目前在脫硫裝置中,90%以上都是采用石灰/石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝,濕法脫硫的核心是石灰石漿液質(zhì)量,而石灰石漿液密度是表征石灰石漿液品質(zhì)的一個(gè)重要參數(shù)。由于脫硫系統(tǒng)漿液的腐蝕性及磨蝕性,同時(shí)又有很高的含固率(可達(dá)30%),無法采用常規(guī)檢測(cè)方法,使石灰漿密度計(jì)的選型具有很大限制。目前,國(guó)內(nèi)脫硫系統(tǒng)漿液密度測(cè)量方法主要有四種,即差壓在線式密度計(jì)、科氏力質(zhì)量流量法、γ射線放射吸收測(cè)量法,諧振音叉法。
一、差壓法
1、測(cè)量原理此種方法為間接測(cè)量法,即通過壓差變送器測(cè)量不同高度漿液之間的壓差,在變送器主板中根據(jù)ρ=P/gH計(jì)算出漿液密度,其中ρ為漿液密度,P為差壓變送器測(cè)出壓力,H為固定距離,g為常數(shù)。
2、主要優(yōu)點(diǎn):
(1)價(jià)格便宜。
(2)不需要單獨(dú)的測(cè)量管路系統(tǒng)。
以前傳統(tǒng)的差壓式原理測(cè)量漿液密度的方法占5%。傳統(tǒng)的測(cè)量方法是分別將兩臺(tái)液位變送器安裝在距離吸收塔或石灰石漿槽底部標(biāo)高0.5米和1.5米的地方,安裝角度采用向下傾斜30度安裝并加裝手動(dòng)隔離閥,采用間隔性沖洗。這種方法需要在系統(tǒng)里設(shè)定公式計(jì)算出漿液的密度,現(xiàn)場(chǎng)沒有密度顯示,同時(shí)這種安裝方式經(jīng)常造成介質(zhì)沉積和堵塞問題。海恩斯儀表研發(fā)生產(chǎn)HNS-MD系列差壓式在線密度計(jì),直接顯示和輸出密度值,用戶無需再計(jì)算。同時(shí)經(jīng)過大量的實(shí)踐,總結(jié)出兩種比較好的安裝方式,可以達(dá)到穩(wěn)定測(cè)量。
1、塔或罐體側(cè)壁雙法蘭安裝:
這種安裝方式式不會(huì)造成氣泡或介質(zhì)顆粒的沉積和堵塞,只要取壓口避開攪拌器攪拌時(shí)產(chǎn)生的漩渦面,就可以達(dá)到穩(wěn)定測(cè)量。當(dāng)存在線性誤差時(shí),在線式密度計(jì)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行修正。
2、管道旁通或主管法蘭安裝
這種管道安裝方式,如果漿液流速過快,會(huì)造成大的測(cè)量誤差和測(cè)量的不穩(wěn)定、甚至無法測(cè)量,所以,需要控制好流速,才能穩(wěn)定測(cè)量。
控制流速,首先考慮旁通安裝,這樣便于選擇小管徑的石灰漿密度計(jì),節(jié)約經(jīng)費(fèi)。當(dāng)石灰漿密度計(jì)只能安裝于主管道時(shí),我們會(huì)根據(jù)實(shí)際流量大小計(jì)算流速后選擇合適的石灰漿密度計(jì)管徑,將流速降到佳值,流體流經(jīng)石灰漿密度計(jì)時(shí)會(huì)經(jīng)歷擴(kuò)管、縮管的過程,這其中要避免產(chǎn)生渦流現(xiàn)象。石灰漿密度計(jì)測(cè)量室與膜片之間有足夠?qū)挼木嚯x,喇叭狀狐形焊接,這種結(jié)構(gòu)的好處除了介質(zhì)流經(jīng)測(cè)量室時(shí)不會(huì)直接沖刷膜片保證產(chǎn)品的壽命外,也能防止顆粒介質(zhì)或氣泡聚集所帶來的測(cè)量誤差。
另外,管道式石灰漿密度計(jì)都加裝有在線清洗口,當(dāng)停機(jī)時(shí),不用拆下管道就可以在線清洗膜片,這樣大大減少了維護(hù)人員的維護(hù)時(shí)間。同樣當(dāng)石灰漿密度計(jì)存在線性誤差時(shí)我們也可以用軟件進(jìn)行修正。
