摘要：本文主要阐述了火电厂石灰石-石膏湿法脱硫系统中PH计测量及浆液密度值控制的重要性，分析实际PH计测量、密度值测量中存在的缺点，提出了 优化PH计和密度测点的安装测量方式，解决了湿法脱硫PH计、密度测量装置存在的磨损、冲刷等普遍问题。
关键词：湿法脱硫、PH值、浆液密度、磨损
Abstract: This paper mainly expounds the importance of the measurement of pH meter and the control of the density value of the slurry in the limestone gypsum wet desulphurization system of thermal power plant, analyzes the shortcomings of the actual pH meter and density measurement, and puts forward the installation and measurement method for the optimization of the pH meter and the density measurement point, and has solved the storage of the wet desulphurization pH meter and the density measurement device. Common problems such as wear and scour.
Key words: wet desulphurization, pH value, slurry density and wear
1 浆液PH值及密度测量的重要性
1.1 PH计测量在脱硫系统中的重要性
在湿法脱硫中，PH计作为工艺控制流程重要的测量工具，应用于吸收塔石膏浆液酸碱度测量上。通过PH计可以实时监测脱硫系统是否有足量或过量的石灰石浆液与烟气充分反应，合适的PH值可以使石灰石浆液与烟气发生充分的化学反应，让脱硫系统中的石膏浆液顺利结晶成型。
湿法脱硫系统中，一般设置2台PH计，正常运行时一般取2台PH计测量值的平均值，用于吸收塔石灰石浆液投加的闭环自动控制，一般把吸收塔PH值设在5.0-6.0，系统自动比较测量值与设定值的大小。若测量PH值小于设定值，则需加大进入吸收塔石灰石浆液流量，即增加石灰石浆液进入吸收塔调节阀的开度，投加石灰石浆液; 反之，若测量PH值大于设定值，则需减小进入吸收塔石灰石浆液流量，即减小石灰石浆液进吸收塔调节阀的开度，适当减少石灰石浆液 。在吸收塔内，吸收浆液与烟气产生高效充分的气–液接触，烟气中的二氧化硫与浆液中的石灰石浆液发生一系列化学反应将二氧化硫从烟气中去除，反应产物被进入的空气氧化，最终产物为石膏。
因此，可靠稳定的PH计测量对脱硫系统不仅对保证脱硫效率有重要的意义，而且可以促使脱硫系统经济运行，保证石膏浆液及副产品石膏品质。
1.2浆液密度测量在脱硫系统中的重要性
按照设计要求，石灰石浆液浓度一班控制在25wt%，石膏浆液密度一班在20-25wt%。当石灰石浆液密度过低，会造成单位时间内加入吸收塔内石灰石量少，不能完全吸收烟气中的二氧化硫，影响脱硫效果。当吸收塔浆液浓度大于25wt%，则吸收塔内的石膏过饱和度大于1，石膏开始沉淀，当过饱和度大于等于1.4时，浆液中的CaSO4会在吸收塔内部件上结晶后大量析出，逐步形成石膏垢，严重堵塞循环泵滤网、氧化风支管、GGH除雾器等，严重加剧循环泵叶轮、搅拌器叶片、石膏排出泵叶轮以及管道的腐蚀，影响系统安全运行。使石灰石投入量大增，造成石膏品质下降，成本增加，影响电厂生产效益。
2 优化前的PH计测量装置及其存在的问题
2.1 优化前PH计测量装置介绍
改进前的PH计测量装置如图1所示，浆液循环泵从底部和上部吸入口混合均匀后，从上下吸入口中部排出，通过吸收塔内部管道，浆液被输送到吸收塔底部，达到充分搅拌浆液的作用。浆液循环泵出口门后引取样管，为PH计分析仪表提供分析浆液。PH计采用垂直插入式，直接安装在取样管的上部。取样管与吸收塔构成闭环回路，分析浆液流经分析仪表后，从吸收塔顶部喷入，从而能有效的回收利用工质。
