CN112198086A - 一种脱硫吸收塔液位及浆液泡沫测量装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种脱硫吸收塔液位及浆液泡沫测量装置和方法，该测量装置包括浆液密度测量回路和压力测量系统，浆液密度测量回路由浆液密度泵入口阀门、浆液密度泵、浆液密度泵出口阀门、流量密度计和回流母管构成，压力测量系统则由浆液池低位压力测量点、浆液池高位压力测量点和烟气压力测量点组成。其测量方法为：根据高位和低位浆液压力变送器的测量数据以及高位和低位浆液压力变送器至吸收塔底部的高度，计算实际浆液密度，再根据流量密度计的测量数据，计算浆液泡沫系数，最后根据烟气压力变送器的测量数据，计算吸收塔液位高度。本发明的应用能够提高吸收塔液位的测量精度并监测吸收塔浆液起泡情况，更好地指导运行生产。

Description

一种脱硫吸收塔液位及浆液泡沫测量装置和方法
技术领域
本发明属于燃煤发电领域，具体涉及一种脱硫吸收塔液位及浆液泡沫测量装置和方法。
背景技术
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺是目前被广泛应用的脱硫技术，其核心装置为吸收塔。在运行过程中，常常会有吸收塔液位显示正常却发生起泡溢流的现象，在浆液起泡初期，如果未能及时监测并采取有效措施抑制起泡现象的发展，随着起泡现象的加重，将带来脱硫效率降低、石膏品质下降等问题，严重时会影响吸收塔上游设备的安全运行，可见吸收塔液位及浆液泡沫情况监测对脱硫系统安全稳定运行的重要性。
但目前吸收塔液位及浆液泡沫情况监测存在以下问题：
(1)密度计测量精度不足或不稳定，无法反映吸收塔内浆液的实际密度，进而引起计算的吸收塔液位与实际液位偏差大；
(2)由于浆液取样管道堵塞等情况造成的浆液压力测量不准确，进而影响吸收塔液位的计算；
(3)未考虑吸收塔入口烟气压力的作用，导致计算的吸收塔液位高于实际液位；
(4)无法衡量吸收塔浆液起泡情况。
发明内容
基于以上需求和问题，本发明的目的是提供一种脱硫吸收塔液位及浆液泡沫测量装置和方法，以提高吸收塔液位的测量精度并监测吸收塔浆液起泡情况，更好地指导运行生产。
本发明采用如下技术方案来实现的：
一种脱硫吸收塔液位及浆液泡沫测量装置，包括浆液密度测量回路和压力测量系统；其中，所述浆液密度测量回路包括依次连通的浆液密度泵入口阀门、浆液密度泵、浆液密度泵出口阀门、流量密度计和回流母管，浆液取自吸收塔底部，流经浆液密度测量回路后返回吸收塔；
所述压力测量系统包括浆液池低位压力测量点、浆液池高位压力测量点和烟气压力测量点，浆液池低位压力测量点和浆液池高位压力测量点均由浆液取样管道以及设置在浆液取样管道的浆液取样阀门和浆液压力变送器构成，烟气压力测量点则由设置于吸收塔入口烟道的烟气压力变送器构成。
本发明进一步的改进在于，浆液密度泵和浆液密度泵出口阀门之间连接有浆液密度泵冲洗水阀门及其冲洗水管道，浆液密度泵出口阀门和流量密度计之间连接有流量密度计冲洗水阀门及其冲洗水管道，浆液取样阀门和浆液压力变送器之间连接有浆液压力变送器冲洗水阀门及其冲洗水管道。
本发明进一步的改进在于，浆液池低位压力测量点和浆液池高位压力测量点采用双重或三重冗余设置。
本发明进一步的改进在于，浆液池低位压力测量点设置于吸收塔底部以上0.5～1.5m处，浆液池高位压力测量点设置于吸收塔正常液位以下1.0～2.0m处。
本发明进一步的改进在于，浆液取样管道与吸收塔壁面成45°角。
