水煤漿鍋爐熱工儀表選型及使用注意事項

　　1 水煤漿及水煤漿鍋爐

　　水煤漿是20世紀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，其運行負荷可調節(jié)范圍廣，適應工業(yè)園區(qū)內(nèi)用戶負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輸方式、無揚塵污染。 

　　2 水煤漿鍋爐熱工儀表

　　隨著國內(nèi)外技術的發(fā)展DCS系統(tǒng)的應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，自動化運行水平大幅度提高。作為水煤漿鍋爐集散控制的基礎，熱工儀表的穩(wěn)定性和準確性尤為重要。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、積灰等嚴重影響測量準確性的弊端，因此本文將主要針對上述問題進行分析。 

　　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，導致溫度明顯失準，影響操作人員對運行狀態(tài)的判斷，不利于鍋爐長期穩(wěn)定運行。 

　　3.1.2 水煤漿鍋爐爐膛溫度。水煤漿鍋爐在正常燃燒時，前爐膛溫度達到1070℃以上，后爐膛溫度達到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，從而導致測量溫度偏小，影響運行人員判斷。在調試和運行的過程中，運行人員需每天對爐膛溫度的熱電偶進行一次清灰處理，清理步驟是：（1）解除爐膛溫度保護；（2）取出熱電偶；（3）用隔溫手套將熱電偶上的灰塵抹去；（4）恢復溫度保護。 

　　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的設計規(guī)范和儀表使用說明預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，將剛運輸?shù)綇S的水煤漿進行取樣，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。水煤漿運輸?shù)綀龊髢Υ嬖趦{罐中，每隔一段時間，運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致水煤漿凝結成塊。日用漿罐中的水煤漿通過攪拌器的攪拌防止凝結。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壓管中凝結。對于這種情況，選用隔膜式壓力變送器，并且可直接通過法蘭式連接漿罐，而不必使用導壓管，這樣可避免由于水煤漿的凝結導致無法測量。 

　　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；（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，漿罐屬于開放罐，低壓側接口L應向大氣開放。 

　　3.4 水煤漿管道壓力儀表 

　　水煤漿在管道中進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，結合以上特點，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，在測量介質是強腐蝕、高溫、高粘度、易結晶、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，在次進行漿液輸送后未及時進行水沖洗，第二天卸漿時，因為前殘余的煤漿已經(jīng)凝結，壓力表導管堵塞，未能實時監(jiān)測到壓力，卸漿時導致卸漿泵電機溫度過高，無法卸漿。 

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

　　4 結語 

　　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行合適的干預，機組的安全穩(wěn)定運行也就無法得到有效保證。在特定條件下進行儀表選型，必須熟悉儀表的性能以及其優(yōu)缺點，仔細分析，將不同類型的儀表做比較，充分考慮實際應用中可能存在的問題，選擇為適合使用環(huán)境的儀表。