CN109724668A - 一种考虑浆液密度差异的吸收塔液位高度测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种考虑浆液密度差异的吸收塔液位高度测量装置及方法，所述考虑浆液密度差异的吸收塔液位高度测量装置包括：若干脱硫液位测量压力传感器，所述若干脱硫液位测量压力传感器从最上方的脱硫液位测量压力传感器向吸收塔塔底等间距地安装于吸收塔侧壁，用以测量测点位置压力，且所述最上方的脱硫液位测量压力传感器设置于浆液液位最高压力点位置。本发明还提供了一种考虑浆液密度差异的吸收塔液位高度测量方法。本发明所提供的该考虑浆液密度差异的吸收塔液位高度测量装置及方法可以准确测量脱硫液位，减小脱硫浆液泡沫虚假液位的影响；本发明所提供的该方法采用分段测量，减小了浆液密度差异影响，使得测量结果更具有代表性。
Description
技术领域
本发明涉及一种考虑浆液密度差异的吸收塔液位高度测量装置及方法，属于烟气脱硫技术领域。
背景技术
为顺应国家燃煤机组超低排放要求和煤电调峰灵活性改造潮流，发电厂对火电机组脱硫装置性能要求越来越高。一般地，吸收塔是逆流接触，也就是含硫的烟气从塔底进入，吸收剂从塔顶进入，完成烟气脱硫的过程。如果吸收塔底部的液位过高，淹没了烟气进入脱硫塔的入口，烟气就不能进来。如果吸收塔液位过低，容易造成循环泵抽空，循环泵一旦抽空，塔底部的液体不循环，液位急速上升，也会淹没烟气的入口。所以脱硫浆液液位的精确测量对指导吸收塔运行有着极其重要的意义。
目前，传统的脱硫塔液位测量主要采用压力变送器的形式。实际运行中，脱硫塔浆液中汽相介质会出现剧烈增加的情形(即起泡现象)，但压力变送器测量位置在起泡位置之下，其测量值P无变化，运行人员不能及时根据液位波动调整运行工况，从而导致控制误差。
为此，有必要对现行脱硫塔液位测量装置进行改进和优化，减小测量误差，更好的指导运行生产。
发明内容
为了解决上述的缺点和不足，本发明的一个目的在于提供一种考虑浆液密度差异的吸收塔液位高度测量装置。
本发明的另一个目的还在于提供一种考虑浆液密度差异的吸收塔液位高度测量方法。
为了实现以上目的，一方面，本发明提供了一种考虑浆液密度差异的吸收塔液位高度测量装置，其中，所述考虑浆液密度差异的吸收塔液位高度测量装置包括：所述考虑浆液密度差异的吸收塔液位高度测量装置包括：若干脱硫液位测量压力传感器，所述若干脱硫液位测量压力传感器从最上方的脱硫液位测量压力传感器向吸收塔塔底等间距地安装于吸收塔侧壁，用以测量测点位置压力，且所述最上方的脱硫液位测量压力传感器设置于浆液液位最高压力点位置。
根据本发明具体实施方案，在所述的装置中，优选地，所述间距为1-2m。
根据本发明具体实施方案，在所述的装置中，优选地，所述最上方的脱硫液位测量压力传感器的高度比吸收塔理论最高液位高度高1-2m。
根据本发明具体实施方案，在所述的装置中，所用脱硫液位测量压力传感器为本领域常规设备。
另一方面，本发明还提供了一种考虑浆液密度差异的吸收塔液位高度测量方法，其中，该方法是采用所述的考虑浆液密度差异的吸收塔液位高度测量装置实现的，其包括以下步骤：
(1)根据吸收塔理论最高液位高度确定浆液液位最高压力点位置；
(2)在吸收塔侧壁，于浆液液位最高压力点位置设置最上方的脱硫液位测量压力传感器，再从最上方的脱硫液位测量压力传感器位置向吸收塔塔底等间距地安装若干脱硫液位测量压力传感器，以获得各个测点位置的压力及高度数据；
(3)计算吸收塔浆液液位高度。
根据本发明具体实施方案，在所述的方法中，优选地，所述浆液液位最高压力点位置的高度比吸收塔理论最高液位高度高1-2m。
根据本发明具体实施方案，在所述的方法中，优选地，所述吸收塔理论最高液位高度通过查询吸收塔设计说明书和设计图纸获得。
根据本发明具体实施方案，在所述的方法中，优选地，步骤(3)在计算吸收塔浆液液位高度前，还包括确定与浆液液面上方最近的测点位置的操作；具体包括：
将各测点位置的压力数据与所述浆液液位最高压力点位置的压力数据进行比较，若浆液液位最高压力点位置的压力与该浆液液位最高压力点位置相邻的下一测点位置的压力相差较大，则该浆液液位最高压力点位置为浆液液面上方最近的测点位置；
若浆液液位最高压力点位置的压力与该浆液液位最高压力点位置相邻的下一测点位置的压力接近，则继续将下一测点位置的压力与再下一测点位置的压力进行比较，直至相邻两个测点位置的压力数据相差较大时，停止进行比较，此时相邻两个测点位置中压力数据较小的位置为浆液液面上方最近的测点位置。
例如，在本发明实施例2中，浆液液位最高压力点位置的压力P10与该浆液液位最高压力点位置相邻的下一测点位置的压力P9接近，可以说明P10及P9对应的这两个测点位置均在浆液液面之上；此时需要继续比较P9和P8，比较后发现，P9和P8相差较大，则说明P9所对应的测点位置为与浆液液面上方最近的测点位置，P8所对应的测点位置在浆液液面下。
