淺談循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)的儀表選型設(shè)計(jì)

邱夢(mèng)嬋

摘 要：能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)流化床鍋爐的自動(dòng)控制，通過(guò)熱工專(zhuān)業(yè)根據(jù)工藝的需求，依據(jù)現(xiàn)有儀表的工作特點(diǎn)，完成鍋爐測(cè)點(diǎn)位置的布置，并詳細(xì)介紹了循環(huán)流化床鍋爐自控體系設(shè)計(jì)的相關(guān)問(wèn)題。鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)投入生產(chǎn)后要求運(yùn)行效果良好，并且能夠達(dá)到工藝對(duì)控制要求的目的。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐;自控系統(tǒng);現(xiàn)場(chǎng)儀表

1 儀表選型設(shè)計(jì)

選擇儀表類(lèi)型的依據(jù)HG/T20507-2014《自動(dòng)化儀表選型設(shè)計(jì)規(guī)范》，現(xiàn)場(chǎng)熱工儀表以DDZ-Ⅲ為主。下面簡(jiǎn)單介紹CFB鍋爐體系儀表選型和實(shí)際安裝。

1.1 溫度儀表選型及安裝

在此設(shè)計(jì)中，針對(duì)實(shí)際工況用裝配式法蘭，裝配安裝耐高溫耐磨損型熱電偶，熱電偶材質(zhì)一般會(huì)使用經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的K型鎧裝鎳鉻-鎳硅熱電偶，套管一般使用310S材料制作，以保障熱電偶的使用壽命。鍋爐爐筒的表層溫度測(cè)量常用一片式溫度傳感器裝置，一片式探頭的直徑D=8mm，貼片高度是H=12mm，其他的遠(yuǎn)傳溫度傳感器的選型，一般是鎧裝用螺紋的形式在外面固定。

熱電偶的插入深度應(yīng)根據(jù)工藝要求設(shè)計(jì)，插入的深度不同，會(huì)對(duì)測(cè)量的精確度、使用的壽命造成影響。由于鍋爐本身的不同結(jié)構(gòu)部位，比如，內(nèi)壁和保護(hù)層的寬厚度不一樣，溫度裝置儀表能進(jìn)入的深度必須依照鍋爐保護(hù)層的寬厚度和工作時(shí)的實(shí)際情況確定。例如爐膛：鍋爐的內(nèi)壁厚度一般是60mm，保溫材質(zhì)厚度是80mm，保護(hù)鍋爐的內(nèi)壁板厚度是80mm，則保護(hù)套管需要延伸外部240mm。為了能夠得到準(zhǔn)確的測(cè)量溫度，并且使溫度裝置儀表的使用壽命增加，所以要伸入鍋爐內(nèi)壁100mm是最合適的，因此最后溫度計(jì)裝置則需要深入560mm。

1.2 壓力儀表選型及安裝

儀表裝置一般選擇用壓力管引壓、單晶硅諧振式的壓力裝置變送器。在進(jìn)行安裝和生產(chǎn)過(guò)程中，要解決防止導(dǎo)壓管堵塞和除去粉塵等相應(yīng)工作。針對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行防止堵塞處理的基本措施有兩種：第一種是安裝的方式依照HG/T2158-2012《自控安裝圖冊(cè)》中，HK03-R031帶除塵裝置器的壓力表安裝的設(shè)計(jì)圖。不過(guò)這種安裝情況比較復(fù)雜，泄漏的工藝介質(zhì)比較多，進(jìn)行維護(hù)時(shí)也比較復(fù)雜。第二種安裝方式增加反吹掃氣防止堵塞裝置，這種安裝的方式基本上可以防止堵塞，但是安裝成本也較大，還必須有穩(wěn)定的儀表氣源供應(yīng)，操作吹掃過(guò)程把握要準(zhǔn)。但在鍋爐實(shí)際運(yùn)行時(shí)，大多數(shù)的防止堵塞的反吹掃氣裝置常常會(huì)成為閑置沒(méi)用的裝置。

1.3 流量?jī)x表選型及安裝

CFB鍋爐一次風(fēng)和二次風(fēng)測(cè)量試驗(yàn)的工作中，由于多數(shù)的鍋爐生產(chǎn)廠家裝置的直管段管道線比較短，大多數(shù)測(cè)量風(fēng)量的流量計(jì)要求前后管道的直管段在管道直徑的2倍以上，風(fēng)流速大，所以，在這種設(shè)計(jì)選擇流量測(cè)量一次表的時(shí)候，應(yīng)采取抗震漩渦流量計(jì)，如果不考慮儀表的抗震能力，否則可能會(huì)影響儀表測(cè)量的準(zhǔn)確度。

