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技術文章
浮球液位計在燒結脫硫霧化器液位測量中的故障分析及解決辦法
閱讀次數(shù)：1356 發(fā)布時間：2019/11/19 9:35:36
浮球液位計在燒結脫硫霧化器液位測量中的故障分析及解決辦法
本文簡要介紹重鋼2#燒結脫硫霧化器原理、設備組成，針對設備運行過程中出現(xiàn)的潤滑油箱高液位報警導致的停機故障現(xiàn)象，與電氣、機械專業(yè)在故障處理中積極配合，采取有效的應對措施，對于液位測量過程中浮球液位計遇到的故障與原因作出分析，解決了滿負荷生產環(huán)境下的脫硫設備連續(xù)運行的需求，并為消化吸收進口脫破霧化器設備打下基礎。
1前言
鋼鐵工業(yè)是國民經濟的重要基礎產業(yè)，是國家經濟水平和綜合國力的重要標志，鋼鐵發(fā)展直接影響著與其相關的國防工業(yè)及建筑、機械、造船、汽車、家電等行業(yè)。隨著國際產業(yè)的轉移和中國國民經濟的快速發(fā)展，中國鋼鐵工業(yè)取得了巨大成就。但隨著不斷擴展的產能，已經產生了越來越嚴重的煙氣污染問題。而燒結工藝又是鋼鐵生產煙氣排放的重點污染源，排放的so2占鋼鐵工業(yè)總排放量的70%，個別地區(qū)甚至達到了90%，其對環(huán)境的破壞已引起社會的廣泛關注。至新環(huán)保法從籌劃到實施多年來，我國燒結廠在煙氣除塵方面做了大量的工作，成果較為顯著。
二氧化硫對人體的危害是相當嚴重的，可以引發(fā)多種疾病，特別是對農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作物減產.環(huán)境污染不僅嚴重危害燒結工作者的身體健康，甚至直接危及到整個鋼鐵企業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定和健康發(fā)展。因此，改善燒結環(huán)境對提高企業(yè)的環(huán)境效益、社會效益和經濟效益均具有非常重要的現(xiàn)實意義。
2燒結脫毓工藝思理及系統(tǒng)介紹
2.1燒結脫硫方法簡述
當前國內燒結煙氣脫硫方法以脫硫劑參與化學反應時的狀態(tài)分為:濕法、干法、半干法。
⑴濕法脫硫。濕法脫硫是脫硫劑為液態(tài)狀態(tài)下進行脫硫和副產物處理的燒結煙氣脫硫技術。目前主要應用有: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：應用比較成熟，反應速度快，脫硫效率高，脫硫劑價格便宜，有一定的除塵效果，副產品可以利用。缺點:有設備腐蝕，廢水量較大，運行維護量較大。
(2)汗法脫硫。干法脫硫是脫硫劑在干燥狀態(tài)下進行脫硫和副產物處理的燒結煙氣脫硫技術。目前主要應用有: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:系統(tǒng)阻力低，7JC耗小，脫硫效率髙，吸收塔占地面積少，不需要考慮防腐,投資相對較小，運行維護較容易，部分產物可循環(huán)利用。缺點:易發(fā)生脫硫床塌床，管道堵塞、管道局部結露等現(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，進行脫硫和副產物處理的燒結煙氣脫硫技術。目前主要應用有：旋轉噴霧(SDA)法、LEC法等，應用較多的是SDA法。該方法的優(yōu)點：系統(tǒng)簡單、易于操作、易于維護;脫硫效率較髙，能達90%以上;鈣硫比較低，在1.1-1.3之間，投資少,運行成本低;部分產物可循環(huán)利用。缺點:霧化器噴嘴存在堵塞和副產物難以利用問題。
2.2燒結脫硫工藝原理及系統(tǒng)介紹
旋轉噴霧(SDA琺煙氣脫硫技術最早由丹麥Niro公司發(fā)明，同時將技術給轉讓美國B&W公司，在國際上已經得到較好的應用。
SDA法煙氣脫硫工藝原理:釆用的脫硫劑為CaO含量較高的石灰,石灰倉內的粉狀石灰經螺旋稱重輸送機定量送至消化槽消化，制成髙濃度漿，隨后進入配漿槽，通過槽上過濾器濾除大顆粒雜質，在槽內用水將濃漿稀釋到需要的20%左右濃度，再經過泵打入石灰石儲罐之上的振動篩(網眼直徑約1.5mm)，除去大顆粒雜質，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S02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S02吸收在旋轉噴霧干燥吸收塔內進行,鈣硫比1.4〜1.5,脫硫效率達到90%以上，脫除幾乎全S03。