其中，本领域技术人员可以常规判断两测点位置的压力是接近还是相差较大。
根据本发明具体实施方案，在所述的方法中，优选地，步骤(3)中，根据如下公式1)计算吸收塔浆液液位高度：
公式1)中，H为吸收塔浆液液位高度，单位为m；
H1为最下方的脱硫液位测量压力传感器与吸收塔塔底之间的距离，单位为m；
H2-Hn-1为两个相邻脱硫液位测量压力传感器之间的间距，单位为m；
ρ为吸收塔浆液的密度，单位为kg/m3；
g为重力加速度，单位为m/s2；
Pn及Pn-1分别为与浆液液面上方最近的测点位置及与该测点最接近的下一测点位置的压力，单位为KPa。
根据本发明具体实施方案，在所述的方法中，吸收塔浆液液位由两部分组成：脱硫液位变动段液位(高度为HJ)和脱硫液位固定段液位(高度为HG)。其中，脱硫液位变动段液位数值变动，脱硫液位固定段液位由压力传感器间距确定。
其中，
HG＝H1+H2+…+Hn-1；
吸收塔浆液液位高度H：
本发明所提供的该考虑浆液密度差异的吸收塔液位高度测量装置及方法可以准确测量脱硫液位，减小脱硫浆液泡沫虚假液位的影响；本发明所提供的该方法采用分段测量，减小了浆液密度差异影响，使得测量结果更具有代表性；具体而言，吸收塔浆液密度的均匀性差，上层密度较小，下层密度较大。本发明技术方案在确定浆液液位高度所用的浆液密度主要为脱硫塔浆液上部的密度，且由浆液密度所确定的距离在1m左右，浆液密度差异所影响的范围较小，这样便可使得测量结果更具有代表性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的该考虑浆液密度差异的吸收塔液位高度测量装置的结构示意图。
主要附图标号说明：
100、吸收塔；
1、最下方的脱硫液位测量压力传感器；
2、第二脱硫液位测量压力传感器；
3、第三脱硫液位测量压力传感器；
4、第四脱硫液位测量压力传感器；
5、第五脱硫液位测量压力传感器；
6、第六脱硫液位测量压力传感器；
7、第七脱硫液位测量压力传感器；
8、第八脱硫液位测量压力传感器；
9、第九脱硫液位测量压力传感器；
10、最上方的脱硫液位测量压力传感器。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合以下具体实施例对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种该考虑浆液密度差异的吸收塔(脱硫塔)液位高度测量装置，其中，该装置的结构示意图如图1所示，从图1中可以看出，其包括：
十个脱硫液位测量压力传感器(其中，最上方的脱硫液位测量压力传感器记为10，最下方的脱硫液位测量压力传感器记为1，其他脱硫液位测量压力传感器按照从塔顶到塔底的方向，称作第九-第二脱硫液位测量压力传感器，分别记作9-2)，所述十个脱硫液位测量压力传感器从最上方的脱硫液位测量压力传感器10向吸收塔塔底等间距(本实施例中该间距为1m)地安装于吸收塔100侧壁，用以测量各个测点位置压力，且所述最上方的脱硫液位测量压力传感器10设置于浆液液位最高压力点位置。
其中，所述吸收塔理论最高液位高度通过查询吸收塔设计说明书和设计图纸获得，本实施例中，吸收塔理论最高液位高度Hym为9m，最上方的脱硫液位测量压力传感器10的安装高度为10m。
实施例2
本实施例提供了一种考虑浆液密度差异的吸收塔(脱硫塔)液位高度测量方法，其中，该方法是采用实施例1提供的该考虑浆液密度差异的吸收塔液位高度测量装置实现的，其包括以下步骤：
(1)查询吸收塔设计说明书和设计图纸获得脱硫液位(浆液液位)理论最高位置的高度(图1中的Hym)为9m，加一定富余量后确定浆液液位最高压力点位置的高度(图1中的Hm，对应的压力为Pm)为10m；
(2)在吸收塔侧壁，从浆液液位最高压力点位置向吸收塔塔底等间距地安装若干脱硫液位测量压力传感器；以获得测点位置的压力及高度数据，自下(靠近塔底)向上(靠近塔顶)距离编号依次为H1、H2、H3……H10，通常间距为1m；其中，H1表示1号测点(即最下方的脱硫液位测量压力传感器)与脱硫塔底部的距离，H2表示2号测点与1号测点之间的距离，H3表示3号测点与2号测点之间的距离，其他距离编号以此类推。相应的，压力编号自下而上为P1、P2、P3……P10；
系统正常运行时，得到若干测点位置的压力P。由于最上层位置压力测点为烟气侧压力测点，不涉及浆液位置，且浆液密度要远大于烟气密度，故理论上浆液液面上方最近的压力测点(本实施例中为测点9)与最上层压力测点(本实施例中为测点10)的压力数值相近，理论上浆液液面位置压力与浆液液面上方最近的压力相近。
根据如下公式1)计算吸收塔浆液液位高度：
公式1)中，H为吸收塔浆液液位高度，单位为m；
H1为最下方的脱硫液位测量压力传感器与吸收塔塔底之间的距离，单位为m；
H2-Hn-1为两个相邻脱硫液位测量压力传感器之间的间距，单位为m；
ρ为吸收塔浆液的密度，单位为kg/m3；
