隨著環(huán)境保護要求的提高,國內(nèi)大型火力發(fā)電廠基本都上馬了煙氣脫硫工程,而在濕法脫硫工程中經(jīng)常需要實時在線測量吸收塔內(nèi)的液體密度(如石灰石漿液、硫銨等)。本文將介紹2種測量液體密度的方法,并從安裝和價格2個方面進行比較。
1 用質量流量計測量密度
1.1 質量流量計介紹
現(xiàn)階段各濕法脫硫工程中普遍使用的是科氏力質量流量計。質量流量計是根據(jù)科里奧利力原理制造的一種新型的直接測量封閉管道內(nèi)流體質量流量的測量儀表,其一般由信號測量傳感器和信號轉換器2部分組成。法國物理學家科里奧利在1832年研究水輪機時發(fā)現(xiàn),流體在旋轉的管內(nèi)流動時會對管壁產(chǎn)生一個力,這就是科里奧利力,簡稱科氏力。
1.2 質量流量計的安裝要求
質量流量計的安裝一般都需要考慮必要的前后直管段要求,要盡量遠離節(jié)流裝置,如閥門、孔板等。質量流量計經(jīng)常采用旁路安裝方式,此時需保證流經(jīng)質量流量計的介質流速不能低于1m/s,防止介質在質量流量計內(nèi)沉積造成堵塞,并考慮在安裝管路上設置自動排污及沖洗閥門。有的廠家建議將質量流量計垂直安裝于泵下游(避免被抽真空)垂直管道的最低點處,由于介質從下往上流,往往會給管道工藝設計帶來一定的不便。由于在濕法脫硫工程中被測量的介質具有酸性和較高的含固量,在稍大的流速下就會對質量流量計造成較大的磨損,所以,在選型時要考慮其材質能耐酸及耐磨損(一般可以考慮哈氏合金)。
1.3 質量流量計的缺點
在實際使用過程中發(fā)現(xiàn),科氏力質量流量計在剛開始使用時一般都比較準確,精度也很高。在使用一段時間后,可能由于操作環(huán)境惡劣的緣故,測量管路不斷振動,其測量值往往不準確;同時,在使用過程中要經(jīng)常對其進行沖洗,否則極易堵塞。另外,科氏力質量流量計價格很高,一般在10萬元以上,較便宜的也要五六萬元。
2 用隔膜式壓力變送器測量密度
2.1 安裝方法及原理
利用壓力變送器來間接測量塔內(nèi)液體密度,安裝簡單,價格便宜,可應用于精度要求不是特別高的場合。其測量方法如下:在吸收塔底部相對位置上、下2點安裝2個隔膜法蘭式壓力變送器。為了防止塔內(nèi)介質沉降凝結,吸收塔上一般都安裝了大型攪拌器。攪拌器不斷攪拌,介質就不會凝結,但在吸收塔最底部,由于攪拌器作用不到,隨著介質固體顆粒的不斷沉降,肯定會淤積凝結。所以,壓力變送器的安裝位置要離吸收塔最底部有一段距離,通常為1.3m左右。2個壓力變送器之間的高度差Δh為已知值。
根據(jù)阿基米德定律p=ρgh可知,p1=ρgh1,p2=ρgh2,所以有Δp=p1-p2=ρgh1-ρgh2=ρg(h1-h2)=ρgΔh,求得ρ=Δp/(gΔh)。
在求得介質密度ρ后,可通過h1=p1/(ρg),h=h1+h0求得塔內(nèi)的實際液位。在測量精度要求不高的情況下,可假定密度ρ為已知定值,通過這種方法直接用一個壓力變送器測得液位。由于吸收塔內(nèi)液位是相對波動的,所以,壓力變送器實際測得的壓力值本身就有誤差。濕法脫硫工程對塔內(nèi)液位控制精度要求不是很高,這一誤差不影響系統(tǒng)運行,可忽略。但塔內(nèi)介質液位是系統(tǒng)穩(wěn)定運行的一個重要參數(shù),通常采用“二選一”或“三選二”的冗余設計。
2.2 壓力變送器的選型
由于測量方法本身存在誤差,所以通常要求使用測量精度較高的隔膜式法蘭壓力變送器。由于塔內(nèi)介質易表面凝結,所以一般選用法蘭直徑較大的變送器(如DN80)并在選型時配帶沖洗環(huán),以便凝結堵塞時用沖洗水沖洗維護。為了適應酸性環(huán)境,變送器接液材料通常選用哈氏合金。3051L型液位變送器本身液位測量精度達0.075%,小巧而質輕,易于安裝與維護。此種壓力變送器目前市場價格一般為七八千元,遠低于科氏質量流量計的價格,而且安裝簡單,不占空間,無特殊要求,但要防止測量計接液面凝固堵塞。
3 結論
綜上所述,對于測量塔內(nèi)液體的密度,用質量流量計測量精度高,但安裝管路復雜、價格昂貴;而用壓力變送器測量的缺點是精度不太高,但安裝簡單、運行穩(wěn)定、易維護,最重要的是價格便宜。在脫硫工程競爭越來越激烈,合同價越來越低的情況下,使用壓力變送器測量密度是一個不錯的選擇,在許多工程中得到了實際應用。
|