1.4 物位和分析儀表選型及安裝

在安裝鍋爐汽包液位和聯(lián)排液位檢測(cè)時(shí)，由于汽泡的溫度在253℃（40t/h的鍋爐）左右，聯(lián)排溫度在170℃左右，所以在液位測(cè)量時(shí)，必須安裝平衡容器。檢測(cè)爐膛內(nèi)的燃燒狀況，需安裝氧化鋯檢測(cè)爐膛內(nèi)的氧含量，依照鍋爐內(nèi)壁深度是700mm，并且需要安裝防塵過(guò)濾的相應(yīng)裝置。原來(lái)設(shè)計(jì)的輸灰閥是閥體和氣體同為一起的，包含填料函，因?yàn)樘盍虾睦匣?，?dǎo)致灰塵有可能泄漏，經(jīng)過(guò)連接的殼體擴(kuò)散出去，在氣缸活塞工作過(guò)程中產(chǎn)生磨損，同時(shí)在氣缸兩側(cè)漏氣，從而使氣缸發(fā)產(chǎn)生故障，最后使輸灰閥動(dòng)作受阻。另一個(gè)不能不重視的問(wèn)題就是：粉塵會(huì)從氣源管內(nèi)部沿著氣源管線進(jìn)入到共同控制箱直接破壞電磁閥的正常工作，這也是輸灰系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題。

2 輸灰閥發(fā)生故障造成的后果

①輸灰閥經(jīng)常出現(xiàn)故障，使閥的更換時(shí)間頻繁，增加了現(xiàn)場(chǎng)儀表維護(hù)人員的工作量;②拆卸管道時(shí)會(huì)使里面的粉塵擴(kuò)散，造成污染環(huán)境，并且對(duì)相關(guān)的儀表維修人員健康造成傷害。

3 改造方案

①設(shè)計(jì)總體的思路：把輸出灰閥整體設(shè)計(jì)密封的填料改用為敞開(kāi)式填料設(shè)計(jì)，這樣灰塵就不能進(jìn)入氣缸。填充材質(zhì)泄漏時(shí)可以直接用肉眼判斷，對(duì)填料固定和更換有一定的作用;②輸灰閥氣缸和閥體連接板之間應(yīng)該有100mm間距距離，利于獨(dú)立的填料固定和觀察;③安裝輸灰閥氣缸和閥體連接板雙頭螺栓，這樣利于固定氣缸和閥體兩者之間的連接;④新安裝的閥體和氣缸連接必須加大閥桿的長(zhǎng)度到100mm，它的閥桿兩頭仍然是和插板線、活塞連接的;⑤把封閉式填料改成敞開(kāi)式填料安裝，必須在閥體上扎孔串絲，然后加工新填料壓蓋來(lái)固定填料。

4 運(yùn)行效果

①例如，40t/h的循環(huán)流化床鍋爐除灰塵系統(tǒng)16臺(tái)輸灰閥全部改造完，運(yùn)行周期由以前的平均18天，目前延長(zhǎng)到180天，其中最長(zhǎng)時(shí)間為1年以上;②改造輸灰閥需要覆蓋到全部輸灰體系，既方便生產(chǎn)，降低污染程度，又能在工作上減少現(xiàn)場(chǎng)儀表維修工的勞動(dòng)量和強(qiáng)度;③降低成本，減少更換輸灰閥的次數(shù)（購(gòu)買(mǎi)1臺(tái)新閥需要2.915萬(wàn)元，16臺(tái)需要46.64萬(wàn)元），為公司運(yùn)營(yíng)成本的節(jié)約做出貢獻(xiàn)。

綜上所述，經(jīng)過(guò)全面的設(shè)計(jì)改造，優(yōu)化了系統(tǒng)，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，減少了事故的發(fā)生和工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了裝置穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)對(duì)環(huán)境保護(hù)也有一定的積極作用，另外對(duì)我們國(guó)家除灰體系輸灰閥改進(jìn)起到積極的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳卓.小型循環(huán)流化床鍋爐燃燒控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2014.