脱硫吸收塔液位测量的几种方法

石彦鹏，崔 斌，杨永飞，周文红，李新强

（1.内蒙古京宁热电有限责任公司，内蒙古 乌兰察布 012000；2.太原市安正达电力电力技术有限公司，山西 太原 030000)

近几年我国化工厂的数量越来越多，带动了我国社会经济的发展的同时，也对环境产生一定的污染，其中工厂排出的废气中含有硫氧化物等有毒气体，对空气环境有很大的影响。现在我国对环境保护的力度逐渐加大，对于工厂里的废气会通过烟气脱硫系统分离出硫氧化物，防止有毒气体排进空气。石灰石─石膏法脱硫技术是目前烟气脱硫系统中主要采用的技术，吸收塔是石灰石─石膏法脱硫技术在对烟气进行脱硫中的重要设备，所测量的数据对整个脱硫系统的安全运行有着非常重要的作用。吸收塔的内部结构具有很多独特的特点，传统的液位测量计无法对其进行测量，需要采用独特的液位测量方法进行测量，这些测量方法具有不同的特点和不足，本文主要对烟气脱硫系统中，吸收塔液位测量的几种方法进行研究。

1 概述脱硫吸收塔

脱硫吸收塔是烟气脱硫系统中的主要工作设备，其中内部结构主要是由除雾层、吸收区、氧化区、喷淋区以及入口和出口烟道所构成的。在进行脱硫吸收塔的液位测量时，如果使用的是普通常见的容器，可以使用的液位测量计有很多，可以使用磁翻板液位计，这种液位计安装在容器的侧边位置，也可以通过使用雷达液位计、超声波液位计、浮子液位计等进行测量，这些液位计在使用时放在容器的顶部。一些液体的密度所受到的温度影响不大，所以常常使用敞口容器进行放置，这时可以将压力变送器放置在容器的底部位置，然后通过相应的公式进行计算。如果所使用的容器是密闭的，就应该通过差压变送器和相对应的公式进行计算，公式中主要包含液体的密度、高度、压力、差压以及变送器在容器上所安装的位置[1]。

2 在进行脱硫吸收塔液位测量时所出现的问题

在脱硫吸收塔的内部的不同区域内，含有多种不同的气体和液体，所以，吸收塔内的介质是相对复杂的，测量也相对困难。其中吸收区内主要包含各种液体混合物以及带正压的烟气，而氧化区内主要承载的是氧化的空气以及硫酸钙和亚硫酸钙的浆液。除此之外，吸收塔浆池不可以使用雷达液位计或者超声波液位计，因为它的上方含有很多的混合烟气和喷淋浆液，而这两种液位计需要安装到容器的顶部。而在侧边安装的压力变送器，在测量的准确性上有一定的偏差，并且在一些工作状况恶略的情况下无法正常的使用，所以不适合浆液的测量。在脱硫系统中，主要采用的就是石灰石─石膏法脱硫技术，所以脱硫吸收塔液位的测量受到石灰石─石膏浆液的影响，其主要有三个特点。

第一，氧化空气所使用的管道通常会安装到相距吸收塔底部三米的位置，两者之间的距离相对较远。但是，石灰石─石膏浆液中有相对较多的氧化空气，这些氧化空气在管道流动的过程中，其中的气泡会因为压强的减少而膨胀，这样一来，就使得内部浆液的密度上层和下层具有较大差距。

第二，当浆液的含固量达到百分之二十的时候，烟气脱硫系统的工作效率可以达到更好的水平。但是，当含固量升高时，池内的上下层密度就会出现不均匀的情况。

第三，石灰石─石膏浆液中含有很多的硫酸钙和亚硫酸钙，其中的亚硫酸钙黏性较强。在工作的过程中需要将仪表设备的探头伸入到浆液之中，这样就会导致亚硫酸钙粘在设备上，使得仪表设备无法正常的使用，造成测量出的数据不准确的现象。