3燒結K確霧化器自停機故障處理
3.1故障現(xiàn)象
燒結脫硫設備在正常生產過程中突然發(fā)生自停，接中控室操作工電話，及時到達現(xiàn)場。通過WINCC監(jiān)控軟件畫面，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)已經按照故障停機工藝步驟完成停機，調取PLC記錄，發(fā)現(xiàn)在停機程序啟動前已經出現(xiàn)霧化器軸潤滑油箱高油位報警，該報警在程序中為故障停機條件之一。
3.2故障分析
通過査看PLC程序及霧化器制造隨機說明書，了解故障停機步驟為:(1脖止對霧化器的液料供應;(2)關閉霧化輪的保護水供應;(3)延時2秒，⑷關閉霧化電機,(5傳待霧化輪至停止?jié)櫥?完全靜止)；(6〉關閉油泵:(7)關閉油冷卻器的水供給。如果是油箱油位高報警時間持續(xù)900秒以上，開始執(zhí)行停機程序，顯示報警霧化器停止運行。
初步判斷故障范圍在油箱位置。
3.3故障處理
由于該設備為德國GEA的F800型旋轉式霧化器，屬于進口設備，會同電氣、機械專業(yè)詳細參考圖紙及設備隨機說明書，霧化器下端部分是由帶有主軸球軸承支座的兩個油箱、主軸、進料總成和錐形外罩組成。兩個獨立的潤滑系統(tǒng)(齒輪箱和軸的潤滑系統(tǒng))中的兩個油泵是同一個電機驅動的。軸潤滑系統(tǒng)油泵將潤滑油從下部油箱中抽出,油流經主軸油控制器、潤滑主軸上的兩個球軸承。油在重力的作用下沿軸流下，經過下面的軸承最后進人下部油箱中，見圖2油箱圖
制定檢査方案。在機械專業(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，發(fā)現(xiàn)該液位計為潤中儀表浮球液位計，該液位計是以磁浮球為測量元件，利用排開液體體積相等原理浮于液面，當容器的液位變化時浮球也隨著上下移動，由于磁性作用,潤中儀表浮球液位計的干簧受磁性吸合,使傳感器內電阻成線性變化，由智能轉換器將電阻變化轉換成4~20mA標準電流信號,通過顯示儀表用數(shù)字蹄液體的實際位置，也可通過屏蔽線將信號輸送至PLCg制柜，從而達到液面的遠距離檢測和控制的目的。
通過上下?lián)軇右何挥嫺∏�，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。此時可判斷液位計正常無故障，再檢查現(xiàn)場接線盒內較為潮濕，進行了吹千和緊固端子的工作，機械專業(yè)人員對潤滑油箱中的油品進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，恢復原狀后進行霧化器試運行，故障現(xiàn)象消失，正常進入生產狀態(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警導致系統(tǒng)停機，再次與各專業(yè)認真翻閱圖紙及技術資料，并咨詢銷售商技術代表后，再次對霧化器進行拆卸和檢查，液位計經詳細檢査后判斷還是正常，在檢查過程中，有機械專業(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，當時我們就意識到，可能問題就出在這個方面，為證實我們的判斷，從浮球液位計安裝孔通過手探入的方式檢査油箱底部，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，再加上注人平時正常量的潤滑油，通過泵的作用導致油位超限，引起高油位報警停機。機械專業(yè)人員更進一步拆卸霧化器，將密封整圈進行了更換和密封處理�；謴驮瓲詈螅俅卧囘\行，無狀況后進行正式生產。至今霧化器再也未出現(xiàn)過液位計故障現(xiàn)象。
4結語
經過處理霧化器浮球液位計高報警導致停機故障，更加深入的了解了脫硫設備工作原理、流程、現(xiàn)場設備構成、PLC程序，對今后的設備維護生產連續(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，同時對其他兩個燒結的脫硫設備維護、順行有一定的借鑒意義。
