肖盛賢,余 彪,王煒煒
(國(guó)投宣城發(fā)電有限責(zé)任公司,安徽 宣城 242052)
一種吸收塔漿液密度計(jì)安裝方式的優(yōu)化
肖盛賢,余 彪,王煒煒
(國(guó)投宣城發(fā)電有限責(zé)任公司,安徽 宣城 242052)
介紹了火電廠濕法脫硫工藝中科氏力質(zhì)量流量計(jì)的工作原理和相關(guān)特性,分析了密度計(jì)的工藝流程和安裝方式,提出了一種將密度計(jì)優(yōu)化為吸收塔自流式的安裝方式,提高了密度測(cè)量系統(tǒng)的可靠性,節(jié)約了用電量、設(shè)備成本和維護(hù)費(fèi)用。
密度計(jì);科氏力質(zhì)量流量計(jì);自流式;吸收塔
密度計(jì)作為火電廠濕法脫硫工藝控制流程中的重要測(cè)量工具,對(duì)確保脫硫系統(tǒng)物料平衡具有不可替代的作用。通過(guò)在線測(cè)量石灰石漿液的密度來(lái)控制SO2的轉(zhuǎn)化率,可以提高脫硫系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行效率。因此,精確、穩(wěn)定的在線密度測(cè)量?jī)x表對(duì)于濕法脫硫轉(zhuǎn)化率的控制至關(guān)重要。
1.1 工作原理
在目前的火電廠脫硫系統(tǒng)中,科氏力質(zhì)量流量計(jì)是應(yīng)用最廣泛的漿液密度計(jì),其工作原理是:在流體的作用下,測(cè)量管路以一定的共振頻率進(jìn)行振動(dòng),振動(dòng)頻率隨流體的密度變化而變化,具有一定的規(guī)律性。因此,共振頻率是流體密度的函數(shù),通過(guò)測(cè)量管路的共振頻率即可獲得流體的密度。
1.2 工作特性
科氏力質(zhì)量流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是安裝維護(hù)方便,測(cè)量精度高,可達(dá)到±3 kg/m3。其缺點(diǎn)是直接與測(cè)量漿液接觸,易磨損、易腐蝕,在實(shí)際應(yīng)用中必須采用合金材料,價(jià)格相對(duì)較高;由于有振動(dòng)管且管徑較細(xì),長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)易發(fā)生堵塞。
為延長(zhǎng)科氏力質(zhì)量流量計(jì)的使用壽命,一般將漿液流速控制在1.5~2 m/s之間。
目前,應(yīng)用最為普遍的密度計(jì)工藝流程如圖1所示。密度計(jì)安裝在石膏排出泵的再循環(huán)旁路管上,通過(guò)石膏排出泵的連續(xù)運(yùn)行,保證了密度計(jì)測(cè)量介質(zhì)的連續(xù)供應(yīng),以滿足密度計(jì)正常工作。這種安裝方式有如下缺點(diǎn):
(1) 由于石膏排出泵需要連續(xù)運(yùn)行,增加了泵的磨損和廠用電量;
(2) 為延長(zhǎng)密度計(jì)的使用壽命,需要通過(guò)調(diào)整密度計(jì)前電動(dòng)門(mén),以滿足其流速要求,而限流將加速旁路上的三通和碟閥的磨損;
(3) 由于漿液中的含固量較高,石膏排出泵連續(xù)運(yùn)行,將加速再循環(huán)管路的磨損。
圖1 改造前的密度計(jì)工藝流程
結(jié)合科氏力質(zhì)量密度計(jì)的工作特性,以降低管路磨損和廠用電量為目的,提出改造方案并加以實(shí)施,改造后的密度計(jì)工藝流程如圖2所示。
圖2 改造后的密度計(jì)工藝流程
由于吸收塔底部攪拌器和氧化風(fēng)機(jī)的作用,漿液內(nèi)混有大量氣泡。為了避免氣泡對(duì)測(cè)量的干擾,取樣孔安置在吸收塔底部2臺(tái)攪拌器之間,取樣管路采用DN50不銹鋼管。密度計(jì)安裝在該取樣管路上,pH計(jì)安裝在密度計(jì)后上升管路上。漿液最終流入吸收塔地坑,由地坑泵返回至吸收塔。為避免長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行密度計(jì)管路堵塞,在密度計(jì)前增加1路沖洗水,并通過(guò)DCS控制實(shí)現(xiàn)定時(shí)自動(dòng)沖洗。
(1) 吸收塔正常工作液位為8~10 m,吸收塔底部壓力為800~900 kPa。由于吸收塔底部壓力隨機(jī)組負(fù)荷和煤質(zhì)的影響而變化,從而引起密度計(jì)管路入口壓力變化,進(jìn)而導(dǎo)致流經(jīng)密度計(jì)漿液的流速發(fā)生變化,最終影響密度測(cè)量精度。
(2) 由于漿液中含固量高,密度不均勻,需對(duì)密度計(jì)進(jìn)行限流。
(3) 流體流速慢,有利于密度的測(cè)量,但由于吸收塔底部壓力比石膏排出泵出口壓力低,流速過(guò)低會(huì)導(dǎo)致密度計(jì)管路堵塞加速;且吸收塔底部壓力降低時(shí)也會(huì)變化,最終加快密度計(jì)管路堵塞。
結(jié)合以上因素,需要找到一個(gè)平衡點(diǎn),使得流體流量既能滿足測(cè)量要求,又不易造成管路堵塞,這是本次改造的難點(diǎn)。
通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),最終確定將流體流量控制在6 m3/h左右可滿足以上要求,密度計(jì)振動(dòng)管堵塞周期約為4 h。通過(guò)DCS組態(tài),將自動(dòng)沖洗的時(shí)間間隔設(shè)置為3.5 h,確保密度計(jì)可長(zhǎng)期、穩(wěn)定地工作。
通過(guò)對(duì)石膏排出泵用電量、設(shè)備材料費(fèi)、間接材料與維護(hù)費(fèi)3方面的比較可知,密度計(jì)改造后每年可節(jié)約費(fèi)用約146 000元。
針對(duì)科氏力質(zhì)量密度計(jì)的工作原理及特性,對(duì)其安裝方式進(jìn)行優(yōu)化改造,成功解決了管路易磨損、易堵塞的問(wèn)題。在實(shí)際使用中,有效降低了因設(shè)備磨損而產(chǎn)生的維護(hù)費(fèi)用及廠用電量。
2014-04-08。
肖盛賢(1984-),男,工程師,主要從事火電廠熱工技術(shù)工作, email:xsx198403@163.com。
余 彪(1977-),男,工程師,主要從事火電廠熱工技術(shù)工作。
王煒煒(1980-),女,助理工程師,主要從事火電廠環(huán)?;?yàn)工作。