計量秤在垃圾焚燒煙氣處理中的應用概述

蔡銀科，阮東亮，張勇，方朝軍，王汝佩

（杭州錦江集團，浙江杭州310005）

計量秤在垃圾焚燒煙氣處理中的應用概述

蔡銀科，阮東亮，張勇，方朝軍，王汝佩

（杭州錦江集團，浙江杭州310005）

以杭州錦江集團公司（以下簡稱公司）的垃圾焚燒發電廠所用的電子螺旋秤和失重秤的應用情況為背景，介紹了電子螺旋秤和失重秤2種不同計量方式的原理及其在應用過程中的局限性以及計量設計時需注意的問題。

螺旋秤；失重秤；計量

在垃圾焚燒發電、固體廢物焚燒行業的煙氣處理系統中，去除煙氣中殘留重金屬和二惡英的主流工藝是采用粉狀的活性炭作為吸附劑；在爐后脫硫系統中以及在爐內噴鈣脫硫系統中均采用粉狀氫氧化鈣或石灰石粉作為脫硫劑。這些環保耗材的輸送計量在規范中均有明確的要求，RISN-TG016—2014生活垃圾流化床焚燒工程技術導則中規定，酸性污染物去除的添加劑應有獨立的計量裝置，活性炭應設有單獨的計量給料噴射裝置。在脫硫劑、活性炭等粒狀物料的流量計量、定量給料，應用較多的為電子螺旋秤，目前杭州錦江集團的垃圾焚燒發電廠也開始嘗試采用失重秤計量方式。

1 電子螺旋秤計量方式應用

杭州錦江集團的垃圾焚燒電廠所用的石灰添加裝置大量采用電子螺旋秤的模擬計量的形式，如圖1所示，該工藝結構簡單，在流化床垃圾焚燒電廠中，多數的循環半干脫硫工藝，其石灰添加主要工藝為，消石灰（Ca（OH）2）粉通過運輸罐車車載氣力輸送裝置輸送至料倉。料倉設在反應器旁，粉料經過變頻稱重螺旋把脫硫劑加入反應器中。Ca（OH）2的計量采用頻率信號模擬標定計量并在DCS顯示，具備計量累積和瞬時計量功能。

圖1 電子螺旋秤計量系統

1.1 螺旋電子秤工作原理

計量秤通過稱重傳感器和測速傳感器檢測質量信號和速度信號，然后通過數字轉換器轉換成數字量信號并輸送至稱重顯示控制器，數字轉換器將來自稱重傳感器的毫伏級電壓信號和測速傳感器的脈沖信號放大并轉換成數字信號，再傳送給稱重顯示控制器或上位機，經稱重顯示控制器CPU進行計算后得到實時的瞬時流量與累計量。

1.2 螺旋秤應用在脫硫劑中的局限性及對策

如圖1所示，給料和稱重計量采用同一管螺旋，即通過調節稱重螺旋轉速來調節控制瞬時給料量。該種方式雖然結構布置簡單，但由于物料物性和運行工況的變化，螺旋轉數與其物料流速度沒有穩定的線性關系，從而螺旋轉數往往不能代表料流速度，出現計量偏差。

另外，螺旋葉與管壁之間的螺旋間隙的存在，由于半干法煙氣脫硫劑入口煙道的負壓較大，而布置的電動鎖氣機，其螺旋葉與壁間也存在一定的間隙，由于間隙的存在，極易造成螺旋秤中的脫硫劑在負壓的作用下造成跑料。尤其是目前許多螺旋秤的技術和加工手段水平有限，且螺旋軸、葉片的加工和螺旋間隙的控制確有一定的技術難度，因此造成國產螺旋秤多數螺旋間隙過大，不能適應使用的要求。在實際現場檢查來看，出現過螺旋秤中的入料口也出現一定的負壓，螺旋秤空轉計量的情況。在垃圾焚燒行業，活性炭和消石灰均采用氣力噴射裝置，物料在密封的輸送過程中，螺旋秤無法消除氣壓對稱重傳感器的影響。

所測得的螺旋轉數與真實物料流速存在誤差，是螺旋秤的缺陷，因此盡量保持物料、料流均衡穩定，防止粉倉搭橋板結，定期經常標定校驗是保證較高計量精度的必要措施。為克服煙道的負壓影響，須選用高壓密閉性的鎖氣機，并定期維護更換鎖氣機的轉子芯。

