脱硫吸收塔改造中的仪表选取方案

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1、火力发电厂火力发电厂 2300W2300W 机组脱硫工程改造项目机组脱硫工程改造项目 分析仪表选取方案分析仪表选取方案吴吴 俊俊138080245591380802455920142014 年年 7 7 月月发电厂 2300W 机组脱硫工程除雾器设备改造项目中的仪表配置1目录目录1、总述.22、恢复吸收液 pH 值仪表测量.33、恢复吸收液中的密度计使用.44、测量吸收塔内的氧含量.75、冲洗管压力表的配置.86、仪表配置清单.9发电厂 2300W 机组脱硫工程除雾器设备改造项目中的仪表配置21 1、总总述述铜川电厂脱硫系统其主要产生垢类位置，在吸收塔烟气入口处至第一层喷 嘴之问，以及最后一层

2、嘴与烟气出口之问的塔壁面，属于“湿一干”交界区， 这部分最容易结垢，由于浆液中含有 CaSO4、CaSO3、CaCO3 及飞灰中含有硅、 铁、铝等物质，这些物质具有较大的粘度，当浆液碰撞到塔壁时，它们中的部 分便会粘附于塔壁而沉降下来。同时，由于烟气具有较高温度，加快沉积层水 分的蒸发，使沉积层逐渐形成结构致密，类似于水泥的硬垢。除雾器出现过堵塞现象严重，叶片上形成结构致密，类似于水泥的硬垢造 成投运不到 2 年全部更换。主要由雾滴所携带的浆液碰到折板而形成的。湿法脱硫装置中强制氧化系统的氧化空气管内也出现“结垢。氧化风机运 行时，其出口风温可高达 l00，这使得由于氧化空气的冲击而附着在氧化

3、风 管内壁的石膏浆液很快脱水结块，随着运行时间的增加，也就逐渐形成了氧化 空气管的大面积堵塞，湿法脱硫装置的氧化风机出口喷嘴被石膏堵住的现象。其上述结垢原因除设备自身因素外，如塔高度及效率、喷淋效果、烟尘除 尘效果、除雾器（本次全部更换）等等，其主要因素还是与采用人工分析试样 及分析仪表的缺失造成，唐湖电厂脱硫中现部份仪表已经完全失效，现阶段全 部通过人工分析测量，其效率低下，且不同的人分析测量的石灰水含量值相互 之间相差太大。这些仪表包括：吸收塔上石灰水喷管 PH 值及密度测量、氧含量 分析、压力测量、石灰水箱配置石灰水密度测量。现阶段这类仪表的缺失，造成吸叫塔运行中石膏浓度超过了浆液的吸收

4、极 限，石膏以晶体的形式开始沉积，在高饱和度情况下，就会形成晶核，同时这 些晶体也会在各种物体表面及特别是除雾器表面上生长，导致吸收塔内壁结垢， 除雾器上层堆积产生灰垢。这个过程中氧含量过低还会形成更难溶于水的亚硫 酸钙类吸附在塔内壁及除雾器上叶片，造成塔压降升高，除雾器失效。本方案意在恢复及更换这些类仪表，通过仪表在线及连续分析测量，提高 脱硫效率，减少亚硫酸钙类顽固难溶于水的垢类化学物的形成。通过对相关仪表的恢复与更换后，及时了解运行情况，在运行时通过以下在运行时通过以下 几方面来预防结垢的发生：几方面来预防结垢的发生：发电厂 2300W 机组脱硫工程除雾器设备改造项目中的仪表配置3 提高

5、锅炉电除尘器的效率和可靠性，使吸收塔入口烟尘在设计范围内。 运行控制吸收塔浆液中石膏过饱和度最大不超过 140%。 选择合理的 PH 值运行，尤其避免 PH 值的急剧变化。 保证吸收塔浆液的充分氧化。 可以向吸收剂中加入添加剂如镁离子、乙二酸等。乙二酸可以起到缓冲 pH 值的作用，抑制 SO2 的溶解，加速液相传质，提高石灰石的利用率。 镁离子的加入生成了溶解度大的 MgCO3，增加了亚硫酸根离子的活度， 降低了钙离子的浓度，使系统在未饱和状态下运行，以防结垢。 对接触浆液的管道在停运时及时冲洗干净。 定期检查，及时发现潜在的问题。2 2、恢复吸收液恢复吸收液 pHpH 值仪表测量值仪表测量吸