本发明进一步的改进在于，压力测量取样点和浆液密度取样点均设置于远离浆液循环泵入口和吸收塔搅拌器的位置，以避免浆液扰动影响取样的稳定性。
一种脱硫吸收塔液位及浆液泡沫测量方法，包括以下步骤：
获取高位和低位浆液压力变送器的测量数据以及高位和低位浆液压力变送器至吸收塔底部的高度；
根据所述高位和低位浆液压力变送器的测量数据以及高位和低位浆液压力变送器至吸收塔底部的高度计算实际浆液密度；
获取流量密度计的测量数据；
根据所述流量密度计的测量数据和所述实际浆液密度计算浆液泡沫系数；
获取烟气压力变送器的测量数据；
根据所述烟气压力变送器的测量数据、所述流量密度计的测量数据、所述浆液泡沫系数、所述高位和低位浆液压力变送器的测量数据以及高位和低位浆液压力变送器至吸收塔底部的高度计算吸收塔液位高度。
本发明进一步的改进在于，根据所述高位和低位浆液压力变送器的测量数据以及高位和低位浆液压力变送器至吸收塔底部的高度，计算实际浆液密度；，根据所述流量密度计的测量数据，计算浆液泡沫系数，其计算公式为：
Figure BDA0002751832690000031
Figure BDA0002751832690000032
式中，k为浆液泡沫系数，ρ、ρ'分别为测量浆液密度和实际浆液密度，p1、p2分别为浆液池低位和高位的压力测量值，h1、h2分别为浆液池低位和高位压力测量点至吸收塔底部的高度，Δp和Δh分别为高位压力测量点与低位压力测量点的压力差和高度差，g为重力加速度常数。
本发明进一步的改进在于，根据所述烟气压力变送器的测量数据，计算吸收塔液位高度，其计算公式为：
Figure BDA0002751832690000033
式中，h为吸收塔液位高度，p'为烟气压力测量值。
本发明进一步的改进在于，所述浆液泡沫系数k≥1，且浆液泡沫系数k越大说明吸收塔浆液起泡情况越严重。
本发明具有以下有益的技术效果：
(1)通过设置浆液密度测量回路提高浆液密度测量的稳定性和可靠性；
(2)浆液池压力测量点采用双重或三重冗余设置，且浆液取样管道与吸收塔壁面成一定角度，以此避免管道堵塞并提高测量的可靠性；
(3)考虑吸收塔入口烟气压力的作用，在吸收塔液位计算时进行修正，提高液位计算的精度；
(4)定义浆液泡沫系数k，并通过浆液泡沫系数k衡量吸收塔浆液起泡情况。
附图说明
图1为本发明实施例的工艺流程图。
附图标记说明：
1、浆液密度泵入口阀门；2、浆液密度泵；3、浆液密度泵出口阀门；4、流量密度计；5、回流母管；6、浆液密度泵冲洗水阀门；7、流量密度计冲洗水阀门；8、浆液取样管道；9、浆液取样阀门；10、浆液压力变送器；11、浆液压力变送器冲洗水阀门；12、烟气压力变送器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明提供一种脱硫吸收塔液位及浆液泡沫测量装置，包括浆液密度测量回路和压力测量系统；其中，浆液密度测量回路包括浆液密度泵入口阀门1、浆液密度泵2、浆液密度泵出口阀门3、流量密度计4和回流母管5，浆液取自吸收塔底部，流经浆液密度测量回路后返回吸收塔；压力测量系统包括浆液池低位压力测量点、浆液池高位压力测量点和烟气压力测量点，浆液池低位压力测量点和浆液池高位压力测量点均由浆液取样管道8、浆液取样阀门9和浆液压力变送器10构成，烟气压力测量点则由设置于吸收塔入口烟道的烟气压力变送器12构成。
浆液密度泵冲洗水阀门6及其冲洗水管道连接于浆液密度泵2和浆液密度泵出口阀门3之间，流量密度计冲洗水阀门7及其冲洗水管道连接于浆液密度泵出口阀门3和流量密度计4之间，浆液压力变送器冲洗水阀门11及其冲洗水管道连接于浆液取样阀门9和浆液压力变送器10之间。浆液密度泵2、流量密度计4及浆液压力变送器10应定期进行冲洗，冲洗期间，监测数据应保持以避免监测数据失准突变。
