李龍海

（貴州煙葉復(fù)烤有限責(zé)任公司遵義復(fù)烤廠 貴州 遵義 563000）

前言

煙草企業(yè)的廢棄物煙梗、煙末由于沒有多大利用價(jià)值，為防止這些廢棄物流入假煙市場，必須進(jìn)行處理。但由于量大，長久以來處理這些廢棄物都是一個(gè)費(fèi)錢沒有效益的事情，遵義復(fù)烤廠通過與江蘇科第公司共同開發(fā)，通過把煙梗放入氣化爐內(nèi)燃燒，然后讓燃燒產(chǎn)生的可燃?xì)怏w通過管道進(jìn)入鍋爐內(nèi)燃燒，不但解決了煙草廢棄物的處理，同時(shí)還減少了燃煤消耗。本文就充滿高溫、高粉塵、高油煙密閉環(huán)境下燃燒料層的檢測與控制進(jìn)行探索。

煙草廢棄物氣化爐形狀如圖所示：進(jìn)料部分由上料倉，中料倉，上料倉與中料倉之間的密封門，中料倉與燃燒爐的密封門組成；撥料與料層檢測部分由旋轉(zhuǎn)撥料器及其動(dòng)力機(jī)構(gòu)，電動(dòng)葫蘆，稱重傳感器，拉線電子尺組成；進(jìn)氣部分由風(fēng)機(jī)，進(jìn)風(fēng)管道和爐內(nèi)風(fēng)帽組成；出渣部分由液壓泵、液壓缸、水密封旋轉(zhuǎn)爐排組成；出氣部分由出氣口、送氣管道、燃燒器組成。

煙草廢棄物進(jìn)過上料倉、中料倉及兩道密封閘門后進(jìn)入爐內(nèi)，在經(jīng)過撥料器電機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)撥料桿把原料撥勻，使原料在爐內(nèi)均勻分布。原料進(jìn)入爐內(nèi)首先進(jìn)過遇熱膨脹，由于煙草廢棄物的遇熱膨脹系數(shù)達(dá)到300%以上，爐內(nèi)料層在進(jìn)料前、進(jìn)料中和進(jìn)料后的變化特別大。再加上爐內(nèi)溫度在100-900C°的高溫，高粉塵、高油煙的環(huán)境下，料層厚度不可能普通的測量方法來測量爐內(nèi)料層高度。由于料倉是密封的，里面高溫可以達(dá)到900C°、高濃度粉塵、高煙油環(huán)境，內(nèi)部還有撥料裝置進(jìn)行撥料，沒法通過一般的檢測方法進(jìn)行料位檢測，比如激光、超聲波、雷達(dá)等等都沒有辦法長期可靠的運(yùn)行。為解決這個(gè)問題，我們通過改進(jìn)撥料裝置為上下可以滑動(dòng)，通過在撥料裝置上方安裝一個(gè)電動(dòng)葫蘆來對(duì)撥料桿進(jìn)行上下滑動(dòng)控制，增加稱重傳感器檢查撥料桿重量，增加拉線電子尺來檢查料層高度，通過PLC軟件編程軟硬件結(jié)合使這一問題得到了較好的解決。

具體辦法就是把撥料桿做成通鍵槽，不但可以使撥料桿在撥料器鍵的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，還可以在電動(dòng)葫蘆的帶動(dòng)下可以上下活動(dòng)，提升時(shí)通過電動(dòng)葫蘆鋼絲繩把撥料桿提起來，下降時(shí)通過撥料桿自身重量下降，這樣撥料桿就可以上下隨著鍵槽滑動(dòng)，在活動(dòng)趕上安裝拉繩電子尺拉繩的活動(dòng)端，活動(dòng)桿上下滑動(dòng)帶著電子尺拉繩活動(dòng)端的拉出和收回，電子尺就把這個(gè)活動(dòng)桿的位置信號(hào)轉(zhuǎn)變成4-20mA信號(hào)。可是如何才知道活動(dòng)桿探測到料位了呢，就是讓這活動(dòng)桿靠自身重量下落，活動(dòng)桿是通過一個(gè)電動(dòng)葫蘆提著，在葫蘆的鋼絲繩吊鉤中間串接一個(gè)重量傳感器。在自動(dòng)探料市，啟動(dòng)電動(dòng)葫蘆下降，撥料桿自身重量在80Kg左右，通過葫蘆下放活動(dòng)桿，活動(dòng)桿靠著自身重量帶著拉繩電子尺活動(dòng)繩端下落，當(dāng)重量傳感器檢測到重量小于設(shè)定重量（比如10Kg）后，停止電動(dòng)葫蘆下降，我們認(rèn)為撥料桿已經(jīng)落在了料層上，此時(shí)拉繩電子尺的數(shù)值就是爐內(nèi)料層高度。