6、收液 pH 值的剧烈变化，低 pH 值时，亚硫酸盐溶解度急剧上升，硫酸盐 溶解度略有下降，会有石膏在很短时间内大量产生并析出，产生硬垢。而高 pH 值亚硫酸盐溶解度降低，会引起亚硫酸盐析出，产生软垢，控制石灰水的 PH 值， 一般情况下, 控制吸收塔浆液的 pH 值在 5.2 5.8 波动范围小，靠人工分析 测量误差大，影响脱硫效率。因此、恢复吸收液管道上的 PH 仪表，现阶段 PH 仪表完全损坏，无法使用 更换采用中文菜单的显示仪表，测量部份采用进口传感器，方便操作人员使用 又不失去测量的准确性。2.12.1PHPH 仪表技术及特点仪表技术及特点选用中文显示仪表表头，测量传感器采用全进口 A

7、BB 公司 AP300 系列，解 决操作困难带来的测量不确定性，采用扁平电极 头，防止清洗过程中，对电极玻璃球泡的损坏。 中文显示仪表仪表型号：AXD 系列 PH 计。 中文显示仪表工作电源：交流 220V。 采用进口 ABB 公司测量电极。 电极型号（10-100，0-14pH，球泡扁平 式）。采用全金属材质，能耐较高温度和 介质腐蚀，电极头部为平头，以增加耐机 械磨损性能。发电厂 2300W 机组脱硫工程除雾器设备改造项目中的仪表配置4 PH 计支架型号：PH2000-ST。 电极耐用的设计，最大程度的保护 内部电解液为一种高度抗污染的凝胶，结合抗污染的 PTFE 液接，对过 程污染物进行

8、一体式防护。这些部件封装在耐用的传感器体内，最大程 度地防护化学侵蚀。 传感器可以在高达 105（221）及 6 巴 （90psi）压力下工作。2.22.2测量传感器测量传感器 一体化设计传感器AP300 系列是一种复合式组合电极，所有传感器元 件均在一个紧凑的传感器体内，包括测量元件、参比及 温度传感器。这减少成本并改善性能。凝胶填充参比部 分意味着本传感器除定期清洗及校验以外几乎无需任何 维护。 平板玻璃及高效自清洗液接设计采用了抗污垢 PTFE，以实现自清洗。与 ABB 平板玻璃技术一道使用时，AP300 对在线对电极的 覆盖（尤其是纤维性介质）具有最大的抵抗力。3 3、恢复吸收液中的密

9、度计使用恢复吸收液中的密度计使用现阶段这类仪表的缺失，造成吸收塔运行中石膏浓度超过了浆液的吸收极 限，石膏就会以晶体的形式开始沉积，在吸收塔的石膏浆液中的 CaSO4. 2H2O 过饱和度大于或等于 1.4 时，石膏晶体将在悬浮液中已有的石膏晶体表面进行 生长，当饱和度达到更高值时，就会形成晶核，同时，晶体也会在其它各种物 体表面及特别是除雾器表面上生长，导致吸收塔内壁结垢，在上层除雾器的叶 片上以及再器管壁上，由于冲洗不能完全彻底，都有明显的浆液黏积现象，在 水力旋流器溢流的盖子上以及底部分流器管子上，均有结垢发生。要使 过饱和度1.4（吸收塔浆液浓度一般按设计控制在 2025左右， 吸收塔

10、的石膏浆液中的 CaSO4. 2H2O 过饱和度比1.4。），就需适当地设计吸 收塔内的石膏浆液浓度、液气比。发电厂 2300W 机组脱硫工程除雾器设备改造项目中的仪表配置5因此，本方案除雾器改造方中，提出恢复测量密度计就显得非常重要了， 不仅是减少除雾器表面积垢，减少塔内压降，提高脱硫效率具有实质性的意义。 在磨机浆液箱泵出口母管装上密度计。在磨机浆液箱泵出口母管装上密度计。磨机浆液箱密度石灰石和回收水进入湿式球磨机经磨机粉碎和搅拌,制成石 灰石浆,进入磨机浆液箱，由磨机浆液箱泵将浆液输送至石灰石旋流站。在磨机在磨机 浆液箱泵出口母管装上密度计浆液箱泵出口母管装上密度计,输出一路密度信号,以

