（中国神华能源股份有限公司国华惠州热电分公司 广东惠州 516082）
摘要：在本研究中主要针对多种测量脱硫系统浆液采用的密度计原理、特点进行分析，分别阐述不同密度计安装方式的优、缺点以及其使用条件，其中针对科氏力密度计的缺点提出有效解决措施，能够充分利用液体内部压强公式，优化和计算浆液密度数据，进而能够为工作人员提升浆液密度测量的可靠性提供重要参考。
关键词：脱硫；石膏；密度；测量；创新
在石膏湿法脱硫系统中吸收塔浆液的密度是重要数据，会从一定程度上影响脱硫剂的消耗，脱硫效率以及副产品品质以及整个系统运行稳定。在本研究中以神华国华惠州热电公司作为研究对象，在2016年该公司完成2号机组超低排放改造，安装一套石膏浆液自排差压式密度测量装置，经过投入使用之后，石膏浆液密度在测量过程中偏差较大，而且信号波动范围大，ph计测量值与现有石膏排出泵管道ph计测量值存在较大偏差，导致无法准确测量脱硫塔中石膏浆液的密度，需要转运，无法停运石膏浆液排出泵，导致石膏浆液排出泵长期处于运行状态，基于此，需要进行石膏密度计的自排差压测量改造。
1吸收塔密度测量的方式
对于脱硫系统浆液密度测量仪在选择过程中需要考虑脱硫浆液的磨蚀性，腐蚀性，固体悬浮物沉积，结垢等多种因素，找到其可靠性、可用性。当前对于吸收塔浆液密度测量采用的方法包括科氏力质量流量法，差压法以及射线放射吸收测量法。具体来看：第一， 射线放射吸收测量法，该方法是充分借助有核放射源所发射的 射线使其穿过管道介质，其中部分射线能够被介质所吸收，而部分射线则被安装于管道另一侧探测器接受，所吸收的射线量与被测介质密度呈现指数关系，即随介质中固体物质浓度增加，射线投射强度呈现指数衰减，在已知核辐射源所发射的射线强度和介质吸收基础上，可通过射线接收器检测射线强度，进一步计算流经管道的浆液密度。利用放射性密度计进行测量时测量信号与浓度并不是呈现线性关系的，并且由于管道内壁出现结构或者磨损将会导致测量存在较大误差，因此，在实际使用过程中由于采用放射性仪器进行测量时审批程序相对复杂，并且还需要严格检查和管理放射源，因此这种密度计仅在早期或者项目中使用。第二，质量流量计，早期工厂采用科氏力质量流量计，从其原理上来看，测量管能够通过一定共振频率实现振动，振动频率会随流体密度发生变化，因此振动频率是流体密度的函数，可获得对应密度输出信号，利用质量流量器进行测量其安装无误，便捷，具有较高的测量精确度，同时能够测量流量密度，具有较强的适应性。但同时由于质量流量计是与测量浆液直接接触的，现场由于流速较高，对于设备的磨损程度较大，同时同时在使用过程中会逐步磨损设备，导致测量零点出现一定程度的漂移，经常会出现测量不准或者设备元部件频繁损坏的现象，需要不断进行校验和零部件更换。在实际使用过程中需要使用合金材料，因此成本较高，除此之外，该设备内部还有振动管，在测量过程中很容易堵塞振动管，并且如果为水平安装时，堵塞更为严重，即便采取冲水处理也无法缓解堵塞问题，基于此，采用该方法实用性不强。第三，高度差测密度，利用液位变送器高度差进行密度测量，是通过液体压力进行计算浆液密度的，如下公式所示
Δp=ρgh
在上述公式中两点压差用Δp表示，重力加速度为g，浆液密度为ρ，低压侧压力取样位置1与高压位置压力取样位置2之间的距离为h。在上述公式中h为固定值，可根据两点压力差进一步推算浆液密度，可选择变送器型号为51l3acotd ee ab m5，其量程为200千帕以下，能够在吸收塔塔壁法兰位置直接安装液体变送器，利用差压法进行浆液密度测量时，其方法操作简单，具有较高的耐磨、耐腐蚀性，成本低。
2施工方案分析
