而易見，可以使森林的生長率下降和農(nóng)作物減產(chǎn).環(huán)境污染不僅嚴(yán)重危害燒結(jié)工作者的身體健康，甚至直接危及到整個(gè)鋼鐵企業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定和健康發(fā)展。因此，改善燒結(jié)環(huán)境對提高企業(yè)的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益均具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 燒結(jié)脫硫工藝原理及系統(tǒng)介紹

2.1 燒結(jié)脫硫方法簡述

當(dāng)前國內(nèi)燒結(jié)煙氣脫硫方法以脫硫劑參與化學(xué)反應(yīng)時(shí)的狀態(tài)分為：濕法、干法、半干法。

（1）濕法脫硫。濕法脫硫是脫硫劑為液態(tài)狀態(tài)下進(jìn)行脫硫和副產(chǎn)物處理的燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)。目前主要應(yīng)用有：石灰石－石膏法、氨法、離子液法、鎂法等，較多選擇是石灰石－石膏法。該方法的優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)用比較成熟，反應(yīng)速度快，脫硫效率高，脫硫劑價(jià)格便宜，有一定的除塵效果，副產(chǎn)品可以利用。缺點(diǎn)：有設(shè)備腐蝕，廢水量較大，運(yùn)行維護(hù)量較大。

（2）干法脫硫。干法脫硫是脫硫劑在干燥狀態(tài)下進(jìn)行脫硫和副產(chǎn)物處理的燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)。目前主要應(yīng)用有：循環(huán)流化床法、活性炭吸附法和密相干塔法等，較多選擇是循環(huán)流化床法。該方法的優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)阻力低，水耗小，脫硫效率高，吸收塔占地面積少，不需要考慮防腐，投資相對較小，運(yùn)行維護(hù)較容易，部分產(chǎn)物可循環(huán)利用。缺點(diǎn)：易發(fā)生脫硫床塌床，管道堵塞、管道局部結(jié)露等現(xiàn)象。

（3）半干法脫硫。半干法脫硫是帶有少量水的脫硫劑與煙氣反應(yīng)，進(jìn)行脫硫和副產(chǎn)物處理的燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)。目前主要應(yīng)用有：旋轉(zhuǎn)噴霧（SDA）法、LEC法等，應(yīng)用較多的是SDA法。該方法的優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡單、易于操作、易于維護(hù)；脫硫效率較高，能達(dá)90%以上；鈣硫比較低，在1.1-1.3之間；投資少；運(yùn)行成本低；部分產(chǎn)物可循環(huán)利用。缺點(diǎn)：霧化器噴嘴存在堵塞和副產(chǎn)物難以利用問題。［2］

2.2 燒結(jié)脫硫工藝原理及系統(tǒng)介紹

圖1

旋轉(zhuǎn)噴霧（SDA）法煙氣脫硫技術(shù)最早由丹麥Niro公司發(fā)明，同時(shí)將技術(shù)給轉(zhuǎn)讓美國B&W公司，在國際上已經(jīng)得到較好的應(yīng)用。

SDA法煙氣脫硫工藝原理：采用的脫硫劑為CaO含量較高的石灰，石灰倉內(nèi)的粉狀石灰經(jīng)螺旋稱重輸送機(jī)定量送至消化槽消化，制成高濃度漿，隨后進(jìn)入配漿槽，通過槽上過濾器濾除大顆粒雜質(zhì)，在槽內(nèi)用水將濃漿稀釋到需要的20%左右濃度，再經(jīng)過泵打入石灰石儲罐之上的振動(dòng)篩（網(wǎng)眼直徑約1.5mm），除去大顆粒雜質(zhì)，過濾后的石灰乳流入石灰乳儲罐，用泵送入高位給料罐備用，見圖1。

SDA法煙氣脫硫工藝工藝流程包括：吸收劑制備、吸收劑漿液霧化、霧粒與煙氣的接觸混合、液滴蒸發(fā)與SO2吸收、灰渣排出和灰渣再循環(huán)，其中吸收劑漿液霧化、霧粒與煙氣接觸混合、液滴蒸發(fā)與SO2吸收在旋轉(zhuǎn)噴霧干燥吸收塔內(nèi)進(jìn)行，鈣硫比1.4～1.5，脫硫效率達(dá)到90%以上，脫除幾乎全SO3。［3］

3 燒結(jié)脫硫霧化器自停機(jī)故障處理

3.1 故障現(xiàn)象

燒結(jié)脫硫設(shè)備在正常生產(chǎn)過程中突然發(fā)生自停，接中控室操作工電話，及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場。通過WINCC監(jiān)控軟件畫面，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)已經(jīng)按照故障停機(jī)工藝步驟完成停機(jī)，調(diào)取PLC記錄，發(fā)現(xiàn)在停機(jī)程序啟動(dòng)前已經(jīng)出現(xiàn)霧化器軸潤滑油箱高油位報(bào)警，該報(bào)警在程序中為故障停機(jī)條件之一。

3.2 故障分析

通過查看PLC程序及霧化器制造隨機(jī)說明書，了解故障停機(jī)步驟為：（1）停止對霧化器的液料供應(yīng)；（2）關(guān)閉霧化輪的保護(hù)水供應(yīng)；（3）延時(shí)2秒；（4）關(guān)閉霧化電機(jī)；（5）等待霧化輪至停止?jié)櫥ㄍ耆o止）；（6）關(guān)閉油泵；（7）關(guān)閉油冷卻器的水供給。

