摘 要 ：介紹了貴冶一系統(tǒng)轉爐脫硫的基本工作原理、干法脫硫技術的工藝流程 ；重點介紹阻旋式料位開關的工作原理及其在貴冶脫硫系統(tǒng)的應用情況，并針對料位開關在使用過程中容易出現(xiàn)的問題提出了有效的改進方案和處理辦法，為工廠降本增效做出貢獻。
1 引言
貴溪冶煉廠作為國內yiliu銅冶煉廠，無論其產量還是技術水平都處于shijie先金的行列，隨著其產能的不斷擴張，安全環(huán)保的投入也愈來愈大。為了回收煙氣中的硫化物，貴冶先后建成 4 套干法煙氣脫硫裝置，以實現(xiàn)煙氣的凈化排放。1套脫硫裝置一般有脫硫、再生、物料循環(huán)、煙氣等 4 個系統(tǒng)，該裝置利用活性焦炭的吸附、催化性能脫除煙氣中的硫氧化物，同時除去煙氣中的粉塵。如果要提高煙氣脫硫的效率，活性焦炭的循環(huán)量至關重要。
2 干法脫硫原理
干法煙氣脫硫利用活性焦炭對煙氣中的SO 2 進行吸附，并過濾煙氣中的粉塵，實現(xiàn)煙氣凈化作用。吸附態(tài)的 SO 2 在氧氣和水蒸氣存在的條件下被氧化為 H 2 SO 4 并被儲存在活性焦炭的孔隙內，吸附飽和的活性焦炭通過物料傳輸送至再生系統(tǒng)加熱再生，釋放出富含 SO 2 的氣體，并經(jīng)再生風機送至制酸車間進行回收。解吸過的活性焦經(jīng)篩選后由輸送系統(tǒng)送入脫硫塔再進行 SO 2 吸附，實現(xiàn)活性焦炭循環(huán)利用，同時根據(jù)活性焦炭的損耗情況補充適量的新鮮活性焦。其工藝流程如圖 1。
在作業(yè)過程中，脫硫塔內活性焦炭必須充足并且保證持續(xù)流動，才能保證煙氣脫硫的高效性，其物料循環(huán)的自動化控制是根據(jù)各個塔內料位高低來運行的，為此在各個脫硫塔頂部和再生塔頂部都裝設了 2 臺料位開關，即高料位報警開關和低料位報警開關，用以控制塔內料位在一定范圍內。其控制模式是 ：當脫硫塔頂部料位開關高報警時，脫硫塔頂部的下料器停止下料，直到脫硫塔出現(xiàn)低料位報警或高料位報警消失一段時間（該時間根據(jù)下料量和排料量大小在實際生產中摸索出一個合適值）后再開啟頂部下料器對脫硫塔進行補料。脫硫塔的排料是根據(jù)再生塔的料位高低來控制的，再生塔也設有高低料位報警開關，其控制原理與脫硫塔一樣，這樣就實現(xiàn)了物料應用從脫硫到再生再到脫硫的自動化循環(huán)控制。
3 阻旋式料位開關應用分析
阻旋式料位開關是一種利用介謘hou璧財洳飭康蛋逭Ｗ傭涑霰ň藕諾囊恢只凳攪銜患疲視糜諢钚越固康裙燙蹇帕Ｗ唇櫓實牧銜徊飭浚繃銜壞醬鋦�、祱D尬恢檬�，控制祈d募痰縉鞔サ閌涑霰ň藕嘔蛘嚦刂菩藕擰Ｗ櫳攪銜豢亟峁辜虻ィ?2），主要包括驅動電機、控制電路、密封傳動軸、測量檔板四部分組成，阻旋式料位開關結構簡單，使用維護方便，是一種較理想的簡易料位測量儀表。接通電源后，驅動電機帶動測量檔板開始轉動（分來回擺動和 360°轉動兩種），當沒有物料阻擋檔板轉動時，驅動反饋開關保持閉合，電機得電轉動，同時控制電路發(fā)出無料信號（ON 或者 OFF）給DCS 系統(tǒng) ；當有物料阻止檔板轉動而使其克服了復位彈簧平衡力，驅動反饋開關則斷開，電機失電停止轉動，控制電路發(fā)出有料信號（OFF 或者ON）給 DCS 系統(tǒng)，而當塔內料位降低到檔板測量位置以下時，在復位彈簧作用下驅動反饋開關復位即閉合，電機得電開始帶動檔板轉動，這就是阻旋式料位開關的工作原理。脫硫塔通過高低 2臺料位開關的輸出信號來控制塔頂下料器的啟停，從而控制塔內物料的平衡。
隨著料位開關在實際生產中的應用增多，其中問題也逐漸顯現(xiàn)出來。比如說對料位的誤報警、密封傳動軸卡死、電機燒壞等。儀表技術人員通過現(xiàn)場檢查，在 DCS 系統(tǒng)內對相關參數(shù)進行分析，總結得出料位開關在應用中出現(xiàn)問題主要存在兩個方面的原因。
（1）料位計本身的原因。
① 在維護過程中發(fā)現(xiàn)有些料位計因為材質問題，其檔板處腐蝕嚴重導致檔板脫落，導致料位開關不能正常工作 ；
② 料位開關尾部密封橡膠破碎，腐蝕性氣體或者煙塵進入軸承導致軸承生銹卡死，引起料位計誤報警 ；
③ 部分料位開關安裝位置通風效果不佳，電機散熱不好導致電機燒壞 ；
