1 引言

        贵溪冶炼厂作为国内yiliu铜冶炼厂，无论其产量还是技术水平都处于shijie先金的行列，随着其产能的不断扩张，安全环保的投入也愈来愈大。为了回收烟气中的硫化物，贵冶先后建成 4 套干法烟气脱硫装置，以实现烟气的净化排放。1套脱硫装置一般有脱硫、再生、物料循环、烟气等 4 个系统，该装置利用活性焦炭的吸附、催化性能脱除烟气中的硫氧化物，同时除去烟气中的粉尘。如果要提高烟气脱硫的效率，活性焦炭的循环量至关重要。

 

2 干法脱硫原理

        干法烟气脱硫利用活性焦炭对烟气中的SO 2 进行吸附，并过滤烟气中的粉尘，实现烟气净化作用。吸附态的 SO 2 在氧气和水蒸气存在的条件下被氧化为 H 2 SO 4 并被储存在活性焦炭的孔隙内，吸附饱和的活性焦炭通过物料传输送至再生系统加热再生，释放出富含 SO 2 的气体，并经再生风机送至制酸车间进行回收。解吸过的活性焦经筛选后由输送系统送入脱硫塔再进行 SO 2 吸附，实现活性焦炭循环利用，同时根据活性焦炭的损耗情况补充适量的新鲜活性焦。其工艺流程如图 1。

        在作业过程中，脱硫塔内活性焦炭必须充足并且保证持续流动，才能保证烟气脱硫的高效性，其物料循环的自动化控制是根据各个塔内料位高低来运行的，为此在各个脱硫塔顶部和再生塔顶部都装设了 2 台料位开关，即高料位报警开关和低料位报警开关，用以控制塔内料位在一定范围内。其控制模式是 ：当脱硫塔顶部料位开关高报警时，脱硫塔顶部的下料器停止下料，直到脱硫塔出现低料位报警或高料位报警消失一段时间（该时间根据下料量和排料量大小在实际生产中摸索出一个合适值）后再开启顶部下料器对脱硫塔进行补料。脱硫塔的排料是根据再生塔的料位高低来控制的，再生塔也设有高低料位报警开关，其控制原理与脱硫塔一样，这样就实现了物料应用从脱硫到再生再到脱硫的自动化循环控制。

 

3 阻旋式料位开关应用分析

        阻旋式料位开关是一种利用介?hou璧财洳饬康蛋逭?Ｗ??佣?涑霰ň?藕诺囊恢只?凳搅衔患疲?视糜诨钚越固康裙烫蹇帕Ｗ唇橹实牧衔徊饬浚?绷衔坏酱锔摺⒌图?尬恢檬保?刂破鞯募痰缙鞔サ闶涑霰ň?藕呕蛘呖刂菩藕拧Ｗ栊?搅衔豢?亟峁辜虻ィ?? 2），主要包括驱动电机、控制电路、密封传动轴、测量档板四部分组成，阻旋式料位开关结构简单，使用维护方便，是一种较理想的简易料位测量仪表。接通电源后，驱动电机带动测量档板开始转动（分来回摆动和 360°转动两种），当没有物料阻挡档板转动时，驱动反馈开关保持闭合，电机得电转动，同时控制电路发出无料信号（ON 或者 OFF）给DCS 系统 ；当有物料阻止档板转动而使其克服了复位弹簧平衡力，驱动反馈开关则断开，电机失电停止转动，控制电路发出有料信号（OFF 或者ON）给 DCS 系统，而当塔内料位降低到档板测量位置以下时，在复位弹簧作用下驱动反馈开关复位即闭合，电机得电开始带动档板转动，这就是阻旋式料位开关的工作原理。脱硫塔通过高低 2台料位开关的输出信号来控制塔顶下料器的启停，从而控制塔内物料的平衡。

        随着料位开关在实际生产中的应用增多，其中问题也逐渐显现出来。比如说对料位的误报警、密封传动轴卡死、电机烧坏等。仪表技术人员通过现场检查，在 DCS 系统内对相关参数进行分析，总结得出料位开关在应用中出现问题主要存在两个方面的原因。

 

（1）料位计本身的原因。

        ① 在维护过程中发现有些料位计因为材质问题，其档板处腐蚀严重导致档板脱落，导致料位开关不能正常工作 ；

        ② 料位开关尾部密封橡胶破碎，腐蚀性气体或者烟尘进入轴承导致轴承生锈卡死，引起料位计误报警 ；

        ③ 部分料位开关安装位置通风效果不佳，电机散热不好导致电机烧坏 ；

        ④ 料位开关内部复位弹簧平衡力没有调整好，导致该报警时不报警，不该报警时却报警的混乱假象，影响工艺操作。

 

