姜林友

（銅陵有色金屬集團股份有限公司，安徽 銅陵 244000）

銅陵有色銅冠冶化分公司是銅陵有色金屬集團股份有限公司全資控股公司，坐落于安徽銅陵經(jīng)開區(qū)銅陵有色循環(huán)經(jīng)濟工業(yè)園，公司利用硫鐵礦制酸生產(chǎn)的副產(chǎn)品硫酸燒渣和鐵精砂膨潤土等配比生產(chǎn)鐵球團，年產(chǎn)能120萬噸。該生產(chǎn)線目前采用的是鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機生產(chǎn)工藝，鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯氧化球團生產(chǎn)線已經(jīng)是成熟的生產(chǎn)工藝，它具有對原燃料適應(yīng)性強，產(chǎn)品質(zhì)量好和生產(chǎn)成本低等特點。整個生產(chǎn)工藝主要包括原料準備系統(tǒng)、配混系統(tǒng)、造球系統(tǒng)、焙燒冷卻系統(tǒng)、主引風系統(tǒng)、回熱風系統(tǒng)、成品儲運系統(tǒng)。主要的生產(chǎn)過程為原料配比、造球、生球在鏈篦機上干燥和預(yù)熱，在回轉(zhuǎn)窯中焙燒、固結(jié)，在環(huán)冷機中進行冷卻。主要的能源消耗為電、焦爐煤氣、蒸汽等能源介質(zhì)。

1 流量測量裝置的問題及難點

現(xiàn)場的環(huán)冷機出風口及熱循環(huán)各段的氣體流量測量無法滿足測量點位前四后二要求，部分直管段非常短，前方明顯彎頭并且為變徑，后方直管段較短、有變徑，流場紊亂，采用皮托管測量裝置，單點測量，易受紊流影響，且煙塵、泥漿易堵塞測量探頭，長時間運行易腐蝕，無法確保測量穩(wěn)定性及準確性。歸總為現(xiàn)場的氣體流量測量存在如下問題：一是直管段短，流暢紊亂，二是測量精度不準，且易堵塞、維護工作量大，三是如煙氣管道中含有大量的煙塵，部分高溫管道內(nèi)甚至含有漿液及濕度很大等問題。普通測量裝置工作一段時間后易堵塞，造成測量不準維護量大等問題，同時由于煙氣具有較強的腐蝕性，加之煙氣流含塵量較高，普通測量裝置不能有效防堵和防腐蝕，不能實現(xiàn)長期工作免維護，不僅維護工作量大且影響機組的安全經(jīng)濟運行和控制精度。測量難點主要有管道截面較大，單點測量誤差較大，無法準確反映整個管道流場情況；直管段短、彎頭、變徑，流場較為紊亂；測量環(huán)境含煙塵、水汽且為酸性環(huán)境，易堵塞、腐蝕測量探頭。以上問題導(dǎo)致測量難度大，測量裝置受流場環(huán)境因素影響較大（如堵塞、腐蝕），無法確保測量數(shù)據(jù)有效性。

2 改造目標

測點傳感器數(shù)量嚴格按照國際氣流控制協(xié)會和國家標準（GB/T 16157-1996）標準選定；標定調(diào)試符合GB/T10184-2015《電站鍋爐性能試驗規(guī)程》，設(shè)備出廠檢測需在符合國家標準的NF－3型風洞做實流模擬試驗；設(shè)備具備防堵、防腐、防紊流性能，確保測量準確、穩(wěn)定，測量數(shù)據(jù)線性好，增加了自動投入率，運行人員能依據(jù)風量的變化做出正確的判斷，有利于現(xiàn)場的安全和經(jīng)濟運行；采用自清灰防堵技術(shù)，真正做到免維護運行，減少運行人員的勞動強度，設(shè)備日常維護工作量小；技術(shù)參數(shù)：測量精度±1%、測量重復(fù)性 0.5%防堵措施 自清灰防堵塞裝置、壓損（Pa） ≤15、使用壽命5年以上。

3 改造方案

3.1 測量原理

風量測量裝置采用如下圖1所示的結(jié)構(gòu)，為插入式橫截面、多點測量、平均取壓風量測量裝且提供的每套風量測量裝置應(yīng)采用全截面矩陣多點測量。為了解決堵塞問題，增設(shè)了自清灰裝置，實踐證明該裝置完全能長期可靠使用。風量測量裝置是基于靠背測量原理，測量裝置安裝在管道上，其探頭插入管內(nèi)，當管內(nèi)有氣流流動時，迎風面受氣流沖擊，在此處氣流的動能轉(zhuǎn)換成壓力能，因而迎面管內(nèi)壓力較高，其壓力稱為“全壓”，背風側(cè)由于不受氣流沖壓，其管內(nèi)的壓力為風管內(nèi)的靜壓力，其壓力稱為“靜壓”，全壓和靜壓之差稱為差壓，其大小與管內(nèi)風速有關(guān)，風速越大，差壓越大；風速小，差壓也小，因此，只有測量出差壓的大小，再找出差壓與風速的對應(yīng)關(guān)系，就能正確地測出管內(nèi)風量。由于風道截面比較大，直管道段比較短，僅一個測量點是不夠的，為了能夠準確測量風道流過的風量，我們采用了風道截面上布置多個測點的測量方式，即依據(jù)上述測量原理，根據(jù)各風道截面尺寸的大小、直管段長短等其他因素來確定測量的點數(shù)，然后將許多個測量點等面積有機地組裝在一起，正壓側(cè)與正壓側(cè)相連，負壓側(cè)與負壓側(cè)相連，正、負壓側(cè)各引出一根總的引壓管，分別與差壓變送器的正、負端相連，測得截面的平均速度。實踐證明該裝置完全能長期可靠使用，成為免維護產(chǎn)品。

圖1

3.2 測量選型方案

對于截面積較大的管道流量的測量，為確保測量準確性，采取等截面增加測點的方式。此方式，可提高測量精度，解決流暢紊亂、易堵塞測量難點。同時設(shè)備材質(zhì)選擇316不銹鋼，設(shè)備表面做耐磨防腐硬化處理，每套量測量裝置中包含自動清灰裝置，防堵免維護免吹掃；每套裝置全截面取壓，取樣孔根據(jù)現(xiàn)場需求，并帶封堵堵頭。

4 裝置運行

對現(xiàn)場的風量進行標定后，生產(chǎn)工藝熱態(tài)運行一段時間后進一步確認氣體流量裝置運行的可靠性。從現(xiàn)場采集的實時數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，隨著生產(chǎn)負荷的實時調(diào)整以及現(xiàn)場風門的隨動調(diào)整，氣體的流量也跟著穩(wěn)步調(diào)整，現(xiàn)場的數(shù)據(jù)曲線可以很好的反應(yīng)氣體測量裝置的穩(wěn)定運行。

5 結(jié)語

氣體測量裝置的穩(wěn)定運行，可以精確的計算工藝的熱平衡，精準的調(diào)整工藝生產(chǎn)參數(shù)，提高鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機的熱效率，為后續(xù)的智能工廠建設(shè)提供精準數(shù)據(jù)參考。