浮球液位计在烧结脱硫雾化器中的应用故障分析与处理

 

1、前言

    钢铁工业是国民经济的重要基础产业，是国家经济水平和综合国力的重要标志，钢铁发展直接影响着与其相关的国防工业及建筑、机械、造船、汽车、家电等行业。随着国际产业的转移和中国国民经济的快速发展，中国钢铁工业取得了巨大成就。但随着不断扩展的产能，已经产生了越来越严重的烟气污染问题。而烧结工艺又是钢铁生产烟气排放的重点污染源，排放的SO2，占钢铁工业总排放量的70%，个别地区甚至达到了90%, 其对环境的破坏已引起社会的广泛关注。至新环保法从筹划到实施多年来，我国烧结厂在烟气除尘方面做了大量的工作，成果较为显著。

    二氧化硫对人体的危害是相当严重的，可以引发多种疾病，特别是对农作物和植物的生长率影响更是显而易见，可以使森林的生长率下降和农作物减产.环境污染不仅严重危害烧结工作者的身体健康，甚至直接危及到整个钢铁企业的持续、稳定和健康发展。因此，改善烧结环境对提高企业的环境效益、社会效益和经济效益均具有非常重要的现实意义。

 

2、烧结脱硫工艺原理及系统介绍

    2.1烧结脱硫方法简述

    当前国内烧结烟气脱硫方法以脱硫剂参与化学反应时的状态分为:湿法、干法、半干法。

    (1)湿法脱硫。湿法脱硫是脱硫剂为液态状态下进行脱硫和副产物处理的烧结烟气脱硫技术。目前主要应用有:石灰石一石膏法、氨法、离子液法、镁法等，较多选择是石灰石一石膏法。该方法的优点:应用比较成熟，反应速度快，脱硫效率高，脱硫剂价格便宜，有一定的除尘效果，副产品可以利用。缺点:有设备腐蚀，废水量较大，运行维护量较大。

    (2汗法脱硫。干法脱硫是脱硫剂在干燥状态下进行脱硫和副产物处理的烧结烟气脱硫技术。目前主要应用有:循环流化床法、活性炭吸附法和密相干塔法等，较多选择是循环流化床法。该方法的优点:系统阻力低，水耗小，脱硫效率高，吸收塔占地面积少，不需要考虑防腐，投资相对较小，运行维护较容易，部分产物可循环利用。缺点:易发生脱硫床塌床，管道堵塞、管道局部结露等现象。

 

    (3)半干法脱硫。半干法脱硫是带有少量水的脱硫剂与烟气反应，进行脱硫和副产物处理的烧结烟气脱硫技术。目前主要应用有:旋转喷雾(SDA)法、LEC法等，应用较多的是SDA法。该方法的优点:系统简单、易于操作、易于维护。脱硫效率较高，能达90%以上;钙硫比较低，在1.1一1.3之间，投资少;运行成本低，部分产物可循环利用。缺点:雾化器喷嘴存在堵塞和副产物难以利用问题。

 

    2.2烧结脱硫工艺原理及系统介绍

    旋转喷雾(SDA)烟气脱硫技术zui早由丹麦Niro公司发明，同时将技术给转让美国B&W公司，在国际上已经得到较好的应用。

    SDA法烟气脱硫工艺原理:采用的脱硫剂为CaO含量较高的石 灰，石灰仓内的粉状石灰经螺旋称重输送机定量送至消化槽消化，制成高浓度浆，随后进人配浆槽，通过槽上过滤器滤除大颗粒杂质，在槽内用水将浓浆稀释到需要的20%左右浓度，再经过泵打人石灰石储罐之上的振动筛(网眼直径约1.5mm)，除去大颗粒杂质，过滤后的石灰乳流人石灰乳储罐，用泵送人高位给料罐备用，见图1o

    SDA法烟气脱硫工艺工艺流程包括:吸收剂制备、吸收剂浆液雾化、雾粒与烟气的接触混合、液滴蒸发与SO2,吸收、灰渣排出和灰渣再循环，其中吸收剂浆液雾化、雾粒与烟气接触混合、液滴蒸发与收在旋转喷雾干燥吸收塔内进行，钙硫比1.4一1.5，脱硫效率90%以上，脱除几乎全SO3。