（2）脱硫装置设计上的原因。

        脱硫装置都是全封闭结构，各个脱硫塔设计时都留有观察口，但是因为环境条件的腐蚀锈化，现已打不开，因此无法观察到塔内活性焦炭的实际料位，这会导致发生操作人员判断与料位计检测相矛盾的情况，比如有时操作人员按其操作习惯判断塔内物料位很低，低料位开关应该报警，但实际上料位计（相关产品tuijian：射频导纳料位开关）没有报警，或者判断塔内料位很高，高料位开关应该报警但是没有报警，联系仪表人员检查料位开关，却未发现设备有问题。这种矛盾情况的发生不仅增加了仪表维护人员的劳动强度，更重要的是留下了可能出现空塔或者溢料的隐患。

 

4 解决措施

        针对上述料位开关在生产应用中遇到的问题，仪表技术人员开展自主管理攻关项目，逐项制定了对策并找出解决办法，提高了料位开关的可靠性，具体见表 1。

        （1）再生塔是对活性焦炭的解析再生，其内部腐蚀性气体浓度很高，对料位开关的腐蚀严重，料位计的使用时间很短。对于这样的应用场合，通过重新选型，更换仪表厂家，确保材质合格，延长料位开关的工作寿命。

        （2）在脱硫塔内，由于活性焦炭的吸附作用，烟气对料位开关的腐蚀相对要弱。但由于料位开关是水平安装的，物料的流动对密封橡胶不断摩擦，就会造成密封橡胶的磨损破碎，活性焦炭粉尘比较容易进入轴承进而引起轴承的腐蚀卡死。针对这种现象，通过采取将密封橡胶更换成自制的四氟密封圈的方法来保护轴承，如图 3 所示

        （3）有些料位开关安装在不通风的封闭走廊里，走廊尽头是由铁皮封闭的，就像把料位开关安装在集装箱里，高温环境加上空气的不流通使得料位开关工作环境温度很高，大大缩短了驱动电机使用寿命。通过对走廊进行改造，安装通风窗户实现空气的对流，从而降低粒位开关所处工作环境的温度，延长驱动电机的使用寿命。

        （4）对于检查料位开关本身没有问题，而操作人员判断与料位开关检测相矛盾的情况，初步分析是由于物料粘结导致测量点附近产生空穴，从而使得料位开关反映不了塔内真实料位。经过讨论决定将档板处截断加长使测量点向塔内伸展，从而避开可能存在的“空穴”，这样料位开关就能正常工作。在后期对料位开关备件的重新选型，确定新选型的料位开关的传动轴长度要比原来的料位开关长25cm，这样就达到了避开“空穴”的目的，如图 4所示。

        料位开关的上述问题都是在投入使用一段时间后才显现出来的，而新安装的料位开关，有时也出现无料时不转动（无料时复位弹簧应该将反馈开关复位从而使电机得电转动）的反常现象。对于这种现象通过现场分析确认，是由于复位弹簧的平衡力没有调整好。复位弹簧力的调整总共有四档，默认是放在二档位，将其调整到四档后，就不再出现无料时不转动的现象。

 

5 实施效果

        以上措施实施之前，贵冶一、二系统转炉环集脱硫 54 台料位开关平均 1 个月发生 8 次故障。经过改进后，再生塔没有再发生因档板腐蚀影响下料的情况，轴承卡死现象也不再发生，电机烧坏频率也大大降低，现在有故障的电机基本是运行了 2 年以上的，属于正常损耗。经过统计，2013 年度料位开关平均1个月只有4次故障。故障率大大降低，这不仅保证了脱硫效率的达标，同时也减少了料位开关的备件成本，减轻了维护人员的劳动强度。

 

6 结束语

        经过对料位开关应用的不断摸索改进，如今在脱硫装置中料位测量的准确性、可靠性上有很大的提高，保障了脱硫系统的稳定运行。目前还遗留一个问题 ：由于脱硫装置塔内物料活性焦炭属易燃物，不方便重新在塔顶再开一个观察口，所以无法人工手动探测塔内真实料位，如果操作人员怀疑料位测量有问题时，只能通过拆开料位计来检查料位情况，这对于料位开关故障的排除非常不便。