石灰石濕法煙氣脫硫系統漿液密度測量方式

發布：2019-01-11 | 點擊：人次

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一、概述

石灰石濕法煙氣脫硫系統中至少有兩處的工質密度必須實時精確測量，即進入吸收塔的石灰石漿液密度和吸收塔漿液排出泵出口管道上的石膏漿液密度，前者關系到脫硫效率，后者則控制著吸收塔生成物石膏的品質。然而，因為濕法脫硫系統的工藝過程較為復雜，這兩處的工質密度不易測量。脫硫過程石灰石漿液與煙氣接觸后有如下特點：

（l）漿液中含有硫酸根及亞硫酸根，呈弱酸性，pH值一般在5.2-6.2;

（2）漿液中含有2％的氯離子和氟離子，因而會加速酸腐蝕；

（3）石灰石漿液中固態物質含量較高，達20％一30%；在脫硫后的漿液中含有大量的石膏結晶，磨蝕性較強。因此，脫硫系統漿液密度測量儀器選型應充分考慮脫硫漿液的腐蝕、磨蝕、懸浮固體顆粒的沉積、結垢等各種因素，盡可能兼顧到其可用性、可靠性和可控性。

二、幾種漿液密度測量方式

2.1放射性密度計

放射性密度計的測量原理是射線穿過物質時會發生衰減，衰減的程度取決于測量通道及物質的密度，當測量通道恒定時，衰減量是物質密度的函數。放射性密度計可以在不接觸被檢測對象，特別是在高溫、高壓、高腐蝕性和有毒的情況下，對容器內的物料密度等參數進行測量，價格也比較便宜。用于脫硫系統時，由于放射性密度計安裝于漿液管之外，與漿液不直接接觸，安裝方便，維護量小，不會造成漿液的壓力損失。但是，放射性密度計也存在一些缺點，如測量信號與濃度不呈線性，管道內壁結垢及磨損將引起測量誤差等。此外，實際應用中，因放射性儀器審批程序繁瑣，并要對放射源進行嚴格管理與檢查，故這類密度計只在早期的脫硫項目中有所應用。

2.2質量流里計

目前，在煙氣脫硫項目中應用zui廣的漿液密度測量儀器是質量流量計，測量管連續地以一定的共振頻率進行振動，振動頻率隨流體的密度變化而變化，因此共振頻率是流體密度的函數，通過測量管的共振頻率即可獲得流體的密度。質量流量計的zui大特點是可以同時測量質量流量與密度，而且測量精度較高，運行穩定，但其zui大缺點是易磨損，運行1-2年必須更換測量管。而且，由于質量流量計的價格隨管道的公稱直徑的增大而迅速增加，為節約成本，實際應用中都是在需測量的管路上單獨引出一段測量支管來測量漿液密度。所以，在設計中要精確計算測量管中的介質流速，嚴格控制在3m/s以內。某電廠曾經發生過脫硫介質全部經由密度測量管造成管內介質流速急劇升高，致使質量流量計在短時間內被磨穿。

2.3差壓法密度測量差壓法

密度測量是通過液體壓力計算公式△p=Pgh來間接計算漿液的密度（吸收塔漿液密度測量測點位置如圖1所示）。式中，△p為從2兩點間的差壓；g為重力加速度；P為漿液密度；h為低壓側壓力取樣位置1與高壓側壓力取樣位置2的距離。式中h為固定值（因1、2兩點間的位置可以預先設計），因此只要求出這兩點間的壓力差即可推算出相應的漿液密度。

考慮到石灰石漿液容易結晶凝固的特性，差壓變送器選型為雙法蘭隔膜式（帶毛細管）。差壓法測量漿液密度的優點是簡單易行，適用于各種類型的吸收塔。但是，它也有一些明顯的不足：（1）代表性差，所測密度只是吸收塔中有限范圍內（壓力測量點1與2之間）的漿液密度，不能代表石膏排放泵出口處漿液的密度，因此需對所測密度進行修正。（2）測量位置條件差。如果壓力測量點距吸收塔攪拌器較近，則會受到攪拌器的干擾，導致壓力測量值波動大，失去測量的意義；如果距攪拌器較遠，儀器測量孔易被結晶物堵塞，即便采用伸入式法蘭，也難以保障長時間運行。（3）測量誤差大。兩壓力測量點如果距離太近，則壓差很小，難以準確測量，且易受干擾；如果距離太遠，則兩點間的密度相差較大，不具備代表性。此外，溫度對密度的影響也很大，雖然有的測量系統中加入了溫度修正，但效果并不理想。

2.4音叉式密度計

音叉測量是基于音叉的振動頻率隨周圍介質的密度不同而變化，測量音叉的振動頻率即可知道介質的密度。音叉式密度計有長桿型與短桿型2種，長桿型用于罐、壇等固定容器內介質密度的測量，桿長可達4m；短桿型用于管道內流動介質密度的測量。應用表明，音叉式密度計性能并不穩定。

2.5浮球式密度測量

浮球式密度測量的原理與差壓式基本相同，也是通過測量壓力變化來得到漿液密度值，其結構與浮球式液位計較為相似，測量浮球受到的浮力大小即可計算出此處的工質密度。所以，浮球式密度計的不足與差壓式測量一樣，且更容易受到工質擾動的影響（如攪拌器）。有的浮球式密度計在浮球外加了1個開有很多小孔的保護管（也叫防浪管）用以消除攪拌器的干擾，但卻引起堵塞的問題，運行不久防浪管的小孔便被堵死，導致裝置無法使用。

2.6超聲波密度測量儀

超聲波密度測量儀的原理與超聲波流量計類似，基于超聲波穿越不同密度介質的速度不同，據此可求得介質的密度變化。這種裝置價格較貴，在脫硫項目中很少采用。

三、結語

質量流量計應用zui為廣泛且效果較好，缺點是價格較高，使用周期短，損耗大；差壓式密度測量裝置在脫硫項目中的應用范圍越來越廣，其測量值如果能被較為準確地修正，會有較好的應用前景；音叉式、浮球式密度測量裝置的表現不穩定，需區別對待。

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