PDF《脱硫吸收塔液位测量的几种方法》

脱硫吸收塔液位测量的几种方法 吸收塔液位在脱硫系统中是非常重要的参数,系统中循环泵、氧化风机、搅拌器等关键设备的连锁保护条件均与之 直接关联,因此吸收塔液位测量数据的准确性及稳定性决定脱硫系统的稳定运行,也影响着与脱硫系统相关的其他工 艺系统的安全运行.

目前大多数烟气脱硫系统采用的是石灰石―石膏湿法脱硫技术,其中吸收塔是进行烟气脱硫的主要设备,吸收塔液 位对脱硫系统的安全可靠运行有着极其重要的作用,但由于吸收塔本体结构的特殊性,无法使用当前主流的液位计进 行直接测量.本文介绍目前采用的几种测量吸收塔液位的方法,并分析各种测量方法的优缺点. 石灰石―石膏法脱硫系统的主要设备是吸收塔,如图1所示,吸收塔主要由浆液氧化区、吸收区、喷淋层、除雾层 、入口烟道及出口烟道组成.常规容器的液位测量可采用在容器顶部安装超声波液位计、雷达液位计或浮子液位计, 或在侧壁安装磁翻板液位计加以测量.对于密度受温度影响不大的液体,若是敞口容器,可在容器底部安装压力变送 器,经公式H=(P/ρg)+h计算后得出;

若是密闭容器,则需安装差压变送器,经公式H=(ΔP/ρg)+h计算后得出 ,式中,H为液位高度,P为压力,ΔP为差压,ρ为液体密度,h为压力变送器或差压变送器的安装高度. 图1吸收塔结构 1问题产生 脱硫吸收塔内介质比较复杂,在浆液氧化区内主要是硫酸钙浆液、亚硫酸钙浆液和氧化空气,吸收区内是带正压的 烟气和浆液的混合物.由于吸收塔浆池上方是大量的喷淋浆液和烟气混合物,因此无法在顶部安装超声波液位计或雷 达液位计进行测量.石灰石―石膏浆液主要有3点特殊性. (1)为保证脱硫效率,浆液含固量高达20%,即使在搅拌器的作用下让浆液不停的流动,浆池上、下层密度也不 均匀. (2)浆液中的亚硫酸钙具有很强的黏性,若将仪表探头伸入其中,亚硫酸钙慢慢附着在探头表面,从而影响仪表 的正常工作,使测量数据失真. (3)浆液中含有大量的氧化空气,氧化空气管网一般安装在距塔底约3m高的位置,气泡上升过程中随着浆液压强 的减小而逐步膨胀,进一步导致吸收塔内浆液上、下层密度的差距.由于浆液的以上特性,若仅在吸收塔侧壁上安装 压力变送器,是无法测量比较准确的液位数据的.此外,浮子液位计和磁翻板液位计更无法适应如此恶劣工况. 2解决方案 页面

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4 为了比较准确测量吸收塔液位,目前国内的脱硫系统普遍采用压力变送器测量吸收塔底部的压力,并安装浆液密度 测量装置,将数据远传至DCS(DistributedControlSystem,集散控制系统)或PLC(ProgrammableLogicController,可编 程逻辑控制器)控制系统,然后根据公式H=(P/ρg)+h计算吸收塔的液位. 由于密度测量方法多种多样,但各有特点,且差异较大,直接影响了工程的造价、测量装置的稳定运行程度以及系 统运行期间的的维护工作量大小.由于吸收塔液位在脱硫系统中是非常重要的参数,仪表数量按工艺要求均为冗余配 置,以下各种测量方法中不再赘述. (1)装置一――质量流量计+压力变送器测量回路.此方法先利用质量流量计实时测量浆液的密度,然后通过压 力变送器测出的压力值计算吸收塔液位.密度测量回路主要由石膏浆液抽取泵(一用一备)、阀门(抽取泵入口阀、 出口阀、冲洗阀、排放阀)、质量流量计、压力表及管件组成,压力测量回路主要由压力变送器、阀门、冲洗管路组 成(图2). 启动密度测量回路时,需先关闭冲洗阀、排放阀、出口阀,然后打开入口阀,待抽取泵充满浆液后启泵,启泵成功 后再打开出口阀,并根据泵出口压力表的指示调节出口阀门至合适的压力,以保证测量管内流速满足测量的需要,又 不至于流速过高,导致质量流量计磨损严重,缩短仪表的使用寿命. 当脱硫系统停运或质量流量计需要维护检修时,应先停止浆液抽取泵,然后关闭入口阀,打开排放阀,至测量管路 内的浆液排尽后,打开冲洗阀,用工艺水将管路冲洗干净后即可关闭冲洗阀、排放阀和出口阀. 图2质量流量计+压力变送器测量回路 压力测量仪表采用一体化隔膜式压力变送器,一次检修阀应尽量靠近吸收塔侧壁,采样管应与侧壁保持约60°夹角 ,可减少浆液在测量管路中沉积,以防采样管堵塞.此外,还应在靠近压力变送器隔膜处安装冲洗管路,定时冲洗压 力变送器的膜片、采样管及检修阀门,以确保测量管路的畅通. 本方法测量的吸收塔液位应由公式H=(P/ρg)+h计算后得出.式中,H为液位计算值,P为压力,ρ为质量流量 计测出的浆液密度,g为重力加速度,h为压力变送器的安装高度. 本法中的质量流量计准确度高,精度可达0.2%,完全满足脱硫系统的运行要求;