脫硫吸收塔液位測量的幾種方法

石彥鵬，崔 斌，楊永飛，周文紅，李新強(qiáng)

（1.內(nèi)蒙古京寧熱電有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000；2.太原市安正達(dá)電力電力技術(shù)有限公司，山西 太原 030000)

近幾年我國化工廠的數(shù)量越來越多，帶動了我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展的同時，也對環(huán)境產(chǎn)生一定的污染，其中工廠排出的廢氣中含有硫氧化物等有毒氣體，對空氣環(huán)境有很大的影響?，F(xiàn)在我國對環(huán)境保護(hù)的力度逐漸加大，對于工廠里的廢氣會通過煙氣脫硫系統(tǒng)分離出硫氧化物，防止有毒氣體排進(jìn)空氣。石灰石─石膏法脫硫技術(shù)是目前煙氣脫硫系統(tǒng)中主要采用的技術(shù)，吸收塔是石灰石─石膏法脫硫技術(shù)在對煙氣進(jìn)行脫硫中的重要設(shè)備，所測量的數(shù)據(jù)對整個脫硫系統(tǒng)的安全運行有著非常重要的作用。吸收塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有很多獨特的特點，傳統(tǒng)的液位測量計無法對其進(jìn)行測量，需要采用獨特的液位測量方法進(jìn)行測量，這些測量方法具有不同的特點和不足，本文主要對煙氣脫硫系統(tǒng)中，吸收塔液位測量的幾種方法進(jìn)行研究。

1 概述脫硫吸收塔

脫硫吸收塔是煙氣脫硫系統(tǒng)中的主要工作設(shè)備，其中內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要是由除霧層、吸收區(qū)、氧化區(qū)、噴淋區(qū)以及入口和出口煙道所構(gòu)成的。在進(jìn)行脫硫吸收塔的液位測量時，如果使用的是普通常見的容器，可以使用的液位測量計有很多，可以使用磁翻板液位計，這種液位計安裝在容器的側(cè)邊位置，也可以通過使用雷達(dá)液位計、超聲波液位計、浮子液位計等進(jìn)行測量，這些液位計在使用時放在容器的頂部。一些液體的密度所受到的溫度影響不大，所以常常使用敞口容器進(jìn)行放置，這時可以將壓力變送器放置在容器的底部位置，然后通過相應(yīng)的公式進(jìn)行計算。如果所使用的容器是密閉的，就應(yīng)該通過差壓變送器和相對應(yīng)的公式進(jìn)行計算，公式中主要包含液體的密度、高度、壓力、差壓以及變送器在容器上所安裝的位置[1]。

2 在進(jìn)行脫硫吸收塔液位測量時所出現(xiàn)的問題

在脫硫吸收塔的內(nèi)部的不同區(qū)域內(nèi)，含有多種不同的氣體和液體，所以，吸收塔內(nèi)的介質(zhì)是相對復(fù)雜的，測量也相對困難。其中吸收區(qū)內(nèi)主要包含各種液體混合物以及帶正壓的煙氣，而氧化區(qū)內(nèi)主要承載的是氧化的空氣以及硫酸鈣和亞硫酸鈣的漿液。除此之外，吸收塔漿池不可以使用雷達(dá)液位計或者超聲波液位計，因為它的上方含有很多的混合煙氣和噴淋漿液，而這兩種液位計需要安裝到容器的頂部。而在側(cè)邊安裝的壓力變送器，在測量的準(zhǔn)確性上有一定的偏差，并且在一些工作狀況惡略的情況下無法正常的使用，所以不適合漿液的測量。在脫硫系統(tǒng)中，主要采用的就是石灰石─石膏法脫硫技術(shù)，所以脫硫吸收塔液位的測量受到石灰石─石膏漿液的影響，其主要有三個特點。

第一，氧化空氣所使用的管道通常會安裝到相距吸收塔底部三米的位置，兩者之間的距離相對較遠(yuǎn)。但是，石灰石─石膏漿液中有相對較多的氧化空氣，這些氧化空氣在管道流動的過程中，其中的氣泡會因為壓強(qiáng)的減少而膨脹，這樣一來，就使得內(nèi)部漿液的密度上層和下層具有較大差距。

第二，當(dāng)漿液的含固量達(dá)到百分之二十的時候，煙氣脫硫系統(tǒng)的工作效率可以達(dá)到更好的水平。但是，當(dāng)含固量升高時，池內(nèi)的上下層密度就會出現(xiàn)不均勻的情況。

第三，石灰石─石膏漿液中含有很多的硫酸鈣和亞硫酸鈣，其中的亞硫酸鈣黏性較強(qiáng)。在工作的過程中需要將儀表設(shè)備的探頭伸入到漿液之中，這樣就會導(dǎo)致亞硫酸鈣粘在設(shè)備上，使得儀表設(shè)備無法正常的使用，造成測量出的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。

