CN111175182A - 一种火电厂脱硫石灰石浆液密度测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火电厂脱硫石灰石浆液密度测量方法，通过设置在石灰石浆液制备箱出口处的超声密度计和设置在石灰石浆液制备箱箱壁的三个压力变送器，提供了一种更为可靠的石灰石浆液的密度测量方法。

Description

一种火电厂脱硫石灰石浆液密度测量方法

技术领域

本发明涉及浆液密度测量装置，尤其涉及脱硫石灰石浆液的密度测量。

背景技术

烟气脱硫装置系统已是我国火电厂及其它炉窖、烧结机必须具有的环保装置。脱硫是将煤中的硫元素用钙基等方法固定成为固体防止燃烧时生成SO₂。在众多脱硫工艺中，石灰石－石膏湿法烟气脱硫是目前世界上技术最成熟、适合我国国情且国内应用最多的高效脱硫工艺。在该工艺中，采用石灰石作为脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应从而被脱除，最终反应产物为石膏。

石灰石浆液的性能是影响湿法烟气脱硫效率的主要因素,而石灰石浆液的密度又是影响其性能的主要参数。石灰石浆液制备过程中，密度较高易造成搅拌器负荷过大损坏，同时不利于吸收剂水解，破坏吸收浆液品质的同时大量未反应的吸收剂随脱硫副产物带出系统，造成大量浪费。密度较低则维持吸收浆液pH所需脱硫剂浆液量过大，导致吸收系统液位过高，衍生出溢流、烟道倒灌浆液及氧化风机负荷过大等诸多问题。同时在机组负荷升高及入炉煤硫分增加时，低密度吸收剂浆液无法保证调整的及时性，使得排放环保参数超标。

火电厂脱硫剂浆液制备过程中广泛采用浆液泵出口加装超声密度计来监控浆液密度。超声密度计工作原理基于超声波在液体中的传导速度：超声波在特定的温度下，在特定的浓度或密度的液体中传递的速度是确定的，液体的浓度变化则超声波的传导速度相应改变。液体中超声波的传导速度是液体弹性模数和密度的函数，因而液体在一定温度下超声波在其中的传导速度的不同则反映了液体浓度或密度的相应变化。这样，当仪表的超声波传感单元给出一个超声波信号并测量出其在过程液体中的传递速度及液体当前温度时，仪表即可通过这些浓度与温度、速度的相关数据运算，精确求出当前浓度或密度值。

但是，超声密度计密度监视受浆液泵运行情况影响较大，易受脱硫剂杂质颗粒磨损及气泡影响，故障率高，频繁导致运行失去监视，在机组负荷及入炉煤硫分变化时严重威胁系统安全，同时不利于脱硫水平衡调整。

另一种较为可靠的差压式密度计的测量原理是通过液柱产生的重力差△P＝ρgh，当h一定时，差压变送器测出的差压值除以重力加速度和长度就得到密度值。差压式密度计是一款简单、实用、性价比高的产品。但该产品存在误差大、测量不稳定等缺点。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种更为可靠和精确的的石灰石浆液的密度测量系统和方法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是一种更为可靠和精确的石灰石浆液的密度测量系统和方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种火电厂脱硫石灰石浆液密度测量方法，包括如下步骤：

(1)在石灰石浆液制备箱出口处设置超声密度计，将所述超声密度计测得的密度数据S1通过无线或有线的数据链路传送至控制单元；

(2)在所述石灰石浆液制备箱箱壁上设置三个高度不同的压力变送器，由上至下分别为第一压力变送器、第二压力变送器和第三压力变送器；所述第一压力变送器和第二压力变送器之间，以及所述第二压力变送器和所述第三压力变送器之间距离为H；将所述第一压力变送器测得的压力数据P1、所述第二压力变送器测得的压力数据P2、所述第三压力变送器测得的压力数据P3通过无线或有线的数据链路传送至所述控制单元；

(3)由所述控制单元计算得到ρ1＝(P2-P1)/Hg，ρ2＝(P3-P2)/Hg，其中g为重力加速度；再进一步计算得到S2＝(ρ1+ρ2)/2；

(4)在所述控制单元中设定基准值S和偏差值d，且当S1与S之差的绝对值小于等于偏差值d时，则所述控制单元以S1为最终的石灰石浆液密度值；当S1与S之差的绝对值大于偏差值d时，则所述控制单元以S2为最终的石灰石浆液密度值。

