在煙氣脫硫工藝運行過程中,吸收塔內(nèi)漿液的濃度變化會直接影響脫硫系統(tǒng)的工作狀態(tài)。漿液濃度出現(xiàn)偏離工藝區(qū)間的情況,會造成脫硫效率下降、設(shè)備磨損加劇、管路堵塞等一系列問題。依靠人工取樣化驗的方式,得到的數(shù)據(jù)存在時間滯后,難以適配連續(xù)生產(chǎn)工況。在線密度計可以對脫硫漿液開展不間斷監(jiān)測,為工藝調(diào)整提供持續(xù)的數(shù)據(jù)支撐,是脫硫系統(tǒng)運行監(jiān)測環(huán)節(jié)當中重要的設(shè)備。
脫硫工藝當中的漿液主要由石灰石粉末、水以及反應(yīng)生成物混合而成,漿液密度和漿液固體顆粒濃度之間存在對應(yīng)關(guān)系。漿液密度發(fā)生改變,本質(zhì)是漿液內(nèi)固體物料占比出現(xiàn)變動,通過采集密度數(shù)值,就能夠間接反映漿液濃度情況。在線密度計基于這一對應(yīng)關(guān)系完成測量,將密度信號轉(zhuǎn)化為可讀取的數(shù)值,實現(xiàn)漿液濃度的實時反饋。
目前脫硫工況應(yīng)用較多的在線密度計,主要采用振動式測量原理。該類設(shè)備核心傳感部件為振動元件,將元件直接浸沒在脫硫漿液內(nèi)部。設(shè)備通電之后,傳感元件會按照固定的方式產(chǎn)生振動。當傳感元件接觸到漿液時,漿液介質(zhì)會對振動部件產(chǎn)生阻尼作用,漿液內(nèi)部固體顆粒含量不一樣,介質(zhì)密度就存在差別,帶來的阻尼效果也不相同。
漿液密度偏高,代表固體顆粒占比大,介質(zhì)對振動元件的阻礙作用更強,振動頻率會隨之降低;漿液密度偏低,固體顆粒占比變小,阻尼作用減弱,振動頻率會有所升高。設(shè)備內(nèi)部電路采集振動元件的頻率變化信號,經(jīng)過信號處理換算得到漿液密度數(shù)值,再將測量結(jié)果向外輸出。整套測量過程不需要取樣,傳感器直接接觸流動的漿液,能夠跟隨漿液狀態(tài)變化同步輸出數(shù)據(jù)。
在實際脫硫現(xiàn)場,漿液環(huán)境條件復(fù)雜,漿液內(nèi)部含有大量固體顆粒,同時存在流動、氣泡、溫度波動等干擾因素,這些因素都會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。漿液內(nèi)混入氣泡時,會改變介質(zhì)整體密度,容易造成讀數(shù)出現(xiàn)偏差。漿液流動產(chǎn)生的沖擊,也會作用于傳感部件,帶來額外振動干擾。溫度變化會改變漿液本身的物理特性,同樣會干擾密度測量結(jié)果。
針對現(xiàn)場工況帶來的干擾,設(shè)備在結(jié)構(gòu)設(shè)計上做了相應(yīng)處理。傳感器結(jié)構(gòu)會考慮抗沖刷的結(jié)構(gòu)設(shè)計,減少漿液顆粒長期沖刷帶來的損耗。設(shè)備內(nèi)部設(shè)置信號處理模塊,對采集到的振動信號做過濾處理,削弱流體擾動、氣泡帶來的信號波動,過濾掉雜波信號,保留真實反映漿液密度的有效信號。部分設(shè)備配套溫度補償機制,結(jié)合現(xiàn)場漿液溫度變化,對密度測量結(jié)果進行修正,降低溫度變化帶來的測量偏移。
在線密度計在脫硫系統(tǒng)的應(yīng)用,主要布置在吸收塔漿液循環(huán)管路、漿液排出管路等位置。設(shè)備持續(xù)輸出漿液密度數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)可以接入現(xiàn)場控制系統(tǒng)。運行人員根據(jù)實時密度數(shù)值,判斷吸收塔漿液的濃度狀態(tài)。當密度數(shù)值偏高時,可以調(diào)整補水、排漿操作;密度數(shù)值偏低時,則可以調(diào)整石灰石漿液的補入量,以此把漿液濃度維持在工藝需要的范圍之內(nèi)。
對比實驗室取樣化驗方式,在線密度計能夠不間斷獲取數(shù)據(jù),能夠及時捕捉漿液濃度的動態(tài)變化。取樣化驗需要經(jīng)過取樣、送檢、分析等多個步驟,得到結(jié)果存在一定時間間隔,遇到漿液濃度快速變化的工況,化驗結(jié)果無法及時指導(dǎo)操作。在線監(jiān)測可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)連續(xù)采集,幫助操作人員及時發(fā)現(xiàn)漿液濃度異常,提前開展工藝調(diào)整,減少因為漿液濃度異常引發(fā)的設(shè)備故障,保障脫硫裝置平穩(wěn)運行。
在設(shè)備日常使用過程中,需要做好維護工作。脫硫漿液內(nèi)固體顆粒容易附著在傳感器表面,傳感器附著結(jié)垢之后,會改變振動元件的工作狀態(tài),造成測量出現(xiàn)偏差。因此需要定期對傳感器進行清理,去除表面附著的漿液沉積物。同時需要定期對比在線測量數(shù)據(jù)和實驗室化驗數(shù)據(jù),校驗測量結(jié)果,及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)的偏移問題。
脫硫在線密度計依托振動傳感原理,完成漿液密度的連續(xù)測量,間接實現(xiàn)漿液濃度的實時監(jiān)測。該設(shè)備適配脫硫現(xiàn)場復(fù)雜的介質(zhì)環(huán)境,把漿液狀態(tài)轉(zhuǎn)化為可用于工藝調(diào)控的數(shù)據(jù)。在煙氣脫硫生產(chǎn)運行當中,合理運用該監(jiān)測技術(shù),能夠幫助操作人員把控吸收塔漿液狀態(tài),優(yōu)化工藝操作,保障脫硫工序穩(wěn)定開展。