火电厂脱硫吸收塔浆液密度测量方案浅谈

张爱松

摘 要：介绍了火电厂脱硫吸收塔浆液密度测量的三种典型仪表：科氏力密度计、音叉密度计和压力密度计，对三种密度计测量方案优劣进行了比较，并对密度计的选用提出了建议。

关键词：脱硫；浆液密度；科氏力密度计；音叉密度计；压力密度计；建议

中图分类号：TU71 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）01-0167-02

1 引言

在火电厂脱硫工程中，吸收塔内浆池浆液密度是一个比较重要的参数，根据实时在线监测的浆液密度值，一方面用于确定是否需要自动启动石膏浆液排出系统（一般所测石膏漿液密度超过1150kg/m3即自动启动石膏浆液排出泵，外排浆液至脱水系统进行脱水处理），同时浆液密度值还用于计算吸收塔液位，此吸收塔液位值用于确定是否需要启/停吸收塔补水系统，以避免吸收塔浆池溢流污染环境或浆池液位低影响设备安全。故选择合适的测量方式以便长期稳定、可靠的测量吸收塔浆液密度是环保脱硫行业从业人员以及用户比较关注的问题。

2 三种典型密度测量仪表：科氏力密度计、音叉密度计和压力密度计

早期的国内脱硫工程吸收塔浆液密度测量一般均采用进口科氏力密度计，其测量原理为科里奥利氏力：当具有一定质量的流体沿振动的测量管流动时，将产生会导致测量管弯曲的科氏力，这些微小的管道变形被传感器检测出来并进行分析处理，传感器测得的测量管相位迁移信号与质量流量成正比，从而可以准确地测量所计量流体的密度。

密度计最初设计一般均安装于吸收塔石膏浆液排出泵出口回流至吸收塔的管道上，该测量方案可以实现对吸收塔浆液密度的精确测量，但实际应用中存在两个弊端：（1）吸收塔石膏浆液排出泵出口压力和浆液流速均相对较高，加剧了密度计测量管内衬的磨损，内衬若磨损坏就需要更换仪表，而进口密度计价格较贵，且采购周期长，影响了使用的经济性；（2）密度计安装于泵出口，不管浆液是否需要外排，吸收塔排出泵都不能停止运行，不节能。

随着工程应用的不断探索和仪表测量技术的进步，又陆续出现了插入式音叉密度计和压力密度计两种成熟的密度计测量方案。

音叉密度计其传感器是根据元器件振动原理而设计，此振动元件类似于两齿的音叉，叉体因位于齿根的一个压电晶体而产生振动，振动的频率通过另一个压电晶体检测出来，通过移相和放大电路，叉体被稳定在固有谐振频率上。当介质流经叉体时，会引起谐振频率的变化。通过流体密度与谐振频率之间的特定函数关系，实现直接测量流体密度。

压力密度计则是一种间接测量流体密度方案，通过测量一段液柱产生的压强，利用公式P=ρgh，在自动控制系统中进行编程计算从而获得流体密度值。

在仪表安装位置上也进行了改进和完善。利用吸收塔内浆液自身重力，自吸收塔底部浆池区域（一般可取距吸收塔底部约1.5米）引一路DN50测量管路，测量管路竖直上引一段距离后（建议2米左右）再向下排入地沟，外排浆液通过地坑收集后再回流至吸收塔循环利用。密度测量仪表安装于竖直向上的管道上以避免浆液中的气泡或浆液颗粒沉积影响测量。采用此种安装方式吸收塔石膏浆液排出泵在不外排石膏浆液时完全可以停运，降低了能耗；同时因吸收塔内浆液自重压力相对较小，通过测量管道上的手阀调节合适的压力和流速，减少了磨损，提高了仪表使用寿命。

目前，以上三种密度测量方案在脱硫工程上均有较多应用，根据其实际使用情况，现将三种密度测量方案的主要优缺点比较如下表1。

3 结论和建议

以上三种火电厂脱硫吸收塔浆液密度测量方案均可实现对浆液密度的稳定、可靠测量，用户可根据情况灵活选用。在满足对脱硫工艺系统监视需要的情况下，综合考虑其经济性，优先推荐采用压力计算法测密度，其次是音叉密度计，这也是近年来压力密度计和音叉密度计应用越来越普遍的原因。科氏力密度计早期在脱硫项目中应用最为普遍，但其价格昂贵，测量元件容易磨损，库房若没有备件还可能因进口产品采购周期长影响系统投运，在吸收塔浆液密度测量场合的市场份额受到一定压缩，但科氏力密度计精度高、测量稳定的特征仍然是其重要优势。成本预算宽裕的用户也可选用其中任意两种测量方案构成冗余测量，进一步提高系统的可靠性。

附图1：山东魏桥长山热电厂一期4×330MW热电厂烟气脱硫装置采用压力计算法测密度，脱硫系统2014年12月份投运，密度计工作稳定，因其测量准确、检修维护量小，得到了用户的高度认可。

附图2：陕西华电瑶池电厂#1、2机组脱硫系统采用插入式音叉测密度，脱硫系统2015年10月份投运，密度计工作稳定。

附图3：国投晋城热电有限公司2×300MW机组脱硫装置采用科氏力密度计，脱硫装置2015年12月份投运，密度计工作稳定。endprint