浆液池低位压力测量点和浆液池高位压力测量点采用双重或三重冗余设置，浆液池低位压力测量点设置于吸收塔底部以上0.5～1.5m处，浆液池高位压力测量点设置于吸收塔正常液位以下1.0～2.0m处，且浆液取样管道8与吸收塔壁面成45°角。
压力测量取样点和浆液密度取样点均设置于远离浆液循环泵入口和吸收塔搅拌器的位置，以避免浆液扰动影响取样的稳定性。
脱硫吸收塔液位及浆液泡沫测量方法，包括以下步骤：
根据高位和低位浆液压力变送器10的测量数据以及高位和低位浆液压力变送器10至吸收塔底部的高度，计算实际浆液密度，进一步地，根据所述流量密度计4的测量数据，计算浆液泡沫系数，其计算公式为：
Figure BDA0002751832690000051
Figure BDA0002751832690000052
式中，k为浆液泡沫系数，ρ、ρ'分别为测量浆液密度和实际浆液密度，p1、p2分别为浆液池低位和高位的压力测量值，h1、h2分别为浆液池低位和高位压力测量点至吸收塔底部的高度，Δp和Δh分别为高位压力测量点与低位压力测量点的压力差和高度差，g为重力加速度常数。
根据所述烟气压力变送器12的测量数据，计算吸收塔液位高度，其计算公式为：
Figure BDA0002751832690000061
式中，h为吸收塔液位高度，p'为烟气压力测量值。
浆液压力测量值其实是烟气压力值和浆液压力值之和，假如烟气压力在1000～2000Pa之间，即可换算成0.1～0.2m液位，若直接采用浆液压力测量值计算吸收塔液位，计算值将高于实际液位，因而在计算时应进行修正。
浆液泡沫系数k≥1，且浆液泡沫系数k越大说明吸收塔浆液起泡情况越严重，一般情况下，当k≥1.15时会往吸收塔添加消泡剂以有效抑制起泡现象。
在脱硫系统运行过程中，吸收塔液位高度h和浆液泡沫系数k均根据监测数据自动计算并显示在监控界面以指导运行人员。
本发明具有如下的优点：
(1)通过设置浆液密度测量回路提高浆液密度测量的稳定性和可靠性；
(2)浆液池压力测量点采用双重或三重冗余设置，且浆液取样管道与吸收塔壁面成一定角度，以此避免管道堵塞并提高测量的可靠性；
(3)考虑吸收塔入口烟气压力的作用，在吸收塔液位计算时进行修正，提高液位计算的精度；
(4)定义浆液泡沫系数k，并通过浆液泡沫系数k衡量吸收塔浆液起泡情况。
本发明应用后，提高了吸收塔液位的测量精度并监测吸收塔浆液起泡情况，能够更好地指导运行生产。
本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定。

Claims (10)

1.一种脱硫吸收塔液位及浆液泡沫测量装置，其特征在于，包括浆液密度测量回路和压力测量系统；其中，
所述浆液密度测量回路包括依次连通的浆液密度泵入口阀门(1)、浆液密度泵(2)、浆液密度泵出口阀门(3)、流量密度计(4)和回流母管(5)，浆液取自吸收塔底部，流经浆液密度测量回路后返回吸收塔；
所述压力测量系统包括浆液池低位压力测量点、浆液池高位压力测量点和烟气压力测量点，浆液池低位压力测量点和浆液池高位压力测量点均由浆液取样管道(8)以及设置在浆液取样管道(8)的浆液取样阀门(9)和浆液压力变送器(10)构成，烟气压力测量点则由设置于吸收塔入口烟道的烟气压力变送器(12)构成。
