脫硫吸收塔在線pH計的技術(shù)改造

陳耀榮

(廣東省粵電集團(tuán)珠海發(fā)電廠，廣東珠海 519050)

脫硫吸收塔在線pH計的技術(shù)改造

陳耀榮

(廣東省粵電集團(tuán)珠海發(fā)電廠，廣東珠海 519050)

介紹了脫硫系統(tǒng)在線pH計的測量原理和吸收塔漿液的特性，分析了濕法煙氣脫硫系統(tǒng)漿液pH值測量不準(zhǔn)的原因，具體講解了改造過程中遇到的難點和實施方案的要點。

脫硫;吸收塔;漿液pH;改造

0 引言

隨著我國環(huán)境保護(hù)政策的日益嚴(yán)格，燃煤電廠的SO2排放量已經(jīng)成為環(huán)境保護(hù)的重點監(jiān)控對象。為了滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，珠海電廠實施了1、2號機組的脫硫項目建設(shè)。由于當(dāng)時國內(nèi)的脫硫項目還處于摸索階段，設(shè)備投運后，石膏漿液的在線pH計運行工況不太理想，經(jīng)常發(fā)生管道堵塞，造成玻璃電極表面干裂，影響使用壽命，甚至出現(xiàn)玻璃電極被漿液異物沖破等現(xiàn)象，使得整個測量裝置無法長期穩(wěn)定運行，需要對其進(jìn)行優(yōu)化改造。

1 pH計測量原理和漿液特性介紹

1.1 pH電極測量原理

pH電極主要利用電位式測量方法，檢測水溶液中H+離子的活度。外殼材質(zhì)大多是復(fù)合膜，膜內(nèi)外兩側(cè)是水化硅膠層。硅膠層如果長時間不與水溶液接觸，就會干燥龜裂，造成電極損壞。一般情況下，pH電極內(nèi)部在出廠時已經(jīng)充滿電解液，要求pH電極無論處于保存狀態(tài)還是使用狀態(tài)，都必須浸泡在水溶液中。

1.2 石膏漿液的特點

石膏漿液成分復(fù)雜，其特點主要有三個:一是溫度高，夏季吸收塔漿液溫度可以達(dá)到50℃以上，接近pH電極的工作極限溫度。而且液體的溫度越高，pH值越低;二是雜質(zhì)多，盡管石灰石顆粒已非常小，但仍有小部分其他物質(zhì)通過各種途徑進(jìn)入吸收塔，損壞電極或者堵塞流通池的排污口;三是沉積快，石膏和石灰石的沉積速度非?？?，混濁的石膏漿液只需靜止數(shù)十秒，即可見清晰的分層。這種特性很容易造成pH計取樣管道和流通池堵塞。由于石膏漿液的特殊性，對于其pH值的測量，理想的狀態(tài)是流速低，壓力小，溫度控制在25℃左右。

2 石膏漿液在線pH計改造

珠海電廠原在線pH計測量電極安裝在石膏排除泵至石膏旋流站母管的旁路取樣管道上，旁路管徑約50mm，配有沖洗水裝置，手動沖洗。

在實際運行過程中，石膏排出泵并非連續(xù)運行，當(dāng)泵停止運行時，取樣管道無蓄水(漿)功能，導(dǎo)致粘附在玻璃電極表面的漿液干涸龜裂，影響電極壽命。加上漿液有易堵塞的特點，旁路上無法安裝節(jié)流裝置，系統(tǒng)正常運行時，取樣管內(nèi)漿液流速過快，對電極磨損比較嚴(yán)重。

目前，pH電極測量前主要有插入式和外接流通池兩種方案，插入式對取樣點的要求較高，電極需安裝在吸收塔漿液液面附近的位置，開孔定位難度大。外接流通池需回收漿液，將石膏漿液地坑作為石膏漿液的回收點。吸收塔的漿液溢流后，會流到旁邊的漿液地坑，地坑的漿液回收泵會根據(jù)控制程序設(shè)定的邏輯條件，自動將漿液抽回吸收塔。

至于電極的選擇，考慮到石膏漿液雜質(zhì)很多，電導(dǎo)率低，漿液流經(jīng)電極的時候，摩擦產(chǎn)生的靜電會被迅速帶走，不影響電極電位，故選用復(fù)合pH電極。復(fù)合pH電極一般集pH測量電極，參比電極和溫度測量電極于一身，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。

首次技改時，對石膏漿液的特性了解不足，基本沿用了傳統(tǒng)的取樣測量方法，只是加粗了取樣管道，結(jié)果導(dǎo)致系統(tǒng)運行不足1h，沉淀的石膏漿就將取樣閥和流通池堵塞(見圖1)。