通過軟件把此時(shí)拉繩電子尺信號(hào)存入料層厚度寄存器進(jìn)行緩存。探到料層后馬上把讓電動(dòng)葫蘆上升，把撥料桿提到高位，避免撥料桿長期在爐內(nèi)煙油灰塵凝聚積垢卡死撥料桿。撥料桿在下料時(shí)還要完成撥料功能，依然是讓電動(dòng)葫蘆下降到重量小于10Kg，然后撥料桿在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)進(jìn)行撥料。當(dāng)料層下降后，撥料桿空撥自然重量就會(huì)變大，此時(shí)電動(dòng)葫蘆繼續(xù)下降跟進(jìn)，永遠(yuǎn)撥料桿都在緊貼料層進(jìn)行撥料。在保證了撥料桿的正常功能發(fā)揮的同時(shí)也科學(xué)的解決了料層厚度探測的問題。為了保持撥料桿靈活，同時(shí)也保證探料的及時(shí)性。一般通過設(shè)定一定的時(shí)間間隔進(jìn)行一次探料活動(dòng)。同時(shí)通過撥料桿重量下降去撞擊料層，使輕度搭橋的料層被撞擊垮塌，大大的減少了煙梗膨脹后搭橋必須人工去通的次數(shù)。

有了料層高度數(shù)據(jù)，對(duì)爐內(nèi)的料層高度控制就變得容易多了，由于煙草廢棄物在爐內(nèi)是堆積缺氧還原反應(yīng)，及是在氧氣不足的情況下進(jìn)行燃燒，根據(jù)爐內(nèi)燃燒情況分為三個(gè)階段；遇熱膨脹階段，燃燒階段、燃盡階段，由于爐體是垂直于地面的爐體，原料在爐內(nèi)燃燒也就分為預(yù)熱膨脹層、燃燒層、燃燒灰燼層，各個(gè)層根據(jù)溫度分布來判斷。為保證料層厚度，特別是燃燒層的厚度和溫度，這里先談?wù)剼饣癄t的排渣控制。由于氣化爐是密封空間，排渣也是要考慮密封的，為了接近灰渣對(duì)環(huán)境的污染，出渣裝置設(shè)計(jì)為水密封，在爐底部設(shè)置一個(gè)錐形的旋轉(zhuǎn)爐排，空氣通過旋轉(zhuǎn)爐排氣流孔進(jìn)入，灰渣通過旋轉(zhuǎn)爐排從錐形向周圍縫隙落下，進(jìn)入水里，通過水的循環(huán)把灰渣帶出，完成了灰渣的自動(dòng)排放。在自動(dòng)進(jìn)行排渣時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)爐排的時(shí)間和間隔時(shí)間通過燃燒層狀況自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)整排渣速度，當(dāng)然也可以手動(dòng)進(jìn)行排渣。煙梗灰燼的含堿量極高，可以中和鍋爐灰塵的酸性。合理的控制排渣既可以保證燃燒料層的厚度和溫度，又可以及時(shí)把燃燒的灰燼排出爐外。

煙梗氣化爐在增加了自動(dòng)探料裝置后，料層高度的檢測與控制變得容易了，根據(jù)近兩個(gè)月的實(shí)際投入運(yùn)行檢驗(yàn)，檢測精度達(dá)到毫米級(jí)，料層控制溫度。撥料桿上下運(yùn)行靈活，撥料均勻，料層很少塔橋，增加料層檢測裝置與料層高度自動(dòng)控制以前，通過人工探測高度，工作量大還不準(zhǔn)確，很少一個(gè)班能燒5t料，常常是上一個(gè)班少得稍微多些，在下一班因?yàn)闋t膛堵而基本沒有產(chǎn)量。在增加料層高度檢測與料層高度自動(dòng)控制以后，每日燃燒量穩(wěn)定在13到15t之間，達(dá)到了設(shè)計(jì)的目的。