火電廠脫硫吸收塔漿液密度測(cè)量方案淺談

張愛松

摘 要：介紹了火電廠脫硫吸收塔漿液密度測(cè)量的三種典型儀表：科氏力密度計(jì)、音叉密度計(jì)和壓力密度計(jì)，對(duì)三種密度計(jì)測(cè)量方案優(yōu)劣進(jìn)行了比較，并對(duì)密度計(jì)的選用提出了建議。

關(guān)鍵詞：脫硫；漿液密度；科氏力密度計(jì)；音叉密度計(jì)；壓力密度計(jì)；建議

中圖分類號(hào)：TU71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）01-0167-02

1 引言

在火電廠脫硫工程中，吸收塔內(nèi)漿池漿液密度是一個(gè)比較重要的參數(shù)，根據(jù)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)的漿液密度值，一方面用于確定是否需要自動(dòng)啟動(dòng)石膏漿液排出系統(tǒng)（一般所測(cè)石膏漿液密度超過1150kg/m3即自動(dòng)啟動(dòng)石膏漿液排出泵，外排漿液至脫水系統(tǒng)進(jìn)行脫水處理），同時(shí)漿液密度值還用于計(jì)算吸收塔液位，此吸收塔液位值用于確定是否需要啟/停吸收塔補(bǔ)水系統(tǒng)，以避免吸收塔漿池溢流污染環(huán)境或漿池液位低影響設(shè)備安全。故選擇合適的測(cè)量方式以便長(zhǎng)期穩(wěn)定、可靠的測(cè)量吸收塔漿液密度是環(huán)保脫硫行業(yè)從業(yè)人員以及用戶比較關(guān)注的問題。

2 三種典型密度測(cè)量?jī)x表：科氏力密度計(jì)、音叉密度計(jì)和壓力密度計(jì)

早期的國內(nèi)脫硫工程吸收塔漿液密度測(cè)量一般均采用進(jìn)口科氏力密度計(jì)，其測(cè)量原理為科里奧利氏力：當(dāng)具有一定質(zhì)量的流體沿振動(dòng)的測(cè)量管流動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致測(cè)量管彎曲的科氏力，這些微小的管道變形被傳感器檢測(cè)出來并進(jìn)行分析處理，傳感器測(cè)得的測(cè)量管相位遷移信號(hào)與質(zhì)量流量成正比，從而可以準(zhǔn)確地測(cè)量所計(jì)量流體的密度。

密度計(jì)最初設(shè)計(jì)一般均安裝于吸收塔石膏漿液排出泵出口回流至吸收塔的管道上，該測(cè)量方案可以實(shí)現(xiàn)對(duì)吸收塔漿液密度的精確測(cè)量，但實(shí)際應(yīng)用中存在兩個(gè)弊端：（1）吸收塔石膏漿液排出泵出口壓力和漿液流速均相對(duì)較高，加劇了密度計(jì)測(cè)量管內(nèi)襯的磨損，內(nèi)襯若磨損壞就需要更換儀表，而進(jìn)口密度計(jì)價(jià)格較貴，且采購周期長(zhǎng)，影響了使用的經(jīng)濟(jì)性；（2）密度計(jì)安裝于泵出口，不管漿液是否需要外排，吸收塔排出泵都不能停止運(yùn)行，不節(jié)能。

隨著工程應(yīng)用的不斷探索和儀表測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步，又陸續(xù)出現(xiàn)了插入式音叉密度計(jì)和壓力密度計(jì)兩種成熟的密度計(jì)測(cè)量方案。

音叉密度計(jì)其傳感器是根據(jù)元器件振動(dòng)原理而設(shè)計(jì)，此振動(dòng)元件類似于兩齒的音叉，叉體因位于齒根的一個(gè)壓電晶體而產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)的頻率通過另一個(gè)壓電晶體檢測(cè)出來，通過移相和放大電路，叉體被穩(wěn)定在固有諧振頻率上。當(dāng)介質(zhì)流經(jīng)叉體時(shí)，會(huì)引起諧振頻率的變化。通過流體密度與諧振頻率之間的特定函數(shù)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)直接測(cè)量流體密度。

