淺析水煤漿鍋爐熱工儀表選型及使用注意事項

孫耀+葉飛

摘要：文章根據(jù)浙江紹興江濱熱力有限公司水煤漿鍋爐在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的儀表問題，研究和分析了水煤漿鍋爐及相關(guān)熱工儀表的特點，進(jìn)行了合適的選型，并闡述了使用注意事項，以保證機(jī)組安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：水煤漿鍋爐；儀表選型；注意事項；溫度儀表；流量儀表；漿灌液位儀表 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TK229 文章編號：1009-2374（2016）35-0093-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.35.045

浙江紹興濱海新城內(nèi)建設(shè)有諸多對蒸汽需求量大的工廠（用戶），其中用汽量最大的是某藥廠，為降本增效，提高燃料使用效率，降低環(huán)境污染，建設(shè)了水煤漿鍋爐，對開發(fā)區(qū)企業(yè)進(jìn)行集中蒸汽供應(yīng)。藥廠要求外界的蒸汽對其連續(xù)供應(yīng)，并且保證一定的蒸汽品質(zhì)，若供應(yīng)突然中斷，則會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。為充分保證水煤漿鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行，保證工業(yè)園區(qū)的正常用汽，將非停可能性降到最低，對熱工儀表的可靠性提出了嚴(yán)格要求。

1 水煤漿及水煤漿鍋爐簡介

水煤漿是20世紀(jì)70年代興起的新型煤基液體燃料，由65%的煤、34%的水和1%的化學(xué)添加劑，經(jīng)過一定的工藝流程加工而成，其灰分含硫量低，燃燒時火焰中心溫度較低，燃燒效率高，煙塵、SO2及NOX排放量都低于常規(guī)燃油和燃煤。其水煤漿鍋爐擁有節(jié)能、環(huán)保和燃燒效率高等優(yōu)點，其運(yùn)行負(fù)荷可調(diào)節(jié)范圍廣，適應(yīng)工業(yè)園區(qū)內(nèi)用戶負(fù)荷變化頻率快和幅度大的特點，其基本系統(tǒng)流程如圖1所示。水煤漿燃料在條件允許的情況下可以自行制備，也可以同粉煤灰等材采用罐裝密閉運(yùn)輸方式、無揚(yáng)塵污染。

2 水煤漿鍋爐熱工儀表的簡介

隨著國內(nèi)外技術(shù)的發(fā)展DCS系統(tǒng)的應(yīng)用和普及越來越廣泛，水煤漿由早期的供熱和供水的工業(yè)鍋爐也逐漸往電站鍋爐方向發(fā)展，自動化運(yùn)行水平大幅度提高。作為水煤漿鍋爐集散控制的基礎(chǔ)，熱工儀表的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性尤為重要。由于水煤漿本身易沉淀和凝固的特點，燃料本身攜帶水分較多，在燃燒過程中勢必容易形成較大濕度，水煤漿儲存、運(yùn)輸和燃燒以及煙氣排放的所有通道都會存在堵塞、積灰等嚴(yán)重影響測量準(zhǔn)確性的弊端，因此本文將主要針對上述問題進(jìn)行分析。

水煤漿鍋爐屬于工業(yè)鍋爐，相對于電站鍋爐而言，工業(yè)鍋爐投入少、環(huán)境差，所以在選用儀表的時候需要盡可能的選取性價比高、能適應(yīng)惡劣環(huán)境的儀表。

3 典型儀表選型及注意事項

3.1 溫度儀表

3.1.1 煙道溫度儀表。水煤漿鍋爐在正常燃燒時，空預(yù)器和省煤器的溫度均低于300℃，工業(yè)銅熱電阻廣泛用于測量-50℃～150℃范圍內(nèi)的溫度，工業(yè)鉑熱電阻廣泛用于測量-200℃～550℃范圍內(nèi)的溫度，所以選用鉑熱電阻較為合適。在選用溫度儀表時，還需注意儀表的長度，因為熱電阻長度選用不當(dāng)，導(dǎo)致溫度明顯失準(zhǔn)，影響操作人員對運(yùn)行狀態(tài)的判斷，不利于鍋爐長期穩(wěn)定運(yùn)行。

3.1.2 水煤漿鍋爐爐膛溫度。水煤漿鍋爐在正常燃燒時，前爐膛溫度達(dá)到1070℃以上，后爐膛溫度達(dá)到650℃以上，根據(jù)熱電阻與熱電偶的特性，水煤漿鍋爐在前、后爐膛溫度的測量元件選用鉑銠30-鉑銠6（B分度）熱電偶較為合適。

3.1.3 運(yùn)行期間儀表的清理。水煤漿鍋爐在燃燒時會在爐膛內(nèi)產(chǎn)生大量的煙塵，部分煙塵會依附到熱電偶上，長此以往，熱電偶上會有厚厚的一層灰，從而導(dǎo)致測量溫度偏小，影響運(yùn)行人員判斷。在調(diào)試和運(yùn)行的過程中，運(yùn)行人員需每天對爐膛溫度的熱電偶進(jìn)行一次清灰處理，清理步驟是：（1）解除爐膛溫度保護(hù)；（2）取出熱電偶；（3）用隔溫手套將熱電偶上的灰塵抹去；（4）恢復(fù)溫度保護(hù)。

3.2 流量儀表

水煤漿因為是水、煤粉、其他添加劑的混合物，若選用超聲波流量計，則水煤漿會經(jīng)常粘貼在測量頭上。若選用孔板流量計或渦街流量計，長期運(yùn)行之后，水煤漿容易堵住孔板流量計小孔，對于渦街流量計，由于水煤漿的粘連，會使得蝸桿變粗，從而影響測量。