进一步地，所述第三压力变送器高度为距箱底1米，所述第一压力变送器与所述第二压力变送器、所述第二压力变送器与所述第三压力变送器的高度差H为0.5米。

更进一步地，所述基准值S为25％，而所述偏差值d为10％。

这样，在一般情况下，即超声密度计工作正常时，控制单元以精确度更高的密度数据S1为最终浆液的密度值，当超声密度计工作不正常，造成数据丢失会偏差过大时，控制单元则以可靠性更高的S2为最终的密度值，从而在石灰石浆液密度的监控的精确性和可靠性之间取得平衡。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例中的石灰石浆液的密度测量系统的示意图。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

图1示出了根据本发明的一个较佳实施例，包括浆液制备箱1、石灰石浆液2和搅拌器5。搅拌器5对浆液制备箱1中的石灰石浆液2进行搅拌。为对石灰石浆液2的密度进行测量监控，在浆液出口8处设置了超声密度计6，得到超声密度数据S1，并将S1通过数据链路发送至控制单元(DCS)7。同时在浆液制备箱1的侧壁设置有三个压力变送器4，测得压力数据P1,P2,P3，其中P1距箱底1米，P2与P1；P3与P2间隔垂直距离H＝0.5米，水平距离0.4米，将P1,P2,P3传送至控制单元(DCS)7。因P＝ρgh(P为脱硫剂制备箱加装压力变送器测量值，ρ为脱硫剂浆液密度，h为加装压力变送器所处脱硫剂浆液下高度)，为保证密度ρ的计算精度，减小误差，P1与P2在已知测量压力值及高度差下计算ρ1＝(P2-P1)/Hg；P2与P3在已知测量压力值及高度差下计算ρ2＝(P3-P2)/Hg，并计算得到S2＝(ρ1+ρ2)/2。通过对三个点的压力值计算出的密度值取平均值，相比传统的两点式压力差式密度计，可靠性更高。

控制单元7对数据S1和数据S2进行如下的处理，首先在控制单元7中设定基准值S(如25％)和偏差值d(如正负10％)，当S1与S之差的绝对值小于等于偏差值d时，控制单元7以S1为最终的石灰石浆液密度值，当S1与S之差的绝对值大于偏差值d时，则控制单元7以S1为最终的石灰石浆液密度值。这样，在一般情况下，即超声密度计6工作正常时，控制单元7以精确度更高的密度数据S1为最终浆液的密度值，当超声密度计6工作不正常，造成数据丢失会偏差过大时，控制单元7则以可靠性更高的S2为最终的密度值，从而在石灰石浆液密度的监控的精确性和可靠性之间取得平衡。

上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，都属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种火电厂脱硫石灰石浆液密度测量方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)在石灰石浆液制备箱出口处设置超声密度计，将所述超声密度计测得的密度数据S1通过无线或有线的数据链路传送至控制单元；

(2)在所述石灰石浆液制备箱箱壁上设置三个高度不同的压力变送器，由上至下分别为第一压力变送器、第二压力变送器和第三压力变送器；所述第一压力变送器和第二压力变送器之间，以及

所述第二压力变送器和所述第三压力变送器之间距离为H；将所述第一压力变送器测得的压力数据P1、所述第二压力变送器测得的压力数据P2、所述第三压力变送器测得的压力数据P3通过无线或有线的数据链路传送至所述控制单元；

(3)由所述控制单元计算得到ρ1＝(P2-P1)/Hg，ρ2＝(P3-P2)/Hg，其中g为重力加速度；再进一步计算得到S2＝(ρ1+ρ2)/2；

(4)在所述控制单元中设定基准值S和偏差值d，且当S1与S之差的绝对值小于等于偏差值d时，则所述控制单元以S1为最终的石灰石浆液密度值；当S1与S之差的绝对值大于偏差值d时，则所述控制单元以S2为最终的石灰石浆液密度值。

2.如权利要求1所述火电厂脱硫石灰石浆液密度测量方法，其中，所述第三压力变送器高度为距箱底1米，所述第一压力变送器与所述第二压力变送器、所述第二压力变送器与所述第三压力变送器的高度差H为0.5米。

3.如权利要求1所述火电厂脱硫石灰石浆液密度测量方法，其中，所述基准值S为25％，而所述偏差值d为10％。

Images