壓力密度計(jì)則是一種間接測(cè)量流體密度方案，通過測(cè)量一段液柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，利用公式P=ρgh，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中進(jìn)行編程計(jì)算從而獲得流體密度值。

在儀表安裝位置上也進(jìn)行了改進(jìn)和完善。利用吸收塔內(nèi)漿液自身重力，自吸收塔底部漿池區(qū)域（一般可取距吸收塔底部約1.5米）引一路DN50測(cè)量管路，測(cè)量管路豎直上引一段距離后（建議2米左右）再向下排入地溝，外排漿液通過地坑收集后再回流至吸收塔循環(huán)利用。密度測(cè)量?jī)x表安裝于豎直向上的管道上以避免漿液中的氣泡或漿液顆粒沉積影響測(cè)量。采用此種安裝方式吸收塔石膏漿液排出泵在不外排石膏漿液時(shí)完全可以停運(yùn)，降低了能耗；同時(shí)因吸收塔內(nèi)漿液自重壓力相對(duì)較小，通過測(cè)量管道上的手閥調(diào)節(jié)合適的壓力和流速，減少了磨損，提高了儀表使用壽命。

目前，以上三種密度測(cè)量方案在脫硫工程上均有較多應(yīng)用，根據(jù)其實(shí)際使用情況，現(xiàn)將三種密度測(cè)量方案的主要優(yōu)缺點(diǎn)比較如下表1。

3 結(jié)論和建議

以上三種火電廠脫硫吸收塔漿液密度測(cè)量方案均可實(shí)現(xiàn)對(duì)漿液密度的穩(wěn)定、可靠測(cè)量，用戶可根據(jù)情況靈活選用。在滿足對(duì)脫硫工藝系統(tǒng)監(jiān)視需要的情況下，綜合考慮其經(jīng)濟(jì)性，優(yōu)先推薦采用壓力計(jì)算法測(cè)密度，其次是音叉密度計(jì)，這也是近年來壓力密度計(jì)和音叉密度計(jì)應(yīng)用越來越普遍的原因。科氏力密度計(jì)早期在脫硫項(xiàng)目中應(yīng)用最為普遍，但其價(jià)格昂貴，測(cè)量元件容易磨損，庫房若沒有備件還可能因進(jìn)口產(chǎn)品采購周期長(zhǎng)影響系統(tǒng)投運(yùn)，在吸收塔漿液密度測(cè)量場(chǎng)合的市場(chǎng)份額受到一定壓縮，但科氏力密度計(jì)精度高、測(cè)量穩(wěn)定的特征仍然是其重要優(yōu)勢(shì)。成本預(yù)算寬裕的用戶也可選用其中任意兩種測(cè)量方案構(gòu)成冗余測(cè)量，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。

附圖1：山東魏橋長(zhǎng)山熱電廠一期4×330MW熱電廠煙氣脫硫裝置采用壓力計(jì)算法測(cè)密度，脫硫系統(tǒng)2014年12月份投運(yùn)，密度計(jì)工作穩(wěn)定，因其測(cè)量準(zhǔn)確、檢修維護(hù)量小，得到了用戶的高度認(rèn)可。

附圖2：陜西華電瑤池電廠#1、2機(jī)組脫硫系統(tǒng)采用插入式音叉測(cè)密度，脫硫系統(tǒng)2015年10月份投運(yùn)，密度計(jì)工作穩(wěn)定。

附圖3：國投晉城熱電有限公司2×300MW機(jī)組脫硫裝置采用科氏力密度計(jì)，脫硫裝置2015年12月份投運(yùn)，密度計(jì)工作穩(wěn)定。endprint