3 脱硫吸收塔液位测量的几种方法

3.1 音叉密度计+压力变送器测量回路

这一装置中音叉密度计的主要作用是对浆液的密度进行测量，需要安装在吸收塔的侧边；压力变送器的主要作用是对容器底部的压力进行测量，这一设备需要安装在吸收塔的底部。在进行设备的安装时，需要保持设备与脱硫吸收塔的侧壁为六十度左右的夹角，因为这样的安装方式可以最好的保证仪表设备在测量过程中的稳定性和准确性。最后，还需要在整体设备中安装一个冲水管道，对音叉密度计的传感器进行及时的清洗，以确保传感器的准确程度[2]。

这种方法的操作和所用设备都相对简单，设备出现问题的可能性也相对减少，避免了因设备故障而影响工作效率，同时也减少了工作人员对设备的维护工作。但是，这一装置在工作过程中需要将音叉密度计的探头放入到脱硫吸收塔的内部，从而妨碍了检修阀门的放置。如果没有检修阀门，就会大大增加对音叉密度的检修难度，需要停止整个脱硫系统的工作来将浆液全部排出，然后进行拆除送检。针对这一问题，可以通过冗余配置来增加这一装置的稳定性，尽量减少故障的发生。

3.2 质量流量计+压力变送器测量回路

这一装置中质量流量计的主要工作是对吸收塔内的浆液密度进行实时的测量，压力变送器的主要工作是用所测量出来的压力值来分析出吸收塔的浆液位置。对密度进行测量时，回路主要是由阀门、压力表、浆液抽取泵以及质量流量计等构成，进行压力测量时，需要用到阀门、压力变送器以及冲洗管道等。在进行密度测量的工作时，第一个打开入口阀门，在这之前将其他的阀门先行关闭，等待浆液完全进去后，再逐一打开其他的阀门，最后根据相对应的压力表指示，对阀门进行适当的调节，使其达到最合适的流速，过快或过慢都会对脱硫工作产生影响。

这一装置中所采用的质量流量计具有非常高的精准度和稳定性，使整体的数据测量的准确性都有了很大的提升，对于脱硫系统的测量工作具有很大法帮助。这一装置测量出的数值也具有较高的可靠性，并且所提供的是实时的测量结果。

3.3 差压变送器+压力变送器测量回路

在这一组合装置中，对于浆液的密度测量主要依靠的是差压变送器，而压力变送器的工作内容是先测量容器底部的压力，然后通过相对应的公式计算出脱硫吸收塔内部浆液的位置。这其中的差压变送器结构是隔膜式分体的形式，在吸收塔的侧面同时安装上两个远传膜片，再采用毛细管与变送器进行连接。

差压变送器相对于前两种方案中的音叉密度计和质量流量计来说，成本更加低廉，同时也可以通过正确合理的应用满足脱硫系统的工作要求，总的来说性价比更高，所以常常应用在脱硫系统中。吸收塔内的浆液密度并不是固定不变的，氧化空气的含量变化和分布情况；浆液位置的高度变化等，都会影响到吸收塔内浆液的密度变化。所以，在某一时段、某一固定高度上测量出来的密度数据，并不能代表容器内的真实密度情况。差压变送器对于这一问题进行了合理的解决，它所采用的两个膜片安装在不同的位置，两者相差的距离较远，最后通过差压变送器得到的密度结果是一定范围内的平均值，所以具有较高的真实性。但是，两个膜片也使得这一装置存在问题，在实际的应用中，吸收塔内的浆液高度有可能达不到高压膜片的位置，这时所测量出来的数据信息不真实，就不再具有参考价值[3]。

4 结语

在工业发展迅猛的同时，也要注重生态的健康发展，有毒气体的排出无论是对自然环境，还是人们的身体健康都有些严重的危害，所以工厂在排出废气之前，需要去除硫氧化物等有毒气体。吸收塔液位的测量是脱硫系统在工作中的重要参数，会直接影响到系统的正常工作运行，因此，相关企业和技术人员，需要研究出更好的液位测量方法，提高测量吸收塔液位的准确度和稳定性[4]。