二、γ射線放射吸收測(cè)量法
1、測(cè)量原理
有核放射源發(fā)射的核輻射線(通常為γ射線)穿過管道中的介質(zhì),其中一部分被介質(zhì)散射或吸收,其余部分射線被安裝在管道另一側(cè)的探測(cè)器所接受,介質(zhì)吸收的射線量和被測(cè)介質(zhì)的密度呈指數(shù)吸收規(guī)律,即射線的投射強(qiáng)度隨介質(zhì)中固體物質(zhì)濃度的增加呈指數(shù)規(guī)律衰減,在已知核輻射源射出的射線強(qiáng)度和介質(zhì)吸收系數(shù)的情況下,只要通過射線接受器檢測(cè)透過后的射線強(qiáng)度,就可以檢測(cè)出流經(jīng)管道的漿液密度。華潤(rùn)電廠吸收塔密度測(cè)量就采用這種方法。
2.主要優(yōu)點(diǎn)
(1)維護(hù)量小
(2)不受壓力、溫度、流速影響
3.主要缺點(diǎn):
(1)要有放射性物質(zhì)使用證,限制其使用。
(2)不能區(qū)分懸浮固體和溶解固體。
(3)一旦管道內(nèi)出現(xiàn)凝結(jié)會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤信號(hào)。
三、科氏力質(zhì)量流量計(jì)
1.測(cè)量原理
測(cè)量管連續(xù)地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,因此共振頻率是流體密度的函數(shù),由此可得對(duì)應(yīng)的密度輸出信號(hào)。國(guó)內(nèi)大部分國(guó)企電廠脫硫系統(tǒng)都采用此種方法,是目前漿液密度主流測(cè)量方法。質(zhì)量流量計(jì)目前已進(jìn)口品牌為主,使用成本比較高。
2.優(yōu)點(diǎn):
(1)測(cè)量精確可靠。
(2)適應(yīng)漿液密度范圍寬。
3.缺點(diǎn):
由于該種形式的石灰漿密度計(jì)對(duì)流量要求高,但實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)由于流速高,磨損非常大;同時(shí)由于使用過程中逐步磨損,測(cè)量的零點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)飄移,經(jīng)常出現(xiàn)測(cè)量不準(zhǔn)和備品備件頻繁損壞的現(xiàn)象,需要不斷的進(jìn)行校驗(yàn)和更換新的備品。根據(jù)大部分使用單位反映出,使用科氏力質(zhì)量密度計(jì)的電廠都存在共性問題:性能不穩(wěn)定、可靠性差、測(cè)量管路磨損嚴(yán)重、更換備品頻繁、維護(hù)成本*。
四、諧振音叉密度計(jì)
1.測(cè)量原理
音叉密度計(jì)傳感器是根據(jù)元器件振動(dòng)原理而設(shè)計(jì),此振動(dòng)元件類似于兩齒的音叉,叉體因位于齒根的一個(gè)壓電晶體而產(chǎn)生振動(dòng),振動(dòng)的頻率通過另一個(gè)壓電晶體檢測(cè)出來,通過移相和放大電路,叉體被穩(wěn)定在固有諧振頻率上。當(dāng)介質(zhì)流經(jīng)叉體時(shí),因介質(zhì)質(zhì)量的改變,引起諧振頻率的變化。
2.優(yōu)點(diǎn):
安裝簡(jiǎn)單,即插即用,免維護(hù)。可以測(cè)量含有固體或氣泡的混合介質(zhì)密度。
3.缺點(diǎn):
該密度計(jì)用于測(cè)量易結(jié)晶、結(jié)垢以及有氣泡的介質(zhì)時(shí)效果不理想。