 

3、烧结脱硫雾化器自停机故障处理

    3.1故障现象

    烧结脱硫设备在正常生产过程中突然发生自停，接中控室操作工电话，及时到达现场。通过WINCC监控软件画面，发现系统已经按照故障停机工艺步骤完成停机，调取PLC记录，发现在停机程序启动前已经出现雾化器轴润滑油箱高油位报警，该报警在程序中为故障停机条件之一。

    3.2故障分析

    通过查看PLC程序及雾化器制造随机说明书，了解故障停机步骤为:(1婷止对雾化器的液料供应。(2)关闭雾化轮的保护水供应;(3)延时2秒;(4)关闭雾化电机;(5)等待雾化轮至停止润滑(完全静止);(6)关闭油泵。(7)关闭油冷却器的水供给。

    如果是油箱油位高报警时间持续900秒以上，开始执行停机程序，显示报警雾化器停止运行。

    初步判断故障范围在油箱位置。

 

    3.3故障处理

    由于该设备为德国GEA的F800型旋转式雾化器，属于进口设备，会同电气、机械专业详细参考图纸及设备随机说明书，雾化器下端部分是由带有主轴球轴承支座的两个油箱、主轴、进料总成和锥形外罩组成。两个独立的润滑系统(齿轮箱和轴的润滑系统)中的两个油泵是同一个电机驱动的。轴润滑系统油泵将润滑油从下部油箱中抽出，油流经主轴油控制器、润滑主轴上的两个球轴承。油在重力的作用下沿轴流下，经过下面的轴承zui后进人下部油箱中，见图20油箱图。

    制定检查方案。在机械专业人员卸下雾化器外壳后，用专用工具打开润滑油箱，取下液位计，发现该液位计为浮球液位计，该液位计是以磁浮球为测量元件，利用排开液体体积相等原理浮于液面，当容器的液位变化时浮球也随着上下移动，由于磁性作用，浮球液位计的干簧受磁性吸合，使传感器内电阻成线性变化，由智能转换器将电阻变化转换成4 - 20mA标准电流信号，通过显示仪表用数字显示液体的实际位置，也可通过屏蔽线将信号输送至PLC控制柜，从而达到液面的远距离检测和控制的目的。

    通过上下拨动液位计浮球，与中控室同步联系，发现电脑液位数据显示与现场浮球所处位置一致，且PLC进线端子在串人万用表的情况下，电流信号与上述两类显示一致。此时可判断液位计正常无故障，再检查现场接线盒内较为潮湿，进行了吹干和紧固端子的工作，机械专业人员对润滑油箱中的油品进行了排放和重新灌注，按照油箱容积zui高上限为4L，加人3.5L左右油，恢复原状后进行雾化器试运行，故障现象消失，正常进人生产状态。

 

    但5天后，此故障现象再出现，还是主轴油箱高液位报警导致系统停机，再次与各专业认真翻阅图纸及技术资料，并咨询销售商技术代表后，再次对雾化器进行拆卸和检查，液位计经详细检查后判断还是正常，在检查过程中，有机械专业人员提到在第一次故障出现前两天曾对雾化器主轴油箱与主轴之间的密封垫圈做过拆卸和更换，当时我们就意识到，可能问题就出在这个方面，为证实我们的判断，从浮球液位计安装孔通过手探人的方式检查油箱底部，发现大量浆液沉淀，液位高的原因正是由于有浆液的存在，再加上注人平时正常量的润滑油，通过泵的作用导致油位超限，引起高油位报警停机。机械专业人员更进一步拆卸雾化器，将密封垫圈进行了更换和密封处理。恢复原状后，再次试运行，无状况后进行正式生产。至今雾化器再也未出现过液位计故障现象。

 

4、结语

    经过处理雾化器浮球液位计高报警导致停机故障，更加深人的了解了脱硫设备工作原理、流程、现场设备构成、PLC程序，对今后的设备维护生产连续、稳定顺行及烟气排放满足国家环保要求提供了保障，同时对其他两个烧结的脱硫设备维护、顺行有一定的借鉴意义。