④ 料位開關內部復位彈簧平衡力沒有調整好，導致該報警時不報警，不該報警時卻報警的混亂假象，影響工藝操作。
（2）脫硫裝置設計上的原因。
脫硫裝置都是全封閉結構，各個脫硫塔設計時都留有觀察口，但是因為環(huán)境條件的腐蝕銹化，現(xiàn)已打不開，因此無法觀察到塔內活性焦炭的實際料位，這會導致發(fā)生操作人員判斷與料位計檢測相矛盾的情況，比如有時操作人員按其操作習慣判斷塔內物料位很低，低料位開關應該報警，但實際上料位計（相關產品tuijian：射頻導納料位開關）沒有報警，或者判斷塔內料位很高，高料位開關應該報警但是沒有報警，聯(lián)系儀表人員檢查料位開關，卻未發(fā)現(xiàn)設備有問題。這種矛盾情況的發(fā)生不僅增加了儀表維護人員的勞動強度，更重要的是留下了可能出現(xiàn)空塔或者溢料的隱患。
4 解決措施
針對上述料位開關在生產應用中遇到的問題，儀表技術人員開展自主管理攻關項目，逐項制定了對策并找出解決辦法，提高了料位開關的可靠性，具體見表 1。
（1）再生塔是對活性焦炭的解析再生，其內部腐蝕性氣體濃度很高，對料位開關的腐蝕嚴重，料位計的使用時間很短。對于這樣的應用場合，通過重新選型，更換儀表廠家，確保材質合格，延長料位開關的工作壽命。
（2）在脫硫塔內，由于活性焦炭的吸附作用，煙氣對料位開關的腐蝕相對要弱。但由于料位開關是水平安裝的，物料的流動對密封橡膠不斷摩擦，就會造成密封橡膠的磨損破碎，活性焦炭粉塵比較容易進入軸承進而引起軸承的腐蝕卡死。針對這種現(xiàn)象，通過采取將密封橡膠更換成自制的四氟密封圈的方法來保護軸承，如圖 3 所示
（3）有些料位開關安裝在不通風的封閉走廊里，走廊盡頭是由鐵皮封閉的，就像把料位開關安裝在集裝箱里，高溫環(huán)境加上空氣的不流通使得料位開關工作環(huán)境溫度很高，大大縮短了驅動電機使用壽命。通過對走廊進行改造，安裝通風窗戶實現(xiàn)空氣的對流，從而降低粒位開關所處工作環(huán)境的溫度，延長驅動電機的使用壽命。
（4）對于檢查料位開關本身沒有問題，而操作人員判斷與料位開關檢測相矛盾的情況，初步分析是由于物料粘結導致測量點附近產生空穴，從而使得料位開關反映不了塔內真實料位。經(jīng)過討論決定將檔板處截斷加長使測量點向塔內伸展，從而避開可能存在的“空穴”，這樣料位開關就能正常工作。在后期對料位開關備件的重新選型，確定新選型的料位開關的傳動軸長度要比原來的料位開關長25cm，這樣就達到了避開“空穴”的目的，如圖 4所示。
料位開關的上述問題都是在投入使用一段時間后才顯現(xiàn)出來的，而新安裝的料位開關，有時也出現(xiàn)無料時不轉動（無料時復位彈簧應該將反饋開關復位從而使電機得電轉動）的反�，F(xiàn)象。對于這種現(xiàn)象通過現(xiàn)場分析確認，是由于復位彈簧的平衡力沒有調整好。復位彈簧力的調整總共有四檔，默認是放在二檔位，將其調整到四檔后，就不再出現(xiàn)無料時不轉動的現(xiàn)象。
5 實施效果
以上措施實施之前，貴冶一、二系統(tǒng)轉爐環(huán)集脫硫 54 臺料位開關平均 1 個月發(fā)生 8 次故障。經(jīng)過改進后，再生塔沒有再發(fā)生因檔板腐蝕影響下料的情況，軸承卡死現(xiàn)象也不再發(fā)生，電機燒壞頻率也大大降低，現(xiàn)在有故障的電機基本是運行了 2 年以上的，屬于正常損耗。經(jīng)過統(tǒng)計，2013 年度料位開關平均1個月只有4次故障。故障率大大降低，這不僅保證了脫硫效率的達標，同時也減少了料位開關的備件成本，減輕了維護人員的勞動強度。
6 結束語
經(jīng)過對料位開關應用的不斷摸索改進，如今在脫硫裝置中料位測量的準確性、可靠性上有很大的提高，保障了脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。目前還遺留一個問題 ：由于脫硫裝置塔內物料活性焦炭屬易燃物，不方便重新在塔頂再開一個觀察口，所以無法人工手動探測塔內真實料位，如果操作人員懷疑料位測量有問題時，只能通過拆開料位計來檢查料位情況，這對于料位開關故障的排除非常不便。
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