3 脫硫吸收塔液位測量的幾種方法

3.1 音叉密度計+壓力變送器測量回路

這一裝置中音叉密度計的主要作用是對漿液的密度進(jìn)行測量，需要安裝在吸收塔的側(cè)邊；壓力變送器的主要作用是對容器底部的壓力進(jìn)行測量，這一設(shè)備需要安裝在吸收塔的底部。在進(jìn)行設(shè)備的安裝時，需要保持設(shè)備與脫硫吸收塔的側(cè)壁為六十度左右的夾角，因為這樣的安裝方式可以最好的保證儀表設(shè)備在測量過程中的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。最后，還需要在整體設(shè)備中安裝一個沖水管道，對音叉密度計的傳感器進(jìn)行及時的清洗，以確保傳感器的準(zhǔn)確程度[2]。

這種方法的操作和所用設(shè)備都相對簡單，設(shè)備出現(xiàn)問題的可能性也相對減少，避免了因設(shè)備故障而影響工作效率，同時也減少了工作人員對設(shè)備的維護(hù)工作。但是，這一裝置在工作過程中需要將音叉密度計的探頭放入到脫硫吸收塔的內(nèi)部，從而妨礙了檢修閥門的放置。如果沒有檢修閥門，就會大大增加對音叉密度的檢修難度，需要停止整個脫硫系統(tǒng)的工作來將漿液全部排出，然后進(jìn)行拆除送檢。針對這一問題，可以通過冗余配置來增加這一裝置的穩(wěn)定性，盡量減少故障的發(fā)生。

3.2 質(zhì)量流量計+壓力變送器測量回路

這一裝置中質(zhì)量流量計的主要工作是對吸收塔內(nèi)的漿液密度進(jìn)行實時的測量，壓力變送器的主要工作是用所測量出來的壓力值來分析出吸收塔的漿液位置。對密度進(jìn)行測量時，回路主要是由閥門、壓力表、漿液抽取泵以及質(zhì)量流量計等構(gòu)成，進(jìn)行壓力測量時，需要用到閥門、壓力變送器以及沖洗管道等。在進(jìn)行密度測量的工作時，第一個打開入口閥門，在這之前將其他的閥門先行關(guān)閉，等待漿液完全進(jìn)去后，再逐一打開其他的閥門，最后根據(jù)相對應(yīng)的壓力表指示，對閥門進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，使其達(dá)到最合適的流速，過快或過慢都會對脫硫工作產(chǎn)生影響。

這一裝置中所采用的質(zhì)量流量計具有非常高的精準(zhǔn)度和穩(wěn)定性，使整體的數(shù)據(jù)測量的準(zhǔn)確性都有了很大的提升，對于脫硫系統(tǒng)的測量工作具有很大法幫助。這一裝置測量出的數(shù)值也具有較高的可靠性，并且所提供的是實時的測量結(jié)果。

3.3 差壓變送器+壓力變送器測量回路

在這一組合裝置中，對于漿液的密度測量主要依靠的是差壓變送器，而壓力變送器的工作內(nèi)容是先測量容器底部的壓力，然后通過相對應(yīng)的公式計算出脫硫吸收塔內(nèi)部漿液的位置。這其中的差壓變送器結(jié)構(gòu)是隔膜式分體的形式，在吸收塔的側(cè)面同時安裝上兩個遠(yuǎn)傳膜片，再采用毛細(xì)管與變送器進(jìn)行連接。

差壓變送器相對于前兩種方案中的音叉密度計和質(zhì)量流量計來說，成本更加低廉，同時也可以通過正確合理的應(yīng)用滿足脫硫系統(tǒng)的工作要求，總的來說性價比更高，所以常常應(yīng)用在脫硫系統(tǒng)中。吸收塔內(nèi)的漿液密度并不是固定不變的，氧化空氣的含量變化和分布情況；漿液位置的高度變化等，都會影響到吸收塔內(nèi)漿液的密度變化。所以，在某一時段、某一固定高度上測量出來的密度數(shù)據(jù)，并不能代表容器內(nèi)的真實密度情況。差壓變送器對于這一問題進(jìn)行了合理的解決，它所采用的兩個膜片安裝在不同的位置，兩者相差的距離較遠(yuǎn)，最后通過差壓變送器得到的密度結(jié)果是一定范圍內(nèi)的平均值，所以具有較高的真實性。但是，兩個膜片也使得這一裝置存在問題，在實際的應(yīng)用中，吸收塔內(nèi)的漿液高度有可能達(dá)不到高壓膜片的位置，這時所測量出來的數(shù)據(jù)信息不真實，就不再具有參考價值[3]。

4 結(jié)語

在工業(yè)發(fā)展迅猛的同時，也要注重生態(tài)的健康發(fā)展，有毒氣體的排出無論是對自然環(huán)境，還是人們的身體健康都有些嚴(yán)重的危害，所以工廠在排出廢氣之前，需要去除硫氧化物等有毒氣體。吸收塔液位的測量是脫硫系統(tǒng)在工作中的重要參數(shù)，會直接影響到系統(tǒng)的正常工作運行，因此，相關(guān)企業(yè)和技術(shù)人員，需要研究出更好的液位測量方法，提高測量吸收塔液位的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性[4]。