粉尘监视仪在全干式除尘中的应用
发表日期：2011-05-04 09:11:38 来源：互联网; 点击次数：
攀钢集团新钢钒公可动力厂的4#高炉干式除尘及余压发电系统，是利用4#高炉的高炉煤气的高温、高压经过适当降温，并经布袋除尘器除尘后进入透平机，把机械能转化为电能的环保节能型生产工艺。
1 干式布袋的工作原理
TRT透平发电机发电过程有2种：一是干式发电；二是湿式发电。GOYEN EMS6型粉尘监视仪就是安装在干式发电系统中。工艺流程见图1。
4#高炉的高炉煤气经过管道从炉顶输送到重力除尘器，经简单除尘后，又经散热器大幅度降温，温度达到生产要求后，再输送到BDC布袋除尘器进行除尘处理工序。在这道工序里，高炉煤气主要是靠BDC 6个布袋筒的336根布袋除去煤气里的瓦斯灰，合格后的高炉煤气进入透平机带动转子转动从而把机械能转化为电能。发电量的高低，主要是看高炉煤气压力大小，温度和粉尘量大小对发电量也有影响。为此在干式发电工艺过程中，要对干式布袋的所有设备的运行状态进行人工监视，这就要靠粉尘监视仪了。
2 粉尘监规仪的工作过程
在干式发电工艺中，BDC的布袋除尘是关键，因为布袋坏了或除尘性能下降，就会使通过布袋的高炉煤气的压力下降，粉尘含量过高。这主要是因为布袋过滤性差，瓦斯灰附在布袋表面，造成布袋网孔堵塞，差压增大，降低发电量。另外，如果布袋损坏了或老化了，除尘能力就要下降，煤气中含尘量过大，会对透平转子和静翼叶片造成磨损，缩短转子和静翼叶片寿命，发电量下降。因此判断布袋除尘能力好坏之关键——粉尘含量的检测就成为重中之重。
目前，干式发电系统中采用澳大利亚高原公司GOYENEMS6型在线烟尘排放总量/浓度电脑网络监测系统检测粉尘含量。该系统工作原理是当烟道或烟囱内粉尘流经过应用耦合技术的探头时，探头所接收到的电荷来自粉尘颗粒对探头的撞击、摩擦和静电感应。由于安装在烟囱上探头的表面积跟烟囱的横截面积相比非常小，大部分接收到的电荷是由于粒子流经过探头附近所引起的静电感应而形成。排放浓度越高，感应摩擦和撞击所产生的静电荷就越强，这就是交流耦合技术。交流耦合技术是测量电荷信号围绕着电荷平均值的扰动量，在交流耦合技术中电荷的正负平均值被过滤清除，然后系统探测剩余扰动信号的电场、波峰值、均方根值、以及其他各种混合变化。以上各种数值中，均方根值能够准确显示信号的标准偏移。所以交流耦合技术以监测电荷信号的标准偏移来确定交流信号的扰动量，并以即时扰动量的大小来确定粉尘排放量。(Q/t?M/t Q为电荷，M为粉尘含量，t为时间)，COYEN EMS6型粉尘监视仪的探头只用一节实芯不锈钢丝与排放粉尘接触，探头的电子部件用树脂完全密封再装进一个坚固的铝合金壳体中，使探头的使用寿命长达20年。同时因其特殊的工作原理，该探头基本免维护。
该系统显示终端是计算机，它采用CONNECT 2.14版，是一个利用电脑微机网络在线监测各种颗粒流动的系统。在软件的指令下，所有连接在网络上的探测设备都定时向电脑系统输出探测数据。软件把数据分析结果根据操作者的指令，列成图表在电脑显示屏上即时显示同时记录进电脑资料档案保存。该软件系统具有网络支持、图表显示、数据记录、事故和警告记录、继电器信号输出、动态交换信号、EXCEL档案、演示方式功能，这些功能使操作者能清晰明了、及时、准确地观察到即时粉尘含量，监控好生产。
该系统现安装在TRT的BDC出口管道上，直接检测高煤粉尘含量，其现场检测原理如图2所示。
它和布袋之间的关系是：
(1)高炉煤气由分配罐进入6个布袋筒过滤，过滤后的煤气汇集到总管输出，其相对应每个布袋筒过滤性能各有不同，那么经粉尘监视仪检测出来的粉尘含量有高有低，经信号转换后在计算机上呈曲线图显示，当哪一筒里的56根布袋有问题时，即使部分有问题，数据曲线也不一样，操作人员由不同的曲线并结合其他一些次要因素来确定哪一简布袋出了什么问题。图3为6个布袋筒粉尘质量浓度趋势。
从曲线看，1#布袋筒每次排出的高炉煤气里粉尘含量比其他5个布袋筒粉尘含量高，说明该布袋筒里的布袋过滤性能下降或有布袋损坏。现场人员根据曲线，可判断出1#布袋筒里的布袋是否需要更换。
(2)布袋在长期过滤瓦斯灰后，需要用净煤气反吹，把粘附在布袋上的瓦斯灰吹掉后捧出，每一筒中的每一根布袋因其质量、性能好坏而使用期限不一样，粉尘监视仪根据每一筒布袋排出的煤气中粉尘含量高低来确定该筒布袋过滤性能的强、弱。如现场做试验用国产布袋代替日本产布袋，比较2种布袋过滤后煤气粉尘含量，并结合人工取灰样数据来判断2种布袋性能，结果粉尘量是差不多时，证明国产布袋性能与日本布袋性能较一致，就可用国产布袋代替进口布袋用于生产。
当6个布袋筒出来的净煤气通过粉尘监视仪控测粉尘量合格后，煤气进到透平机组顺利发电，同时有效保证相关机械设备运转正常。
3 该监测系统存在的缺陷及解决方法
(1)系统在目前使用中没有引入流量信号，瞬间变化的粉尘含量因没有流量加入计算，所得到的数据在管道内煤气流量有较大变化时就不太准确。因此在系统Connect下的Configure修改设置，加入介质平均最大、最小流量，数据收集时间间隙改为1 s。这样得到的数据更具有真实性。
(2)使用场合中不同的粉尘颗粒材料会产生不同大小的感应电荷，因此探头安装好后必须进行核定，在Configure设置中选择好工作介质，才能达到系统使用最佳状态。
(3)由于该系统对信号屏蔽接地有较高的要求，信号电缆初安装时接的是电气地有9.8Ω，外部强电场、磁场对其信号传送干扰较大。改为接计算机地4 Ω后，经过运行观察，信号测量显示稳定，抗干扰能力提高。
4 结束语
由于该系统的准确性高，灵活性强、维护方便、安装方便等优越性，可广泛地用于冶金、水泥、粉料生产、采矿、发电等各种工业及民用生产中。目前攀钢正在按中国环境保护法规定进行企业烟尘排放整治，以达到环保要求。而COYEN EMS6型粉尘监视系统达到了中国国家环境保护总局文件(环发[1999]246号)要求，也就是说该检测系统可广泛地用于攀钢各种生产厂矿的烟尘排放检测，通过该系统准确的测量，帮助现场控制烟尘排放浓度，以达到环保生产要求，更有利于促进攀钢生产向环保型生产发展。
信息来源：工业安全与环境2006.9
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