如果是油箱油位高報(bào)警時(shí)間持續(xù)900秒以上，開始執(zhí)行停機(jī)程序，顯示報(bào)警霧化器停止運(yùn)行。

初步判斷故障范圍在油箱位置。

3.3 故障處理

由于該設(shè)備為德國GEA的F800型旋轉(zhuǎn)式霧化器，屬于進(jìn)口設(shè)備，會同電氣、機(jī)械專業(yè)詳細(xì)參考圖紙及設(shè)備隨機(jī)說明書，霧化器下端部分是由帶有主軸球軸承支座的兩個(gè)油箱、主軸、進(jìn)料總成和錐形外罩組成。兩個(gè)獨(dú)立的潤滑系統(tǒng)（齒輪箱和軸的潤滑系統(tǒng)）中的兩個(gè)油泵是同一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的。軸潤滑系統(tǒng)油泵將潤滑油從下部油箱

············中抽出，油流經(jīng)主軸油控制器、潤滑主軸上的兩個(gè)球軸承。油在重力的作用下沿軸流下，經(jīng)過下面的軸承最后進(jìn)入下部油箱中，見圖2軸油箱圖。［4］

制定檢查方案。在機(jī)械專業(yè)人員卸下霧化器外殼后，用專用工具打開潤滑油箱，取下液位計(jì)，發(fā)現(xiàn)該液位計(jì)為浮球液位計(jì)，該液位計(jì)是以磁浮球?yàn)闇y量元件，利用排開液體體積相等原理浮于液面，當(dāng)容器的液位變化時(shí)浮球也隨著上下移動(dòng)，由于磁性作用，浮球液位計(jì)的干簧受磁性吸合，使傳感器內(nèi)電阻成線性變化，由智能轉(zhuǎn)換器將電阻變化轉(zhuǎn)換成4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號，通過顯示儀表用數(shù)字顯示液體的實(shí)際位置，也可通過屏蔽線將信號輸送至PLC控制柜，從而達(dá)到液面的遠(yuǎn)距離檢測和控制的目的。

通過上下?lián)軇?dòng)液位計(jì)浮球，與中控室同步聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)電腦液位數(shù)據(jù)顯示與現(xiàn)場浮球所處位置一致，且PLC進(jìn)線端子在串入萬用表的情況下，電流信號與上述兩類顯示一致。此時(shí)可判斷液位計(jì)正常無故障，再檢查現(xiàn)場接線盒內(nèi)較為潮濕，進(jìn)行了吹干和緊固端子的工作，機(jī)械專業(yè)人員對潤滑油箱中的油品進(jìn)行了排放和重新灌注，按照油箱容積最高上限為4L，加入3.5L左右油，恢復(fù)原狀后進(jìn)行霧化器試運(yùn)行，故障現(xiàn)象消失，正常進(jìn)入生產(chǎn)狀態(tài)。

但5天后，此故障現(xiàn)象再出現(xiàn)，還是主軸油箱高液位報(bào)警導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī)，再次與各專業(yè)認(rèn)真翻閱圖紙及技術(shù)資料，并咨詢銷售商技術(shù)代表后，再次對霧化器進(jìn)行拆卸和檢查，液位計(jì)經(jīng)詳細(xì)檢查后判斷還是正常，在檢查過程中，有機(jī)械專業(yè)人員提到在第一次故障出現(xiàn)前兩天曾對霧化器主軸油箱與主軸之間的密封墊圈做過拆卸和更換，當(dāng)時(shí)我們就意識到，可能問題就出在這個(gè)方面，為證實(shí)我們的判斷，從浮球液位計(jì)安裝孔通過手探入的方式檢查油箱底部，發(fā)現(xiàn)大量漿液沉淀，液位高的原因正是由于有漿液的存在，再加上注入平時(shí)正常量的潤滑油，通過泵的作用導(dǎo)致油位超限，引起高油位報(bào)警停機(jī)。機(jī)械專業(yè)人員更進(jìn)一步拆卸霧化器，將密封墊圈進(jìn)行了更換和密封處理?；謴?fù)原狀后，再次試運(yùn)行，無狀況后進(jìn)行正式生產(chǎn)。至今霧化器再也未出現(xiàn)過液位計(jì)故障現(xiàn)象。

4 結(jié)語

經(jīng)過處理霧化器浮球液位計(jì)高報(bào)警導(dǎo)致停機(jī)故障，更加深入的了解了脫硫設(shè)備工作原理、流程、現(xiàn)場設(shè)備構(gòu)成、PLC程序，對今后的設(shè)備維護(hù)生產(chǎn)連續(xù)、穩(wěn)定順行及煙氣排放滿足國家環(huán)保要求提供了保障，同時(shí)對其他兩個(gè)燒結(jié)的脫硫設(shè)備維護(hù)、順行有一定的借鑒意義。

［1］曲余玲，毛艷麗，張東麗.燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.冶金能源，2010年第6期51-56.

［2］顧兵，何申富，姜?jiǎng)?chuàng)業(yè).SDA脫硫工藝在燒結(jié)煙氣脫硫中的應(yīng)用［J］.環(huán)境工程，2013年第2期53-56.

［3］龍輝，呂安龍.旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法煙氣脫硫工藝在600MW機(jī)組應(yīng)用的可行性［J］.中國電力，2008年第4期80-83.

［4］肖堯.解決GEA高轉(zhuǎn)速霧化器油系統(tǒng)進(jìn)水進(jìn)漿的方案［J］.房地產(chǎn)導(dǎo)刊：中，2014年第7期232.