11、检测浆液质量,维持磨机石 灰石进料量和给水量的平衡。当密度值偏高时,说明浆液中石灰石含量过高,此 时从石灰石旋流站溢流出的浆液不能进入石灰石浆液箱,而应重新进入磨机进行 研磨。这时应调节石灰石变频给料机,减少进入磨机的石灰石量,同时调节进水 量,以维持浆液合理的配比,直到满足工况要求为止。此处浆液密度一般为 1400kg/m3 左右。反之,则增加。当然,如果采用 85%纯度的生石灰粉进行制浆, 则不需要磨机及浆液箱了 在吸收塔入口管道上安装密度计、在吸收塔入口管道上安装密度计、pHpH 表和流量表，为监测吸收塔内石膏表和流量表，为监测吸收塔内石膏 浆液密度和浆液密度和 pHpH 值的大小值的大

12、小。石灰石浆液箱密度从石灰石旋流站溢流出来的石灰石浆液,进入石灰石浆液 箱后,在石灰石浆液箱内进一步搅拌混合,通过石灰石浆液泵输送至吸收塔,此处 浆液密度一般为 1230kg/m3 左右。为了测量浆液品质,在其上连接密度计,输出 一路密度信号,检测浆液质量。若浆液品质满足要求,则可直接送入吸收塔若 测量出浆液密度低于正常值,则说明其石灰石含量 不够,进入吸收塔的浆液因不能很好地中和烟气中 的 SO2,而使脱硫效率降低若浆液密度高于正常值, 则说明浆液中石灰石含量过高,虽可满足脱硫效率,但 显然不经济,造成物料的浪费。在这两种非正常情 况下,浆液均不宜打入吸收塔。此时应通过调节水 和石灰石粉的比

13、例,控制好进吸收塔的浆液品质进 入吸收塔的石灰石浆液在吸收塔内通过复杂的综 合反应,吸附 SO2,生成石膏浆液,此处浆液密度一 般为 1170kg/m3 左右。为监测吸收塔内石膏浆液 密度和 pH值的大小,特设置分析仪表系统,在测量 管路上设置 pH 值、流量、密度等参数的测量。发电厂 2300W 机组脱硫工程除雾器设备改造项目中的仪表配置6该密度值和吸收塔浆液 pH 值、进、出口烟气中 SO2 的含量一起,共同决定 进入吸收塔的石灰石浆液量和从吸收塔排出的石膏浆液量,故精度要求较高,一 般不小于0.002g/cc，关于测量管路 上密度和流量，密度和流量有两种测量 方式:一种是流量和密度分别由

14、电磁流 量计和密度计测量,输出的是一路流量 信号和一路密度信号,另一种方法是流 量和密度共用一块质量流量计来测量, 此时质量流量计输出两路模拟量信号, 一路为流量,另一路为密度。由于流量 信号只是作为辅助监视信号,不要求测 量值很准确,其主要起监测测量管路是 否堵塞的作用,并不参与控制,从成本方 面考虑,现在基本上是选择后者测量方 式由于石灰石浆液和石膏浆液均含有大 约 16 19kg/m3 的氯离子,浆液含固 量高(可达 30%),易腐蚀、磨损、堵塞 仪表测量管等,不适用于常规检测方法, 使密度计的选型受到很大限制,亦成为 脱硫系统热工参数测量的难点。要求在旁通管上垂直安装（避免挂料黏附），流体流速不可过快或过慢， 必须限制在 1 米/秒附近。因为这一要求，通常流量计不能装在主管道上，否则 流速过快会磨损测量管。流量计口径不得小于 DN403.1设备技术及特点 小力臂、高频率、结构紧凑合理。 灵敏度高，高频率测量成功回避低频干扰振动。 不缩径单直管抗磨损、压损小 自排空设计，节省安装空间、无死区 受流体影响小、稳定性高、可测脉动流、可靠近泵、压缩机安装。 口径：DN158