一种吸收塔浆液密度计安装方式的优化
2014-04-24肖盛贤王炜炜
肖盛贤，余 彪，王炜炜
(国投宣城发电有限责任公司，安徽 宣城 242052)
一种吸收塔浆液密度计安装方式的优化
肖盛贤，余 彪，王炜炜
(国投宣城发电有限责任公司，安徽 宣城 242052)
介绍了火电厂湿法脱硫工艺中科氏力质量流量计的工作原理和相关特性，分析了密度计的工艺流程和安装方式，提出了一种将密度计优化为吸收塔自流式的安装方式，提高了密度测量系统的可靠性，节约了用电量、设备成本和维护费用。
密度计；科氏力质量流量计；自流式；吸收塔
密度计作为火电厂湿法脱硫工艺控制流程中的重要测量工具，对确保脱硫系统物料平衡具有不可替代的作用。通过在线测量石灰石浆液的密度来控制SO2的转化率，可以提高脱硫系统的经济性和运行效率。因此，精确、稳定的在线密度测量仪表对于湿法脱硫转化率的控制至关重要。
1 科氏力质量流量计
1.1 工作原理
在目前的火电厂脱硫系统中，科氏力质量流量计是应用最广泛的浆液密度计，其工作原理是：在流体的作用下，测量管路以一定的共振频率进行振动，振动频率随流体的密度变化而变化，具有一定的规律性。因此，共振频率是流体密度的函数，通过测量管路的共振频率即可获得流体的密度。
1.2 工作特性
科氏力质量流量计的优点是安装维护方便，测量精度高，可达到±3 kg/m3。其缺点是直接与测量浆液接触，易磨损、易腐蚀，在实际应用中必须采用合金材料，价格相对较高；由于有振动管且管径较细，长时间运行时易发生堵塞。
为延长科氏力质量流量计的使用寿命，一般将浆液流速控制在1.5～2 m/s之间。
2 改造前的密度计工艺流程
目前，应用最为普遍的密度计工艺流程如图1所示。密度计安装在石膏排出泵的再循环旁路管上，通过石膏排出泵的连续运行，保证了密度计测量介质的连续供应，以满足密度计正常工作。这种安装方式有如下缺点：
(1) 由于石膏排出泵需要连续运行，增加了泵的磨损和厂用电量；
(2) 为延长密度计的使用寿命，需要通过调整密度计前电动门，以满足其流速要求，而限流将加速旁路上的三通和碟阀的磨损；
(3) 由于浆液中的含固量较高，石膏排出泵连续运行，将加速再循环管路的磨损。
图1 改造前的密度计工艺流程
3 改造后的密度计工艺流程
结合科氏力质量密度计的工作特性，以降低管路磨损和厂用电量为目的，提出改造方案并加以实施，改造后的密度计工艺流程如图2所示。
图2 改造后的密度计工艺流程
由于吸收塔底部搅拌器和氧化风机的作用，浆液内混有大量气泡。为了避免气泡对测量的干扰，取样孔安置在吸收塔底部2台搅拌器之间，取样管路采用DN50不锈钢管。密度计安装在该取样管路上，pH计安装在密度计后上升管路上。浆液最终流入吸收塔地坑，由地坑泵返回至吸收塔。为避免长时间运行密度计管路堵塞，在密度计前增加1路冲洗水，并通过DCS控制实现定时自动冲洗。
4 改造难点
(1) 吸收塔正常工作液位为8～10 m，吸收塔底部压力为800～900 kPa。由于吸收塔底部压力随机组负荷和煤质的影响而变化，从而引起密度计管路入口压力变化，进而导致流经密度计浆液的流速发生变化，最终影响密度测量精度。
(2) 由于浆液中含固量高，密度不均匀，需对密度计进行限流。
(3) 流体流速慢，有利于密度的测量，但由于吸收塔底部压力比石膏排出泵出口压力低，流速过低会导致密度计管路堵塞加速；且吸收塔底部压力降低时也会变化，最终加快密度计管路堵塞。
结合以上因素，需要找到一个平衡点，使得流体流量既能满足测量要求，又不易造成管路堵塞，这是本次改造的难点。
通过现场试验，最终确定将流体流量控制在6 m3/h左右可满足以上要求，密度计振动管堵塞周期约为4 h。通过DCS组态，将自动冲洗的时间间隔设置为3.5 h，确保密度计可长期、稳定地工作。
5 结束语
通过对石膏排出泵用电量、设备材料费、间接材料与维护费3方面的比较可知，密度计改造后每年可节约费用约146 000元。
针对科氏力质量密度计的工作原理及特性，对其安装方式进行优化改造，成功解决了管路易磨损、易堵塞的问题。在实际使用中，有效降低了因设备磨损而产生的维护费用及厂用电量。
2014-04-08。
肖盛贤(1984-),男，工程师，主要从事火电厂热工技术工作, email：xsx198403@163.com。
余 彪(1977-),男，工程师，主要从事火电厂热工技术工作。
王炜炜(1980-)，女，助理工程师，主要从事火电厂环保化验工作。
