《湿法烟气脱硫系统控制与测量仪表的选型》
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[摘 要]烟气脱硫系统测量仪表在监视和优化整个工艺过程参数、评估设备性能和检验设计值中发挥着重要的作用.而湿法脱硫系统的工艺过程相对比较复杂,必须重视湿法烟气脱硫系统控制及测量仪表的选型.基于此,文章阐述了烟气脱硫工艺及其运行特点,对湿法烟气脱硫系统控制及测量仪表的选型进行了研究,希望能够实现火电厂的可持续发展.
[關键词]控制仪表；烟气脱硫；脱硫浆液
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）04-0293-01
引言
发电厂烟气脱硫系统中测量仪表的合理选型,在监视和控制整个工艺过程中发挥着重要作用,不仅要满足控制系统的配置要求,还要考虑被测量仪表的精度要求,使污染物排放的参数测量符合有关法规及环保部门的要求.湿法烟气脱硫系统的工艺过程较为复杂,因此,在对仪控设备的选型及安装过程中,需要充分考虑烟气脱硫系统的特殊性.
1.烟气脱硫工艺及运行特点
通常情况下,烟气脱硫系统按照锅炉BMCR负荷进行设计.在煤种和锅炉负荷变化的过程中,即可保证污染物排达标排放,又能有效地减少运行成本,根据烟气脱硫系统的运行、锅炉负荷和煤种的变化进行适当地调整,保证脱硫效率和出口SO2浓度保持稳定值,这就要求烟气脱硫系统处于最佳状况.而人工方式很难保证烟气脱硫系统处于最佳状况,需要采用先进的控制策略,而采用DCS或PLC进行控制,比较容易采用先进的控制策略,根据锅炉负荷和煤种的变化,控制加入吸收塔的反应剂的浆液量和运行所需的吸收塔浆液循环泵及氧化风机的数量.湿法脱硫与常规系统的测量仪表选用有很大的区别,主要体现在pH计、液位计和密度计.
2.pH值测量
pH值是湿法烟气脱硫系统中过程控制中的首要参数,pH值的高低直接影响了脱硫系统的脱除效率.控制吸收塔内浆液的pH值,是通过控制反应剂供给阀开度大小来实现的.pH值一般控制在5-6之间.PH值为5.6时最佳.运行过程中首先通过测量入口烟气流量,SO2浓度,计算得到入口SO2总量,根据脱硫效率及钙硫比,得到相应的反应剂总量,然后通过调节反应剂的供给阀来实现满足反应所需的供给量.浆液pH值作为SO2吸收过程的校正值参与自动控制回路调节.pH计所测量的pH值是用来表示溶液酸碱度的一种方法,它有溶液中的H+离子浓度的负对数来表示.一般用玻璃管作为测量电极.甘泵电极或银—氯化银电极作为参与电极.当前国内大型石灰石—石膏湿法脱硫工艺中的PH计大多采用国外设备,如ABB、西门子罗斯蒙特、E+H等,各制造厂家的pH计安装方式均有不同,主要有三种形式,浸入式、流经式（支管）、插入式（直接）图1是固态和液态参考电极的pH传感器.
3.液位测量
湿法脱硫中常用的测量方式为静压式液位计和超声波式（/雷达式）液位计测量液体.静压式是根据流体静力学,表征液柱高度的液位可直接通过测量相应的压力值来测定.其中,超声波式液位计的测量原理是利用声波传播过程中的物理特性,比如,声速、声波反射或声波减弱等测量液位.根据声波的往返时间,计算出反射物料与探测器之间的距离.在仪表选择过程中,差压式液位计和超声波式液位计都可测量浆液槽的液位.采用压力式液计,需要注意,对于浆液需要加入密度进行测量的修正；在搅拌器停止的情况下,浆液沉积,密度发生变化,差压式液位计膜盒感受到压力变化,显示会产生一定的误差,而搅拌器运转产生的大量水雾,会对声波的反射强度和液位测量的准确度带来影响,相关人员在选择超声波液位计时应考虑这一点.一般吸收塔采用压力式液位计,地下浆液池采用超声波液位计.
4.吸收塔密度测量
吸收塔浆液密度计控制着塔内石膏浆液的浓度,保持脱硫塔内物料的平衡.在浓度低于某一定值时,浆液经浆液循环泵泵出通过喷淋层雾化与烟气逆向接触发生反应.在浓度高于设定值的情况下,则打至一级脱水系统.密度测量不准确,会使得塔内浆液排出难以控制,尤其在显示密度偏低,塔内实际密度较高,可能会造成浆液浓度过饱和度偏高,出现严重的结垢现象.因此,密度计是湿法烟气脱硫控制系统中极为重要的参数,必须保证其长期在线,保证测量的准确性,而脱硫浆液的磨蚀性和腐蚀性特点,会限制密度计的选型.
现阶段,国内脱硫使用的密度计主要有核辐射密度计和科氏力质量流量计差压法三种.
核辐射密度计的原理是,在射线穿过物质时会被衰减,其衰减程度是由测量通道和物品的密度决定的.测量系统安装在浆液输送或散状输送管道的外面,非接触性连续测量,测量不受被测物颜色、温度、压力或化学性质的影响,运行可靠性较高,但昂贵,由于放射性同位素属于危险物品,需要在局、卫生局、环保局备案,并受其监管,因此放射源流量计采用较少.
科氏力质量流量计是接触式仪表,流体流过测量管,测量管连续地以一定的共振频率进行振动,振动频率随流经的流体密度变化而变化,并承一定的函数关系,因此可得出对应的密度输出信号.是当前测量主流方式,其优点是测量准确,但由于是接触式,磨损非常大,会出现零点漂移.备品更换频繁.
当前大多采用差压式测量,在吸收塔壁上安装差压变送器,通过测量不同高度的浆液压力计算浆液的实时密度（见下图）,代替传统的密度测量方式,具有良好的效果.
测量吸收塔底部一定距离之间的差压,当h为定值时,通过差压来计算出相应的密度.差压变送器选型为双法兰隔膜式差压变送器 （带毛细管）
差压式在长时间运行会造成测量管和法兰膜片脏污,需要定期对在对测量密度的差压变送器进行冲洗,可先行将投运的差压变送器解列.
结束语
检测仪表是脱硫装置的重要组成部分,直接影响着脱硫装置运行的经济性和可靠性,间接地影响着单元机组的稳定性.现阶段,国家相关部门越来越重视脱硫装置运转情况监督管理工作,关于脱硫装置设计、运行规程和规定不断完善,烟气脱硫市场越来越规范和成熟,大家开始关注检测仪表的可用性、可靠性等指标,重视检测技术所带来的运行、检修和维护成本,因此,检测仪表在未来的火电厂烟气脱硫工程中将发挥出十分重要的作用.
参考文献
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上文结论,本文是关于烟气脱硫和测量仪表和湿法方面的相关大学硕士和系统控制本科毕业论文以及相关系统控制论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
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