電磁流量計不易阻塞，適用于測量如紙漿、煤水漿、礦漿、泥漿和污水等。所測流量不受流體溫度、壓力、密度、電導(dǎo)率和粘度變化的影響。在測量水煤漿流量時，選用電磁流量計較為合適。選用電磁流量計時需要按照相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范和儀表使用說明預(yù)留合適的上下游直管段，以滿足其正常測量需求。

3.3 漿罐液位儀表

2015年夏季，筆者曾和同事做過一個試驗，將剛運(yùn)輸?shù)綇S的水煤漿進(jìn)行取樣，裝到燒瓶內(nèi)，第二天早上的時候發(fā)現(xiàn)水煤漿已經(jīng)凝結(jié)成塊，所以在選擇煤漿液位儀表的時候尤其需要注意到這個問題。水煤漿運(yùn)輸?shù)綀龊髢Υ嬖趦{罐中，每隔一段時間，運(yùn)行人員就通過曝氣的方法使得儲漿罐中的水煤漿攪動，防止長時間的靜止導(dǎo)致水煤漿凝結(jié)成塊。日用漿罐中的水煤漿通過攪拌器的攪拌防止凝結(jié)。對于漿罐液位儀表的選擇首先要考慮的問題就是水煤漿在導(dǎo)壓管中凝結(jié)。對于這種情況，最好選用隔膜式壓力變送器，并且可直接通過法蘭式連接漿罐，而不必使用導(dǎo)壓管，這樣可避免由于水煤漿的凝結(jié)導(dǎo)致無法測量。

將法蘭膜盒密封部件安裝到過程法蘭上之前，需要按照下列順序先安裝聚四氟乙烯膜片：（1）將法蘭膜盒密封部的膜片面向上旋轉(zhuǎn)；（2）在膜片表面及密封墊圈接觸面上涂上氟油。此時，注意不要碰傷膜片，不要讓膜片變形；（3）把聚四氟乙烯膜片嵌入隔膜片及密封墊圈接觸面上；（4）裝完后，需要檢查隔離膜片與聚四氟乙烯膜片之間是否有殘留空氣，如果有空氣殘留，則會影響到精度，因此如有殘留空氣，應(yīng)用手指從膜片中心部向外擠壓以除去殘留空氣；（5）在裝好聚四氟乙烯膜片的法蘭膜合密封部上貼好密封墊圈，再安裝到過程法蘭上。

在安裝時，需要注意變送器的高低壓側(cè)，漿罐屬于開放罐，低壓側(cè)接口L應(yīng)向大氣開放。

3.4 水煤漿管道壓力儀表

水煤漿在管道中進(jìn)行輸送的時候需要實時監(jiān)測管道的壓力，防止因為管道堵塞導(dǎo)致泵損壞。水煤漿在管道內(nèi)輸送時會產(chǎn)生震動，此外，水煤漿屬于可燃物，所以在選擇儀表時，還需注意儀表的防震性和防爆性。水煤漿易凝結(jié)，結(jié)合以上特點，在選擇壓力表、壓力變送器的時候尤其需要注意。

根據(jù)水煤漿的這一特點，在選擇壓力變送器時最好是選擇法蘭安裝式的，有利于拆卸，另外還需選擇耐振動，防爆型的，確保儀表經(jīng)久耐用。

對于就地顯示壓力表，也需要選擇隔膜式的壓力表，隔膜式壓力表主要應(yīng)用于石油化工、制堿、化纖、制藥、食品等工藝流程中，它是由通用型壓力表與連接體和隔膜隔離器組成，在測量介質(zhì)是強(qiáng)腐蝕、高溫、高粘度、易結(jié)晶、易凝固、有固體浮游物的情況下使用。

某水煤漿鍋爐廠原本在管道上使用的是不銹鋼壓力表，在第一次進(jìn)行漿液輸送后未及時進(jìn)行水沖洗，第二天卸漿時，因為前一天殘余的煤漿已經(jīng)凝結(jié)，壓力表導(dǎo)管堵塞，未能實時監(jiān)測到壓力，卸漿時導(dǎo)致卸漿泵電機(jī)溫度過高，無法卸漿。

對于管道內(nèi)的煤漿是靜止的，在每次輸送結(jié)束后，都必須要進(jìn)行水沖洗，待排出的水是清水時方可。

4 結(jié)語

熱工儀表在日常的生產(chǎn)中扮演著非常重要的角色，沒有儀表的監(jiān)控，運(yùn)行人員無法實時掌握水煤漿系統(tǒng)儲存、輸送和燃燒的真實情況以進(jìn)行合適的干預(yù)，機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行也就無法得到有效保證。在特定條件下進(jìn)行儀表選型，必須熟悉儀表的性能以及其優(yōu)缺點，仔細(xì)分析，將不同類型的儀表做比較，充分考慮實際應(yīng)用中可能存在的問題，選擇最為適合使用環(huán)境的儀表。

參考文獻(xiàn)

[1] 自控安裝手冊（HG/T 21581-2012）[S].北京：化工出版社，2012.

[2] 游伯坤.溫度測量與儀表——熱電偶和熱電阻[M].北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1990.

[3] 陳濤，李勇進(jìn).淺談工業(yè)流量測量儀表的選型[J].科技信息（科學(xué)教研），2007，（16）.

作者簡介：孫耀（1987-），中國能源建設(shè)集團(tuán)浙江火電建設(shè)有限公司工程師，研究方向：發(fā)電廠調(diào)試；葉飛（1992-），中國能源建設(shè)集團(tuán)浙江火電建設(shè)有限公司助理工程師，研究方向：發(fā)電廠調(diào)試。

（責(zé)任編輯：蔣建華）