g为重力加速度，单位为m/s2；
Pn及Pn-1分别为与浆液液面上方最近的测点位置及与该测点最接近的下一测点位置的压力，单位为KPa；
本实施例中，实际测量过程中，吸收塔液位位于8m-9m之间，测得P10为1.824KPa，P9为1.823KPa，P8为4.474KPa，由于P9与P10压力值接近且P9与P8压力值相差较大，因此可判断P9与P10两测点位于浆液液面之上，P8对应的测点在浆液液面下，并且P9所对应的测点位置为与浆液液面上方最近的测点位置。另，测点8和测点9之间的浆液密度为1081kg/m3，重力加速度为9.81m/s2。固定段高度(即H1+H2+……Hn-1)为8m，计算确定的变动段高度为0.25m。故，本实施例中确定的浆液液位高度为8.25m。
对比例
本对比例提供了一种吸收塔液位高度测量方法，其中，该方法采用传统的脱硫塔液位测量方式，其包括以下步骤：
传统的脱硫塔液位测量采用压力变送器的形式进行测量。假设传统方法压力变送器安装于2m的位置，此处压力值为68.102KPa，液面位置压力值为1.823KPa。由于高度2m以上吸收塔浆液的平均密度要大于测点8和测点9之间的平均密度，这里取传统方法所需的密度值为1100kg/m3。通过此方法确定的液位高度为：
由此可见，两种方法确定的吸收塔液位高度不同，显然本发明所提供的该考虑浆液密度差异的吸收塔(脱硫塔)液位高度测量方法更具有实际指导意义。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术发明之间、技术发明与技术发明之间均可以自由组合使用。
Claims (8)
1.一种考虑浆液密度差异的吸收塔液位高度测量装置，其特征在于，所述考虑浆液密度差异的吸收塔液位高度测量装置包括：若干脱硫液位测量压力传感器，所述若干脱硫液位测量压力传感器从最上方的脱硫液位测量压力传感器向吸收塔塔底等间距地安装于吸收塔侧壁，用以测量测点位置压力，且所述最上方的脱硫液位测量压力传感器设置于浆液液位最高压力点位置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述间距为1-2m。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述最上方的脱硫液位测量压力传感器的高度比吸收塔理论最高液位高度高1-2m。
4.一种考虑浆液密度差异的吸收塔液位高度测量方法，其特征在于，该方法是采用权利要求1-3任一项所述的考虑浆液密度差异的吸收塔液位高度测量装置实现的，其包括以下步骤：
(1)根据吸收塔理论最高液位高度确定浆液液位最高压力点位置；
(2)在吸收塔侧壁，于浆液液位最高压力点位置设置最上方的脱硫液位测量压力传感器，再从最上方的脱硫液位测量压力传感器位置向吸收塔塔底等间距地安装若干脱硫液位测量压力传感器，以获得各个测点位置的压力及高度数据；
(3)计算吸收塔浆液液位高度。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述浆液液位最高压力点位置的高度比吸收塔理论最高液位高度高1-2m。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述吸收塔理论最高液位高度通过查询吸收塔设计说明书和设计图纸获得。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(3)在计算吸收塔浆液液位高度前，还包括确定与浆液液面上方最近的测点位置的操作；具体包括：
将各测点位置的压力数据与所述浆液液位最高压力点位置的压力数据进行比较，若浆液液位最高压力点位置的压力与该浆液液位最高压力点位置相邻的下一测点位置的压力相差较大，则该浆液液位最高压力点位置为浆液液面上方最近的测点位置；
若浆液液位最高压力点位置的压力与该浆液液位最高压力点位置相邻的下一测点位置的压力接近，则继续将下一测点位置的压力与再下一测点位置的压力进行比较，直至相邻两个测点位置的压力数据相差较大时，停止进行比较，此时相邻两个测点位置中压力数据较小的位置为浆液液面上方最近的测点位置。
8.根据权利要求4或7所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，根据如下公式1)计算吸收塔浆液液位高度：
公式1)中，H为吸收塔浆液液位高度，单位为m；
H1为最下方的脱硫液位测量压力传感器与吸收塔塔底之间的距离，单位为m；
H2-Hn-1为两个相邻脱硫液位测量压力传感器之间的间距，单位为m；
ρ为吸收塔浆液的密度，单位为kg/m3；
g为重力加速度，单位为m/s2；
Pn及Pn-1分别为与浆液液面上方最近的测点位置及与该测点最接近的下一测点位置的压力，单位为KPa。
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