通过利用原有三台液位变送器实现安装于距离吸收台底部1.3米位置，另一台液位变送器可安装于距离塔底高5.7米位置，为防止在测量过程中压力变送器测量不准，需要针对变送器测量管道进行冲洗水的安装，防止沉积浆液影响最终的测量结果，并且安装压力变送器隔膜片，要求距离吸收塔浆液越近越好，及时调整安装角度，通常向下30度为最佳，避免出现水平安装，禁止测量管道向上安装，防止出现浆液沉积的问题。在距离吸收塔底部高0.5~2米位置安装吸收塔液位变送器，如果安装高度较低很容易被自然沉积石膏影响，如果安装过高时维护不便，水平距离搅拌器两米位置以避免出现中心角沉积浆液，可设置三台标高为1.3米液位变送器，其实际静压为p1，在标高位置5.7米位置实际静压为p2，液位变压变送器压差为p，则存在下列公式。
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根据上列公式计算密度值即石膏浆液的密度值，在实际过程中经常会存在测量误差，主要是由于：第一，未按照上述安装导致浆液流通不畅，最终使液位测量不准，针对这一问题可以及时去除液位变速器，手动隔离阀，尽可能缩短取样法兰距离，使其距离吸收塔壁的位置越近越好，安装时应当线下倾斜30度为宜。第二，在正常运行过程中，由于吸收塔浆液很容易受到泡沫、搅拌器、氧化风机、循环泵因素的影响，导致差压信号会出现尖波，跃变，进而导致所测数据不稳。基于这种问题可以在DCS内部阻塞采用滤波方式，进而减少干扰误差。第三，在采用自动水冲洗过程中，由于冲洗水加入会导致水压增加，进而影响测量结果，基于这种问题可在DCS内部进行控制处理，当发出自动冲水指令之后可以切除测量信号，确保上次未清洗的测量值不变。第四，在现场测量过程中，在线测量密度值是与第三方手动测量数据存在误差的，基于这种问题，可通过第3方多次采样进行手动比较，总结规律，同时也可在DCS补偿装置的设置，以提供较高的测量精确度。
除此之外，需要在液位计测量管路中直接安装专用水进行液位冲洗水，能够直接有效冲洗测量管路，以防出现管路堵塞的问题。
3实际调研情况
我是高密度计测量装置安装图，根据该图在脱硫吸收塔底部一米位置安装取样孔，在自流管道水平位置进行科氏力密度计的安装，在一路浆液取样管路安装ph计，浆液进入垂直安装流通值之后，能够从上部两侧管道一流浆液取样管道，能够分别安装冲洗水阀和隔离阀。当前针对金湾电厂石膏浆液密度自流取样改造，其整体管路设置简单，取样管出来之后能够直接安装ph计、密度计，就近排放浆液箱中，自流取样管路较短。经过投运之后，该系统未出现石膏浆液堵塞，导致取样管路运行异常，能够准确稳定测量浆液的密度和ph值，其运行曲线如下图所示。
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除此之外，经过优化之前设备需要反复进进行冲洗标定，在这一过程中需要耗费大量的人力，物力，并且设备成本高，更换设备需要花费20万左右，而利用现有液位变速器仅需安装1万元成本的变动器，再加上其余费用低于10万，经过优化改造之后，能够提高电厂的整体经济效益。
小结
总而言之，在本研究中结合压力差测量原理以及吸收塔尺寸，提出看采用差压法密度测量的方式，进一步获取石膏浆液密度。同时设计专用自动冲洗水能够解决测量管路堵塞和磨损问题，确保其测量精确度，可实现连续性密度测量。针对在吸收塔浆液运行过程中。受浆液循环泵，冲洗水，搅拌器等因素的影响，导致差压信号发生变化，可以在DCS内部设置信号保持滤波，实现数据处理。，以提高测量的精确度和系统运行可靠性。
参考文献
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