本文簡要介紹重鋼2#燒結脫硫霧化器原理、設備組成，針對設備運行過程中出現(xiàn)的潤滑油箱高液位報警導致的停機故障現(xiàn)象，與電氣、機械專業(yè)在故障處理中積極配合，采取有效的應對措施，對于液位測量過程中浮球液位計遇到的故障與原因作出分析，解決了滿負荷生產環(huán)境下的脫硫設備連續(xù)運行的需求，并為消化吸收進口脫破霧化器設備打下基礎。
1前言
鋼鐵工業(yè)是國民經濟的重要基礎產業(yè)，是國家經濟水平和綜合國力的重要標志，鋼鐵發(fā)展直接影響著與其相關的國防工業(yè)及建筑、機械、造船、汽車、家電等行業(yè)。隨著國際產業(yè)的轉移和中國國民經濟的快速發(fā)展，中國鋼鐵工業(yè)取得了巨大成就。但隨著不斷擴展的產能，已經產生了越來越嚴重的煙氣污染問題。而燒結工藝又是鋼鐵生產煙氣排放的重點污染源，排放的so2占鋼鐵工業(yè)總排放量的70%，個別地區(qū)甚至達到了90%，其對環(huán)境的破壞已引起社會的廣泛關注。至新環(huán)保法從籌劃到實施多年來，我國燒結廠在煙氣除塵方面做了大量的工作，成果較為顯著。
二氧化硫對人體的危害是相當嚴重的，可以引發(fā)多種疾病，特別是對農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作物減產.環(huán)境污染不僅嚴重危害燒結工作者的身體健康，甚至直接危及到整個鋼鐵企業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定和健康發(fā)展。因此，改善燒結環(huán)境對提高企業(yè)的環(huán)境效益、社會效益和經濟效益均具有非常重要的現(xiàn)實意義。
2燒結脫毓工藝思理及系統(tǒng)介紹
2.1燒結脫硫方法簡述
當前國內燒結煙氣脫硫方法以脫硫劑參與化學反應時的狀態(tài)分為:濕法、干法、半干法。
⑴濕法脫硫。濕法脫硫是脫硫劑為液態(tài)狀態(tài)下進行脫硫和副產物處理的燒結煙氣脫硫技術。目前主要應用有: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：應用比較成熟，反應速度快，脫硫效率高，脫硫劑價格便宜，有一定的除塵效果，副產品可以利用。缺點:有設備腐蝕，廢水量較大，運行維護量較大。
(2)汗法脫硫。干法脫硫是脫硫劑在干燥狀態(tài)下進行脫硫和副產物處理的燒結煙氣脫硫技術。目前主要應用有: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:系統(tǒng)阻力低，7JC耗小，脫硫效率髙，吸收塔占地面積少，不需要考慮防腐,投資相對較小，運行維護較容易，部分產物可循環(huán)利用。缺點:易發(fā)生脫硫床塌床，管道堵塞、管道局部結露等現(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，進行脫硫和副產物處理的燒結煙氣脫硫技術。目前主要應用有：旋轉噴霧(SDA)法、LEC法等，應用較多的是SDA法。該方法的優(yōu)點：系統(tǒng)簡單、易于操作、易于維護;脫硫效率較髙，能達90%以上;鈣硫比較低，在1.1-1.3之間，投資少,運行成本低;部分產物可循環(huán)利用。缺點:霧化器噴嘴存在堵塞和副產物難以利用問題。
2.2燒結脫硫工藝原理及系統(tǒng)介紹
旋轉噴霧(SDA琺煙氣脫硫技術最早由丹麥Niro公司發(fā)明，同時將技術給轉讓美國B&W公司，在國際上已經得到較好的應用。
SDA法煙氣脫硫工藝原理:釆用的脫硫劑為CaO含量較高的石灰,石灰倉內的粉狀石灰經螺旋稱重輸送機定量送至消化槽消化，制成髙濃度漿，隨后進入配漿槽，通過槽上過濾器濾除大顆粒雜質，在槽內用水將濃漿稀釋到需要的20%左右濃度，再經過泵打入石灰石儲罐之上的振動篩(網眼直徑約1.5mm)，除去大顆粒雜質，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S02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S02吸收在旋轉噴霧干燥吸收塔內進行,鈣硫比1.4〜1.5,脫硫效率達到90%以上，脫除幾乎全S03。