2 失重連續計量方式應用

2.1 失重計量原理

失重稱是采用斷續進料、連續出料、重量法與容量法交替稱重，實時控制，自動定量給料的方式，主要由供料倉及其附屬裝置、下料控制閥、稱重給料倉、稱重傳感器等組成。選擇失重配料秤模式時，對料倉被卸出的物料流量進行閉環PID控制，使卸出物料的流量保持在儀表設定的流量上。

工作原理為：當物料被配料設備（卸料設備）不斷卸出時，儀表對料倉在單位時間內失去的質量進行計算，得出物料流量并與設定流量進行比較，通過PID調節運算，輸出控制信號去控制配料（卸料）設備的運行速度，使物料流量穩定在設定的流量上，同時儀表對料倉失去的質量不斷累計形成累計量。如果在料倉物料將被卸空時，儀表在保持卸料的同時，將自動啟動加料設備進行加料直到料倉被裝滿為止。

2.2 失重計量在爐內噴鈣系統中的應用

近年來，在杭州錦江集團的垃圾焚燒發電廠中，爐內脫硫的石灰石粉輸送計量，開始采用失重秤計量方式。

循環流化床鍋爐因為其獨特結構和燃燒方式,能夠實現獨特的爐內脫硫，與煙氣脫硫系統相比較，爐內脫硫系統具有獨特的優勢：投資費用低、占地面積小、系統流程簡單，同時在爐內降低了煙氣中SO2的濃度，可大大削弱對爐內設備以及空氣預熱器、引風機、布袋除塵器等設備的腐蝕。

2.2.1 工藝流程

如圖2所示，石灰石粉倉的物料由散裝罐車運輸，物料從石灰石粉倉的下部手動插板閥，通過氣動進料閥進入計量料倉，裝料量達到設定值后，流入變頻調節給料螺旋輸送機，螺旋輸送機工作時，靠電機的旋轉帶動螺旋的旋轉推動物料前進，達到輸送的目的，螺旋輸送機的輸送量和螺旋轉速成正比。因此螺旋輸送機配有變頻電機，達到改變輸送量的目的。螺旋輸送機電機轉速根據上游的計量倉的石灰石的流量變化瞬時控制，最后，利用氣力輸送將物料吹送到鍋爐爐膛。

圖2 爐內噴鈣計量系統

系統中，計量料倉與稱重系統用于計量輸送物料的量，并可用來校核變頻給料螺旋輸送機的轉速。為保證計量的準確，計量料倉對外接口均采用軟連接。該系統可通過系統軟件累計每小時的輸送量，也可校核螺旋輸送機實際的輸送能力。

2.2.2 失重計量設計時注意問題

旋轉給料閥是壓送式氣力輸送系統中主要的組成部件之一，用于均勻而連續地向輸送管內供料。設計時旋轉閥應選用密封性好，耐磨性強，采用氣密封結構，轉子應采用耐磨鑄鋼件。

設計時，旋轉給料閥的輸送能力應大于螺旋給料機的輸送能力，防止輸送物料在軟連接中聚集，避免使軟連接逐漸變成半硬或硬連接，失去軟連接功能，并且確保足夠的軟連接長度，從而減少外部因素對秤重傳感器的影響。

3 結論

1）粉體物料的輸送計量應用在焚燒煙氣處理系統中，要充分考慮煙氣處理系統的特點，不能進行簡單移植，在半干法煙氣脫硫系統中，一般布置在鍋爐的出口，此處的負壓較大，設計時要充分考慮負壓對整個脫硫劑粉體輸送計量的影響。

2）電子螺旋秤布置簡單，失重秤計量對結構安裝高度要求高；控制精度方面，螺旋秤計量精度不高，一般誤差為1.0%～3.0%，失重秤稱量精度為0.4%左右。

3）輸送設備設計選型時，應選擇有技術實力和設計優秀、制造精良的產品，雖然設備成本可能偏高，但從長期使用考慮是更經濟的；在設備維護上，依據設備維護周期及時維護。

Application of Measuring Scale in Flue Gas Treatment of MSW Incineration

Cai Yinke，Ruan Dongliang，Zhang Yong，Fang Chaojun，Wang Rupei
（Hangzhou Jinjiang Group，HangzhouZhejiang310005）

Taking the application of screw scale and loss-in-weight scale in the MSW incineration power plant of Hangzhou Jinjiang Group as the background，we described their principles and limitations in the application process，as well as some problem which should be noticed in design.

screw scale；loss-in-weight scale；measuring scale

X701

B

1005-8206（2017）03-0064-03

蔡銀科（1981—），注冊工程師，主要從事垃圾焚燒發電廠的煙氣處理工程設計工作。

E-mail：21908659@qq.com。

2017-01-03