脱硫吸收塔在线pH计的技术改造

陈耀荣

(广东省粤电集团珠海发电厂，广东珠海 519050)

脱硫吸收塔在线pH计的技术改造

陈耀荣

(广东省粤电集团珠海发电厂，广东珠海 519050)

介绍了脱硫系统在线pH计的测量原理和吸收塔浆液的特性，分析了湿法烟气脱硫系统浆液pH值测量不准的原因，具体讲解了改造过程中遇到的难点和实施方案的要点。

脱硫;吸收塔;浆液pH;改造

0 引言

随着我国环境保护政策的日益严格，燃煤电厂的SO2排放量已经成为环境保护的重点监控对象。为了满足排放标准的要求，珠海电厂实施了1、2号机组的脱硫项目建设。由于当时国内的脱硫项目还处于摸索阶段，设备投运后，石膏浆液的在线pH计运行工况不太理想，经常发生管道堵塞，造成玻璃电极表面干裂，影响使用寿命，甚至出现玻璃电极被浆液异物冲破等现象，使得整个测量装置无法长期稳定运行，需要对其进行优化改造。

1 pH计测量原理和浆液特性介绍

1.1 pH电极测量原理

pH电极主要利用电位式测量方法，检测水溶液中H+离子的活度。外壳材质大多是复合膜，膜内外两侧是水化硅胶层。硅胶层如果长时间不与水溶液接触，就会干燥龟裂，造成电极损坏。一般情况下，pH电极内部在出厂时已经充满电解液，要求pH电极无论处于保存状态还是使用状态，都必须浸泡在水溶液中。

1.2 石膏浆液的特点

石膏浆液成分复杂，其特点主要有三个:一是温度高，夏季吸收塔浆液温度可以达到50℃以上，接近pH电极的工作极限温度。而且液体的温度越高，pH值越低;二是杂质多，尽管石灰石颗粒已非常小，但仍有小部分其他物质通过各种途径进入吸收塔，损坏电极或者堵塞流通池的排污口;三是沉积快，石膏和石灰石的沉积速度非常快，混浊的石膏浆液只需静止数十秒，即可见清晰的分层。这种特性很容易造成pH计取样管道和流通池堵塞。由于石膏浆液的特殊性，对于其pH值的测量，理想的状态是流速低，压力小，温度控制在25℃左右。

2 石膏浆液在线pH计改造

珠海电厂原在线pH计测量电极安装在石膏排除泵至石膏旋流站母管的旁路取样管道上，旁路管径约50mm，配有冲洗水装置，手动冲洗。

在实际运行过程中，石膏排出泵并非连续运行，当泵停止运行时，取样管道无蓄水(浆)功能，导致粘附在玻璃电极表面的浆液干涸龟裂，影响电极寿命。加上浆液有易堵塞的特点，旁路上无法安装节流装置，系统正常运行时，取样管内浆液流速过快，对电极磨损比较严重。

目前，pH电极测量前主要有插入式和外接流通池两种方案，插入式对取样点的要求较高，电极需安装在吸收塔浆液液面附近的位置，开孔定位难度大。外接流通池需回收浆液，将石膏浆液地坑作为石膏浆液的回收点。吸收塔的浆液溢流后，会流到旁边的浆液地坑，地坑的浆液回收泵会根据控制程序设定的逻辑条件，自动将浆液抽回吸收塔。

至于电极的选择，考虑到石膏浆液杂质很多，电导率低，浆液流经电极的时候，摩擦产生的静电会被迅速带走，不影响电极电位，故选用复合pH电极。复合pH电极一般集pH测量电极，参比电极和温度测量电极于一身，结构简单，成本低。

首次技改时，对石膏浆液的特性了解不足，基本沿用了传统的取样测量方法，只是加粗了取样管道，结果导致系统运行不足1h，沉淀的石膏浆就将取样阀和流通池堵塞(见图1)。

图1 取样装置示意

二次方案考虑增加一路冲洗水，即在排污管端加装一个二位三通阀，冲洗时间根据实际工况，由二次表的继电器控制。该方案实施后，系统只正常运行半天，泥浆就沉淀在电磁阀控制腔的死角位，和弹簧粘合在一起，导致阀芯切换失效。

我们分析了石膏浆液的特点，决定设计新的流通池，将流通池直接安装在取样法兰上面，从而省略取样管道，冲洗水端口安装在流通池内，用直通电磁阀控制通断，冲洗水管道加粗为排污管道的4倍，这样在冲洗的时候，冲洗水自动分两路排放，一路冲洗排污管，另一路将流通池和取样阀沉淀的泥浆冲回吸收塔。冲洗的同时，还可以清洗一下玻璃电极，防止浆液黏附在玻璃电极上，减少测量误差。

三次方案实施后，系统运行了2天，之后因为有较大颗粒堵塞流通池的排污孔，导致浆液沉积完全堵塞流通池。在流通池前端加装了1个多孔的滤网，滤网有一定的厚度，滤网孔径小于排放口。至此，改造基本完成，每个吸收塔配2台pH计，分别安装在吸收塔府部的两端。经过多次对流通池布局的微调和调整冲洗间隔参数后，整个在线pH计能够正常运行，满足运行值班人员监测要求。

2.3 流通池的结构

流通池是整个技改最关键的部分，为电厂自主设计。流通池一端带法兰，呈水平圆柱状。安装时，流通池法兰与吸收塔备用取样孔法兰孔连接，打开备用孔阀门后，可将浆液取样。流通池孔径50mm，长250mm，材质为316不锈钢。

流通池顶部有两个孔:备用孔和电极孔;底部有一个冲洗水孔，孔径是12.7mm;尾部是排污孔，石膏浆液从排污孔流出，排放到浆液地坑。该孔出水孔径 6.35mm，外接不短于 200mm 长，6.35mm 内径的不锈钢管;滤网孔径约3mm，设计原则是孔径小于排污孔。因为浆液内会有一些颗粒相对较大的杂物，会堵塞排污孔，且系统无法自动清理。加装滤网后，即使杂物堵塞滤网的个别孔径，也不影响浆液流通，等系统自动冲洗的时候，冲洗水会将杂物反冲回吸收塔。

3 结语

珠海电厂脱硫系统安装上述pH计后，按浆液的密度、压力等参数调整冲洗水的冲洗频率，以防堵塞。冲洗水电磁阀由pH计自带冲洗程序控制，无需改动热工控制信号。改造后已运行三年，效果良好，在保持冲洗水不停运的情况下，极少出现堵塞现象，电极的使用寿命超过6个月，维护工作量较之前大为减少。整个技改过程中，主要难题在于浆液堵塞的处理，流通池的结构，冲洗水的方式从不加冲洗水到加二位三通电磁阀控制，再到最后的定型方案，我们都做了大量的工作。改造后，测量系统已经解决大部分问题，现在还有测量物(浆液)温度较高的问题尚待解决，不过浆液温度值在pH电极允许工作温度范围内，暂不影响整体运行效果。

［1］电厂化学仪表计量确认审查委员会.电厂化学仪表与计量考核培训教材［M］.北京:中国电力出版社，2005.

［2］王二福.电厂化学工业仪表问答［M］.北京:中国电力出版社，2003.

［3］刘向东.模糊PID在湿法脱硫pH控制中的应用［J］.电力环境保护，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

陈耀荣(1982-)，男，硕士，工程师，主要从事电厂化学仪表维护工作。E－mail:13823070820@139.com