2.根据权利要求1所述的脱硫吸收塔液位及浆液泡沫测量装置，其特征在于，浆液密度泵(2)和浆液密度泵出口阀门(3)之间连接有浆液密度泵冲洗水阀门(6)及其冲洗水管道，浆液密度泵出口阀门(3)和流量密度计(4)之间连接有流量密度计冲洗水阀门(7)及其冲洗水管道，浆液取样阀门(9)和浆液压力变送器(10)之间连接有浆液压力变送器冲洗水阀门(11)及其冲洗水管道。
3.根据权利要求1所述的脱硫吸收塔液位及浆液泡沫测量装置，其特征在于，浆液池低位压力测量点和浆液池高位压力测量点采用双重或三重冗余设置。
4.根据权利要求3所述的脱硫吸收塔液位及浆液泡沫测量装置，其特征在于，浆液池低位压力测量点设置于吸收塔底部以上0.5～1.5m处，浆液池高位压力测量点设置于吸收塔正常液位以下1.0～2.0m处。
5.根据权利要求1所述的脱硫吸收塔液位及浆液泡沫测量装置，其特征在于，浆液取样管道(8)与吸收塔壁面成45°角。
6.根据权利要求1所述的脱硫吸收塔液位及浆液泡沫测量装置，其特征在于，压力测量取样点和浆液密度取样点均设置于远离浆液循环泵入口和吸收塔搅拌器的位置，以避免浆液扰动影响取样的稳定性。
7.权利要求1至6中任一项所述的脱硫吸收塔液位及浆液泡沫测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取高位和低位浆液压力变送器(10)的测量数据以及高位和低位浆液压力变送器(10)至吸收塔底部的高度；
根据所述高位和低位浆液压力变送器(10)的测量数据以及高位和低位浆液压力变送器(10)至吸收塔底部的高度计算实际浆液密度；
获取流量密度计(4)的测量数据；
根据所述流量密度计(4)的测量数据和所述实际浆液密度计算浆液泡沫系数；
获取烟气压力变送器(12)的测量数据；
根据所述烟气压力变送器(12)的测量数据、所述流量密度计(4)的测量数据、所述浆液泡沫系数、所述高位和低位浆液压力变送器(10)的测量数据以及高位和低位浆液压力变送器(10)至吸收塔底部的高度计算吸收塔液位高度。
8.根据权利要求7所述的脱硫吸收塔液位及浆液泡沫测量方法，其特征在于，根据所述高位和低位浆液压力变送器(10)的测量数据以及高位和低位浆液压力变送器(10)至吸收塔底部的高度，计算实际浆液密度；，根据所述流量密度计(4)的测量数据，计算浆液泡沫系数，其计算公式为：
Figure FDA0002751832680000021
Figure FDA0002751832680000022
式中，k为浆液泡沫系数，ρ、ρ'分别为测量浆液密度和实际浆液密度，p1、p2分别为浆液池低位和高位的压力测量值，h1、h2分别为浆液池低位和高位压力测量点至吸收塔底部的高度，Δp和Δh分别为高位压力测量点与低位压力测量点的压力差和高度差，g为重力加速度常数。
9.根据权利要求8所述的脱硫吸收塔液位及浆液泡沫测量方法，其特征在于，根据所述烟气压力变送器(12)的测量数据，计算吸收塔液位高度，其计算公式为：
Figure FDA0002751832680000031
式中，h为吸收塔液位高度，p'为烟气压力测量值。
10.根据权利要求8所述的脱硫吸收塔液位及浆液泡沫测量方法，其特征在于，所述浆液泡沫系数k≥1，且浆液泡沫系数k越大说明吸收塔浆液起泡情况越严重。
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CN114712997A (zh) * 2022-05-11 2022-07-08 广东寰球广业工程有限公司 一种用于脱除重组分的工艺及其系统和应用

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