Page 97 - 电力与能源2024年第三期

申 明：电除尘器灰斗料位测量现状及优化方案 371

（1）安全角度。灰斗料位计的主要作用是当 （2）量程有限，无法满足全量程连续测量的要
灰位超出安全位置时给予报警。如果除尘器灰斗 求。根据伽马射线空间辐射的原理以及粉煤灰中
灰量超过安全范围，可能会发生灰斗损坏、垮塌等 放射性核素含量的特点，单个无源核子料位计的
安全事故。此外，还可能引起上端除尘部件的损 实 际 测 量 范 围 通 常 局 限 于 其 安 装 位 置 的 正 负
坏与安全问题，降低除尘效果。在之前发生的一 0.5~1.5 m（具体量程取决于容器大小以及物料放

起灰斗坍塌事故调查中，经相关三方共同计量，现 射性特征）。因此，单个无源核子料位计往往无法
场清出的灰量质量竟然高达 3 746 t，这是灰斗总 满足很多灰斗全量程测量要求。
容量的 4 倍之多。如果将这些积灰全部堆放在电 （3）存在“堆料辐射衰减”物理现象。当容器
除尘器壳内，其平均灰面高度竟会超出灰斗上口 内的物料增加到一定程度后，下部物料密度增加，
6 m 左右，这相当于近半个电场被埋设，灰量是设 导致该位置所接收到的辐射强度下降。这种情况

计时所考虑的正常工作荷重的 2 倍以上。 下，即使料位实际灰位增加，无源核子料位计可能
由于煤炭市场行情被动较大，燃烧煤炭的特 会出现报警信号消失、连续料位下降的现象。该
征发随之发生变化。当煤炭质量差，灰分含量较 现象会给生产安全带来极为严重的安全隐患。
高时，传统的运行判断手段往往难以准确判断灰
2 优化方案
量变化的幅度，这大大增加安全事故发生的风险。
在多个电力集团的内部反措中，均明确强调了应 要真正实现对于灰斗料位的准确测量，必须
关注煤种变化引起的安全问题。 深入了解灰斗内灰位上升的过程，并不断完善灰

（2）系统效率角度。准确的灰斗、仓泵料位监 斗料位计测量系统。
控，可以有效提高灰斗和输灰周边设备如各种阀 2.1 强化对电除尘器灰斗灰位上升过程的了解
门、振打器、管线等的使用效率。 灰斗采用倒置的梯形结构设计，加上粉体物
（3）经济性角度。有效且准确的灰斗、仓泵料 料在容器内的流动过程相当复杂，因此在落料过
位监控，可以实现输灰系统的浓相输灰，节约大量 程中物料料位的上升过程也变得复杂多变。

压缩控制，减少设备操作次数，延长设备使用周 除尘器灰斗内物料上升过程（同负荷、同除尘
期。相比于无法进行准确料位测量的情况，这种 效率情况下）具有更加复杂的特性。了解和认识
控制方式具有非常显著的经济效益。 除尘器灰斗内物料的上升过程，对于运行人员和
1.2 无源核子料位计现状 维护人员针对不同情况采取针对性的运行处理措
煤炭中含有天然放射性核素，这些放射性核 施非常具有意义。
素会释放伽马射线。无源核子料位计通过测量煤 一个完整的除尘器由上端除尘部分和下端收
炭燃烧后的粉煤灰中放射性核素释放的伽马射 集物料的灰斗构成。其中，除尘部分是矩形结构，

线，实现对于灰斗、仓泵等容器的完全非接触隔离 灰斗部分是倒梯形结构。
测量。由于无源核子料位计测量的是煤炭中含有 在除尘部分进行落灰作业时，物料会沿着除
的放射性核素，因此传统无源核子料位计也存在 尘部分，比如垂直于地面的平行极板，在水平截面
显然的缺陷。 上平行下落。这些在垂直面上平行下落的物料，一
（1）煤种变化，导致测量不准。无源核子料位 部分会撞击到除尘部分下端的灰斗内壁，随后沿着
计测量的是煤炭燃烧后粉煤灰中放射性物料释放 灰斗内部向中间的位置滑动；而另一部分物料则由

的伽马射线能量。不同煤炭中，含有的放射性物料 于没有灰斗内部的阻挡，直接落到灰斗的底部。
比例差异较大，同样测量体积下，测量数据无法确 在除尘器相同除尘效率情况下，物料在倒梯
定。现在很多火电企业都是掺煤燃烧，这使 得煤 形灰斗内的下落过程如图 1 所示。
种中放射性核素的含量特征更加难以掌握与预测。 灰斗下部的实际容积非常小，大部分物料会