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(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，其運行負荷可調(diào)節(jié)范圍廣，適應(yīng)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(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(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，導(dǎo)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(dǎo)致測量溫度偏小，影響運行人員判斷。在調(diào)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(fù)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(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(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(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，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(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(yù)，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(yīng)用中可能存在的問題，選擇為適合使用環(huán)境的儀表。