3燒結K確霧化器自停機故障處理
3.1故障現(xiàn)象
燒結脫硫設備在正常生產過程中突然發(fā)生自停，接中控室操作工電話，及時到達現(xiàn)場。通過WINCC監(jiān)控軟件畫面，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)已經按照故障停機工藝步驟完成停機，調取PLC記錄，發(fā)現(xiàn)在停機程序啟動前已經出現(xiàn)霧化器軸潤滑油箱高油位報警，該報警在程序中為故障停機條件之一。
3.2故障分析
通過査看PLC程序及霧化器制造隨機說明書，了解故障停機步驟為:(1脖止對霧化器的液料供應;(2)關閉霧化輪的保護水供應;(3)延時2秒，⑷關閉霧化電機,(5傳待霧化輪至停止?jié)櫥?完全靜止)；(6〉關閉油泵:(7)關閉油冷卻器的水供給。如果是油箱油位高報警時間持續(xù)900秒以上，開始執(zhí)行停機程序，顯示報警霧化器停止運行。
初步判斷故障范圍在油箱位置。
3.3故障處理
由于該設備為德國GEA的F800型旋轉式霧化器，屬于進口設備，會同電氣、機械專業(yè)詳細參考圖紙及設備隨機說明書，霧化器下端部分是由帶有主軸球軸承支座的兩個油箱、主軸、進料總成和錐形外罩組成。兩個獨立的潤滑系統(tǒng)(齒輪箱和軸的潤滑系統(tǒng))中的兩個油泵是同一個電機驅動的。軸潤滑系統(tǒng)油泵將潤滑油從下部油箱中抽出,油流經主軸油控制器、潤滑主軸上的兩個球軸承。油在重力的作用下沿軸流下，經過下面的軸承最后進人下部油箱中，見圖2油箱圖
制定檢査方案。在機械專業(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，發(fā)現(xiàn)該液位計為潤中儀表浮球液位計，該液位計是以磁浮球為測量元件，利用排開液體體積相等原理浮于液面，當容器的液位變化時浮球也隨著上下移動，由于磁性作用,潤中儀表浮球液位計的干簧受磁性吸合,使傳感器內電阻成線性變化，由智能轉換器將電阻變化轉換成4~20mA標準電流信號,通過顯示儀表用數(shù)字蹄液體的實際位置，也可通過屏蔽線將信號輸送至PLCg制柜，從而達到液面的遠距離檢測和控制的目的。
通過上下?lián)軇右何挥嫺∏�，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。此時可判斷液位計正常無故障，再檢查現(xiàn)場接線盒內較為潮濕，進行了吹千和緊固端子的工作，機械專業(yè)人員對潤滑油箱中的油品進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，恢復原狀后進行霧化器試運行，故障現(xiàn)象消失，正常進入生產狀態(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警導致系統(tǒng)停機，再次與各專業(yè)認真翻閱圖紙及技術資料，并咨詢銷售商技術代表后，再次對霧化器進行拆卸和檢查，液位計經詳細檢査后判斷還是正常，在檢查過程中，有機械專業(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，當時我們就意識到，可能問題就出在這個方面，為證實我們的判斷，從浮球液位計安裝孔通過手探入的方式檢査油箱底部，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，再加上注人平時正常量的潤滑油，通過泵的作用導致油位超限，引起高油位報警停機。機械專業(yè)人員更進一步拆卸霧化器，將密封整圈進行了更換和密封處理�；謴驮瓲詈螅俅卧囘\行，無狀況后進行正式生產。至今霧化器再也未出現(xiàn)過液位計故障現(xiàn)象。
4結語
經過處理霧化器浮球液位計高報警導致停機故障，更加深入的了解了脫硫設備工作原理、流程、現(xiàn)場設備構成、PLC程序，對今后的設備維護生產連續(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，同時對其他兩個燒結的脫硫設備維護、順行有一定的借鑒意義。
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