由于石灰石、石膏浆液中含有氯离子，而且颗粒度较大，容易使PH计电极结垢，影响测量的准确性，因此该系统设置了冲洗装置。为保证PH计探头表面清洁，正常运行时，每间隔两小时对PH计测量电极进行水冲洗。冲洗时，先关闭供浆气动隔离门，再开启冲洗水气动门，待PH计示值为7的时候，可以认为探头已清洗干净。恢复时应反向操作，即先关闭冲洗水气动门，再开供浆气动隔离门。
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图1 优化前的PH计测量装置原理图
2.2 优化前的PH计测量装置的缺点
这种测量装置PH计直接插在浆液循环管道中，能够实时的反映浆液的酸碱性，但由于PH计电极长期受到压力较高的浆液冲刷，磨损严重，极大的缩短了PH计探头的使用寿命。采用垂直插入式直接测量的方式，由于PH计磨损严重（正常每一个月至少需更换一次PH计探头，短则仅能使用一周），增加了维护工作量且日常生产维护成本颇高，给公司带来巨大的经济损失。另一方面，由于PH计电极前手动门长期受到压力较高的浆液冲刷，阀芯损坏严重导致检修PH计时无法隔离浆液，给检修工作带来不便。
3优化前的浆液密度测量装置及其存在的问题
3.1优化前的浆液密度测量装置简介
改进前的浆液密度测量装置如图2所示，采用常规压差法测量密度的原理，通过法兰隔离模式压力变送器，直接把两台压力变送器安装在吸收塔壁的法兰上，距离吸收塔底部标高1.3米的高度，另一台压力变送器安装在标高5.7米处。为防止压力变送器测量不准确，必须对变送器的测量管道安装冲洗水，测量的结果，根据公式ρ=△P/gh，算出实时的浆液密度。
3.2 改进前的浆液密度测量的缺点
这种测量装置直接安装在吸收塔上，测量方法简单易行，但是他有一些明显的不足：
（1）测量位置条件差，如果压力测点距离吸收塔搅拌器较近，则会受到搅拌器的干扰，导致压力测量值波动大，失去测量意义；如果距搅拌器较远，仪表测量孔容易被结晶物堵塞，即便采用伸入式法兰，也难以保证长时间运行。
（2）测量误差大。两压力测点如果距离太近，测压差很小，难以准确测量。如果距离太远，由于吸收塔中的浆液存在泡沫和气泡，加之浆液在吸收塔或管道内流动的动压，造成浆液密度测量不准确，使其不具备代表性，造成多测点之间的曲线偏离，与手测的数值偏差较大。
4优化后的测量系统原理及优点
4.1优化后的测量系统原理
改进后的PH计测量和密度测量装置，系统采用自循环方式，利用吸收塔内浆液自身重力从吸收塔上选取距塔低1.4-2m且远离搅拌器和氧化风管处直接引出支管，接入采用PP材质的测量缓冲罐，并将压力变送器和PH计单独安装在测量缓冲罐外部，分别用于测量罐体内浆液的密度和PH值连续测量，调整缓冲罐前的手动门，调节引出管的流量，消除动压对密度测量的影响，最终外排浆液通过地坑收集后再回流至吸收塔循环利用。同时设计了冲洗水回路，定时自动对测量装置进行清洗，减小了设备的维护量。
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图2 优化后系统示意图
4.2优化后的测量系统的优点
（1）采用此种安装方式吸收塔石膏浆液排出泵在不外排石膏浆液时完全可以停运，降低了能耗；
（2）因吸收塔内浆液自重压力相对较小，通过测量管道上的手阀调节合适的压力和流速，减少了测量设备磨损，提高了仪表使用寿命。
（3）解决了吸收塔中的浆液存在泡沫和气泡，以及浆液在吸收塔或管道内流动的动压，造成浆液密度测量不准确的问题。
（4）自动冲洗控制回路的设计，避免了运行人员需定期手动冲洗的工作，自动控制回路根据设定好的时间及时对表计的冲洗，提高了测量的准确度。
（5）解决了因电极前手动门长期受到压力较高的浆液冲刷，阀芯损坏严重导致检修PH计时无法隔离浆液，给检修工作带来不便的问题。
5结束语
在分析和研究我公司脱硫吸收塔的实际情况和处理缺陷时遇见的问题，这种外接缓冲罐的测量方式，有效的解决了系统正常运行时PH值、浆液密度测量不准确设备无法解列的问题，减少了设备的维护量，为其他机组解决吸收塔的PH值、浆液密度测量提供了一个可行的解决方法。
论文作者:胡凤玺
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/11
标签：浆液论文; 测量论文; 吸收塔论文; 密度论文; 石灰石论文; 石膏论文; 装置论文; 《电力设备》2018年第22期论文;