计量秤在垃圾焚烧烟气处理中的应用概述

蔡银科，阮东亮，张勇，方朝军，王汝佩

（杭州锦江集团，浙江杭州310005）

计量秤在垃圾焚烧烟气处理中的应用概述

蔡银科，阮东亮，张勇，方朝军，王汝佩

（杭州锦江集团，浙江杭州310005）

以杭州锦江集团公司（以下简称公司）的垃圾焚烧发电厂所用的电子螺旋秤和失重秤的应用情况为背景，介绍了电子螺旋秤和失重秤2种不同计量方式的原理及其在应用过程中的局限性以及计量设计时需注意的问题。

螺旋秤；失重秤；计量

在垃圾焚烧发电、固体废物焚烧行业的烟气处理系统中，去除烟气中残留重金属和二恶英的主流工艺是采用粉状的活性炭作为吸附剂；在炉后脱硫系统中以及在炉内喷钙脱硫系统中均采用粉状氢氧化钙或石灰石粉作为脱硫剂。这些环保耗材的输送计量在规范中均有明确的要求，RISN-TG016—2014生活垃圾流化床焚烧工程技术导则中规定，酸性污染物去除的添加剂应有独立的计量装置，活性炭应设有单独的计量给料喷射装置。在脱硫剂、活性炭等粒状物料的流量计量、定量给料，应用较多的为电子螺旋秤，目前杭州锦江集团的垃圾焚烧发电厂也开始尝试采用失重秤计量方式。

1 电子螺旋秤计量方式应用

杭州锦江集团的垃圾焚烧电厂所用的石灰添加装置大量采用电子螺旋秤的模拟计量的形式，如图1所示，该工艺结构简单，在流化床垃圾焚烧电厂中，多数的循环半干脱硫工艺，其石灰添加主要工艺为，消石灰（Ca（OH）2）粉通过运输罐车车载气力输送装置输送至料仓。料仓设在反应器旁，粉料经过变频称重螺旋把脱硫剂加入反应器中。Ca（OH）2的计量采用频率信号模拟标定计量并在DCS显示，具备计量累积和瞬时计量功能。

图1 电子螺旋秤计量系统

1.1 螺旋电子秤工作原理

计量秤通过称重传感器和测速传感器检测质量信号和速度信号，然后通过数字转换器转换成数字量信号并输送至称重显示控制器，数字转换器将来自称重传感器的毫伏级电压信号和测速传感器的脉冲信号放大并转换成数字信号，再传送给称重显示控制器或上位机，经称重显示控制器CPU进行计算后得到实时的瞬时流量与累计量。

1.2 螺旋秤应用在脱硫剂中的局限性及对策

如图1所示，给料和称重计量采用同一管螺旋，即通过调节称重螺旋转速来调节控制瞬时给料量。该种方式虽然结构布置简单，但由于物料物性和运行工况的变化，螺旋转数与其物料流速度没有稳定的线性关系，从而螺旋转数往往不能代表料流速度，出现计量偏差。

另外，螺旋叶与管壁之间的螺旋间隙的存在，由于半干法烟气脱硫剂入口烟道的负压较大，而布置的电动锁气机，其螺旋叶与壁间也存在一定的间隙，由于间隙的存在，极易造成螺旋秤中的脱硫剂在负压的作用下造成跑料。尤其是目前许多螺旋秤的技术和加工手段水平有限，且螺旋轴、叶片的加工和螺旋间隙的控制确有一定的技术难度，因此造成国产螺旋秤多数螺旋间隙过大，不能适应使用的要求。在实际现场检查来看，出现过螺旋秤中的入料口也出现一定的负压，螺旋秤空转计量的情况。在垃圾焚烧行业，活性炭和消石灰均采用气力喷射装置，物料在密封的输送过程中，螺旋秤无法消除气压对称重传感器的影响。

所测得的螺旋转数与真实物料流速存在误差，是螺旋秤的缺陷，因此尽量保持物料、料流均衡稳定，防止粉仓搭桥板结，定期经常标定校验是保证较高计量精度的必要措施。为克服烟道的负压影响，须选用高压密闭性的锁气机，并定期维护更换锁气机的转子芯。