圖1 取樣裝置示意

二次方案考慮增加一路沖洗水，即在排污管端加裝一個二位三通閥，沖洗時間根據(jù)實際工況，由二次表的繼電器控制。該方案實施后，系統(tǒng)只正常運行半天，泥漿就沉淀在電磁閥控制腔的死角位，和彈簧粘合在一起，導(dǎo)致閥芯切換失效。

我們分析了石膏漿液的特點，決定設(shè)計新的流通池，將流通池直接安裝在取樣法蘭上面，從而省略取樣管道，沖洗水端口安裝在流通池內(nèi)，用直通電磁閥控制通斷，沖洗水管道加粗為排污管道的4倍，這樣在沖洗的時候，沖洗水自動分兩路排放，一路沖洗排污管，另一路將流通池和取樣閥沉淀的泥漿沖回吸收塔。沖洗的同時，還可以清洗一下玻璃電極，防止?jié){液黏附在玻璃電極上，減少測量誤差。

三次方案實施后，系統(tǒng)運行了2天，之后因為有較大顆粒堵塞流通池的排污孔，導(dǎo)致漿液沉積完全堵塞流通池。在流通池前端加裝了1個多孔的濾網(wǎng)，濾網(wǎng)有一定的厚度，濾網(wǎng)孔徑小于排放口。至此，改造基本完成，每個吸收塔配2臺pH計，分別安裝在吸收塔府部的兩端。經(jīng)過多次對流通池布局的微調(diào)和調(diào)整沖洗間隔參數(shù)后，整個在線pH計能夠正常運行，滿足運行值班人員監(jiān)測要求。

2.3 流通池的結(jié)構(gòu)

流通池是整個技改最關(guān)鍵的部分，為電廠自主設(shè)計。流通池一端帶法蘭，呈水平圓柱狀。安裝時，流通池法蘭與吸收塔備用取樣孔法蘭孔連接，打開備用孔閥門后，可將漿液取樣。流通池孔徑50mm，長250mm，材質(zhì)為316不銹鋼。

流通池頂部有兩個孔:備用孔和電極孔;底部有一個沖洗水孔，孔徑是12.7mm;尾部是排污孔，石膏漿液從排污孔流出，排放到漿液地坑。該孔出水孔徑 6.35mm，外接不短于 200mm 長，6.35mm 內(nèi)徑的不銹鋼管;濾網(wǎng)孔徑約3mm，設(shè)計原則是孔徑小于排污孔。因為漿液內(nèi)會有一些顆粒相對較大的雜物，會堵塞排污孔，且系統(tǒng)無法自動清理。加裝濾網(wǎng)后，即使雜物堵塞濾網(wǎng)的個別孔徑，也不影響漿液流通，等系統(tǒng)自動沖洗的時候，沖洗水會將雜物反沖回吸收塔。

3 結(jié)語

珠海電廠脫硫系統(tǒng)安裝上述pH計后，按漿液的密度、壓力等參數(shù)調(diào)整沖洗水的沖洗頻率，以防堵塞。沖洗水電磁閥由pH計自帶沖洗程序控制，無需改動熱工控制信號。改造后已運行三年，效果良好，在保持沖洗水不停運的情況下，極少出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，電極的使用壽命超過6個月，維護(hù)工作量較之前大為減少。整個技改過程中，主要難題在于漿液堵塞的處理，流通池的結(jié)構(gòu)，沖洗水的方式從不加沖洗水到加二位三通電磁閥控制，再到最后的定型方案，我們都做了大量的工作。改造后，測量系統(tǒng)已經(jīng)解決大部分問題，現(xiàn)在還有測量物(漿液)溫度較高的問題尚待解決，不過漿液溫度值在pH電極允許工作溫度范圍內(nèi)，暫不影響整體運行效果。

［1］電廠化學(xué)儀表計量確認(rèn)審查委員會.電廠化學(xué)儀表與計量考核培訓(xùn)教材［M］.北京:中國電力出版社，2005.

［2］王二福.電廠化學(xué)工業(yè)儀表問答［M］.北京:中國電力出版社，2003.

［3］劉向東.模糊PID在濕法脫硫pH控制中的應(yīng)用［J］.電力環(huán)境保護(hù)，2009，25(3):15－18.

Technical innovation of on－line pH meter in FGD absorber

The measuring principle and the characteristics of on－line pH meter in absorption tower of wet flue gas desulfurization system are analyzed.The factors of inaccurate measurement of pH value of slurry in absorption tower of wet flue gas desulfurization system are discussed.The difficulties during the transformation process and the key points of scheme implementation are concretely introduced.

FGD;absorption tower;grout pH;innovation

X701.3

B

1674－8069(2012)03－044－02

2012-01-17;

2012-05-10

陳耀榮(1982-)，男，碩士，工程師，主要從事電廠化學(xué)儀表維護(hù)工作。E－mail:13823070820@139.com