一種吸收塔漿液密度計(jì)安裝方式的優(yōu)化

肖盛賢，余 彪，王煒煒

(國(guó)投宣城發(fā)電有限責(zé)任公司，安徽 宣城 242052)

一種吸收塔漿液密度計(jì)安裝方式的優(yōu)化

肖盛賢，余 彪，王煒煒

(國(guó)投宣城發(fā)電有限責(zé)任公司，安徽 宣城 242052)

介紹了火電廠濕法脫硫工藝中科氏力質(zhì)量流量計(jì)的工作原理和相關(guān)特性，分析了密度計(jì)的工藝流程和安裝方式，提出了一種將密度計(jì)優(yōu)化為吸收塔自流式的安裝方式，提高了密度測(cè)量系統(tǒng)的可靠性，節(jié)約了用電量、設(shè)備成本和維護(hù)費(fèi)用。

密度計(jì)；科氏力質(zhì)量流量計(jì)；自流式；吸收塔

密度計(jì)作為火電廠濕法脫硫工藝控制流程中的重要測(cè)量工具，對(duì)確保脫硫系統(tǒng)物料平衡具有不可替代的作用。通過(guò)在線測(cè)量石灰石漿液的密度來(lái)控制SO2的轉(zhuǎn)化率，可以提高脫硫系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行效率。因此，精確、穩(wěn)定的在線密度測(cè)量?jī)x表對(duì)于濕法脫硫轉(zhuǎn)化率的控制至關(guān)重要。

1 科氏力質(zhì)量流量計(jì)

1.1 工作原理

在目前的火電廠脫硫系統(tǒng)中，科氏力質(zhì)量流量計(jì)是應(yīng)用最廣泛的漿液密度計(jì)，其工作原理是：在流體的作用下，測(cè)量管路以一定的共振頻率進(jìn)行振動(dòng)，振動(dòng)頻率隨流體的密度變化而變化，具有一定的規(guī)律性。因此，共振頻率是流體密度的函數(shù)，通過(guò)測(cè)量管路的共振頻率即可獲得流體的密度。

1.2 工作特性

科氏力質(zhì)量流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是安裝維護(hù)方便，測(cè)量精度高，可達(dá)到±3 kg/m3。其缺點(diǎn)是直接與測(cè)量漿液接觸，易磨損、易腐蝕，在實(shí)際應(yīng)用中必須采用合金材料，價(jià)格相對(duì)較高；由于有振動(dòng)管且管徑較細(xì)，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)易發(fā)生堵塞。

為延長(zhǎng)科氏力質(zhì)量流量計(jì)的使用壽命，一般將漿液流速控制在1.5～2 m/s之間。

2 改造前的密度計(jì)工藝流程

目前，應(yīng)用最為普遍的密度計(jì)工藝流程如圖1所示。密度計(jì)安裝在石膏排出泵的再循環(huán)旁路管上，通過(guò)石膏排出泵的連續(xù)運(yùn)行，保證了密度計(jì)測(cè)量介質(zhì)的連續(xù)供應(yīng)，以滿足密度計(jì)正常工作。這種安裝方式有如下缺點(diǎn)：

(1) 由于石膏排出泵需要連續(xù)運(yùn)行，增加了泵的磨損和廠用電量；

(2) 為延長(zhǎng)密度計(jì)的使用壽命，需要通過(guò)調(diào)整密度計(jì)前電動(dòng)門(mén)，以滿足其流速要求，而限流將加速旁路上的三通和碟閥的磨損；

(3) 由于漿液中的含固量較高，石膏排出泵連續(xù)運(yùn)行，將加速再循環(huán)管路的磨損。

圖1 改造前的密度計(jì)工藝流程

3 改造后的密度計(jì)工藝流程

結(jié)合科氏力質(zhì)量密度計(jì)的工作特性，以降低管路磨損和廠用電量為目的，提出改造方案并加以實(shí)施，改造后的密度計(jì)工藝流程如圖2所示。

圖2 改造后的密度計(jì)工藝流程

由于吸收塔底部攪拌器和氧化風(fēng)機(jī)的作用，漿液內(nèi)混有大量氣泡。為了避免氣泡對(duì)測(cè)量的干擾，取樣孔安置在吸收塔底部2臺(tái)攪拌器之間，取樣管路采用DN50不銹鋼管。密度計(jì)安裝在該取樣管路上，pH計(jì)安裝在密度計(jì)后上升管路上。漿液最終流入吸收塔地坑，由地坑泵返回至吸收塔。為避免長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行密度計(jì)管路堵塞，在密度計(jì)前增加1路沖洗水，并通過(guò)DCS控制實(shí)現(xiàn)定時(shí)自動(dòng)沖洗。

4 改造難點(diǎn)

(1) 吸收塔正常工作液位為8～10 m，吸收塔底部壓力為800～900 kPa。由于吸收塔底部壓力隨機(jī)組負(fù)荷和煤質(zhì)的影響而變化，從而引起密度計(jì)管路入口壓力變化，進(jìn)而導(dǎo)致流經(jīng)密度計(jì)漿液的流速發(fā)生變化，最終影響密度測(cè)量精度。

(2) 由于漿液中含固量高，密度不均勻，需對(duì)密度計(jì)進(jìn)行限流。

(3) 流體流速慢，有利于密度的測(cè)量，但由于吸收塔底部壓力比石膏排出泵出口壓力低，流速過(guò)低會(huì)導(dǎo)致密度計(jì)管路堵塞加速；且吸收塔底部壓力降低時(shí)也會(huì)變化，最終加快密度計(jì)管路堵塞。

結(jié)合以上因素，需要找到一個(gè)平衡點(diǎn)，使得流體流量既能滿足測(cè)量要求，又不易造成管路堵塞，這是本次改造的難點(diǎn)。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，最終確定將流體流量控制在6 m3/h左右可滿足以上要求，密度計(jì)振動(dòng)管堵塞周期約為4 h。通過(guò)DCS組態(tài)，將自動(dòng)沖洗的時(shí)間間隔設(shè)置為3.5 h，確保密度計(jì)可長(zhǎng)期、穩(wěn)定地工作。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)石膏排出泵用電量、設(shè)備材料費(fèi)、間接材料與維護(hù)費(fèi)3方面的比較可知，密度計(jì)改造后每年可節(jié)約費(fèi)用約146 000元。

針對(duì)科氏力質(zhì)量密度計(jì)的工作原理及特性，對(duì)其安裝方式進(jìn)行優(yōu)化改造，成功解決了管路易磨損、易堵塞的問(wèn)題。在實(shí)際使用中，有效降低了因設(shè)備磨損而產(chǎn)生的維護(hù)費(fèi)用及廠用電量。

2014-04-08。

肖盛賢(1984-),男，工程師，主要從事火電廠熱工技術(shù)工作, email：xsx198403@163.com。

余 彪(1977-),男，工程師，主要從事火電廠熱工技術(shù)工作。

王煒煒(1980-)，女，助理工程師，主要從事火電廠環(huán)?；?yàn)工作。