2 失重连续计量方式应用

2.1 失重计量原理

失重称是采用断续进料、连续出料、重量法与容量法交替称重，实时控制，自动定量给料的方式，主要由供料仓及其附属装置、下料控制阀、称重给料仓、称重传感器等组成。选择失重配料秤模式时，对料仓被卸出的物料流量进行闭环PID控制，使卸出物料的流量保持在仪表设定的流量上。

工作原理为：当物料被配料设备（卸料设备）不断卸出时，仪表对料仓在单位时间内失去的质量进行计算，得出物料流量并与设定流量进行比较，通过PID调节运算，输出控制信号去控制配料（卸料）设备的运行速度，使物料流量稳定在设定的流量上，同时仪表对料仓失去的质量不断累计形成累计量。如果在料仓物料将被卸空时，仪表在保持卸料的同时，将自动启动加料设备进行加料直到料仓被装满为止。

2.2 失重计量在炉内喷钙系统中的应用

近年来，在杭州锦江集团的垃圾焚烧发电厂中，炉内脱硫的石灰石粉输送计量，开始采用失重秤计量方式。

循环流化床锅炉因为其独特结构和燃烧方式,能够实现独特的炉内脱硫，与烟气脱硫系统相比较，炉内脱硫系统具有独特的优势：投资费用低、占地面积小、系统流程简单，同时在炉内降低了烟气中SO2的浓度，可大大削弱对炉内设备以及空气预热器、引风机、布袋除尘器等设备的腐蚀。

2.2.1 工艺流程

如图2所示，石灰石粉仓的物料由散装罐车运输，物料从石灰石粉仓的下部手动插板阀，通过气动进料阀进入计量料仓，装料量达到设定值后，流入变频调节给料螺旋输送机，螺旋输送机工作时，靠电机的旋转带动螺旋的旋转推动物料前进，达到输送的目的，螺旋输送机的输送量和螺旋转速成正比。因此螺旋输送机配有变频电机，达到改变输送量的目的。螺旋输送机电机转速根据上游的计量仓的石灰石的流量变化瞬时控制，最后，利用气力输送将物料吹送到锅炉炉膛。

图2 炉内喷钙计量系统

系统中，计量料仓与称重系统用于计量输送物料的量，并可用来校核变频给料螺旋输送机的转速。为保证计量的准确，计量料仓对外接口均采用软连接。该系统可通过系统软件累计每小时的输送量，也可校核螺旋输送机实际的输送能力。

2.2.2 失重计量设计时注意问题

旋转给料阀是压送式气力输送系统中主要的组成部件之一，用于均匀而连续地向输送管内供料。设计时旋转阀应选用密封性好，耐磨性强，采用气密封结构，转子应采用耐磨铸钢件。

设计时，旋转给料阀的输送能力应大于螺旋给料机的输送能力，防止输送物料在软连接中聚集，避免使软连接逐渐变成半硬或硬连接，失去软连接功能，并且确保足够的软连接长度，从而减少外部因素对秤重传感器的影响。

3 结论

1）粉体物料的输送计量应用在焚烧烟气处理系统中，要充分考虑烟气处理系统的特点，不能进行简单移植，在半干法烟气脱硫系统中，一般布置在锅炉的出口，此处的负压较大，设计时要充分考虑负压对整个脱硫剂粉体输送计量的影响。

2）电子螺旋秤布置简单，失重秤计量对结构安装高度要求高；控制精度方面，螺旋秤计量精度不高，一般误差为1.0%～3.0%，失重秤称量精度为0.4%左右。

3）输送设备设计选型时，应选择有技术实力和设计优秀、制造精良的产品，虽然设备成本可能偏高，但从长期使用考虑是更经济的；在设备维护上，依据设备维护周期及时维护。

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

蔡银科（1981—），注册工程师，主要从事垃圾焚烧发电厂的烟气处理工程设计工作。

E-mail：21908659@qq.com。

2017-01-03