一、脫硫系統(tǒng)漿液密度測(cè)量的復(fù)雜性
石灰石濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中至少有兩處的工質(zhì)密度必須實(shí)時(shí)測(cè)量，即進(jìn)入吸收塔的石灰石漿液密度和吸收塔漿液排出泵出口管道上的石膏漿液密度，前者關(guān)系到脫硫效率，后者則控制著吸收塔生成物石膏的品質(zhì)。然而，因?yàn)闈穹摿蛳到y(tǒng)的工藝過(guò)程較為復(fù)雜，這兩處的工質(zhì)密度不易測(cè)量。脫硫過(guò)程石灰石漿液與煙氣接觸后有如下特點(diǎn)：
?。╨）漿液中含有硫酸根及亞硫酸根，呈弱酸性，pH值一般在5.2-6.2;
?。?）漿液中含有2％的氯離子和氟離子，因而會(huì)加速酸腐蝕；
?。?）石灰石漿液中固態(tài)物質(zhì)含量較高，達(dá)20％一30%；在脫硫后的漿液中含有大量的石膏結(jié)晶，磨蝕性較強(qiáng)。因此，脫硫系統(tǒng)漿液密度測(cè)量?jī)x器選型應(yīng)充分考慮脫硫漿液的腐蝕、磨蝕、懸浮固體顆粒的沉積、結(jié)垢等各種因素，盡可能兼顧到其可用性、可靠性和可控性。
二、幾種漿液密度測(cè)量方式
2.1放射性密度計(jì)
放射性密度計(jì)的測(cè)量原理是射線穿過(guò)物質(zhì)時(shí)會(huì)發(fā)生衰減，衰減的程度取決于測(cè)量通道及物質(zhì)的密度，當(dāng)測(cè)量通道恒定時(shí)，衰減量是物質(zhì)密度的函數(shù)。放射性密度計(jì)可以在不接觸被檢測(cè)對(duì)象，特別是在高溫、高壓、高腐蝕性和有毒的情況下，對(duì)容器內(nèi)的物料密度等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，價(jià)格也比較便宜。用于脫硫系統(tǒng)時(shí)，由于放射性密度計(jì)安裝于漿液管之外，與漿液不直接接觸，安裝方便，維護(hù)量小，不會(huì)造成漿液的壓力損失。但是，放射性密度計(jì)也存在一些缺點(diǎn)，如測(cè)量信號(hào)與濃度不呈線性，管道內(nèi)壁結(jié)垢及磨損將引起測(cè)量誤差等。此外，實(shí)際應(yīng)用中，因放射性儀器審批程序繁瑣，并要對(duì)放射源進(jìn)行嚴(yán)格管理與檢查，故這類密度計(jì)只在早期的脫硫項(xiàng)目中有所應(yīng)用。
2.2質(zhì)量流里計(jì)
目前，在煙氣脫硫項(xiàng)目中應(yīng)用zui廣的漿液密度測(cè)量?jī)x器是質(zhì)量流量計(jì)，測(cè)量管連續(xù)地以一定的共振頻率進(jìn)行振動(dòng)，振動(dòng)頻率隨流體的密度變化而變化，因此共振頻率是流體密度的函數(shù)，通過(guò)測(cè)量管的共振頻率即可獲得流體的密度。質(zhì)量流量計(jì)的zui大特點(diǎn)是可以同時(shí)測(cè)量質(zhì)量流量與密度，而且測(cè)量精度較高，運(yùn)行穩(wěn)定，但其zui大缺點(diǎn)是易磨損，運(yùn)行1-2年必須更換測(cè)量管。而且，由于質(zhì)量流量計(jì)的價(jià)格隨管道的公稱直徑的增大而迅速增加，為節(jié)約成本，實(shí)際應(yīng)用中都是在需測(cè)量的管路上單獨(dú)引出一段測(cè)量支管來(lái)測(cè)量漿液密度。所以，在設(shè)計(jì)中要計(jì)算測(cè)量管中的介質(zhì)流速，嚴(yán)格控制在3m/s以內(nèi)。某電廠曾經(jīng)發(fā)生過(guò)脫硫介質(zhì)全部經(jīng)由密度測(cè)量管造成管內(nèi)介質(zhì)流速急劇升高，致使質(zhì)量流量計(jì)在短時(shí)間內(nèi)被磨穿。
2.3差壓法密度測(cè)量差壓法
密度測(cè)量是通過(guò)液體壓力計(jì)算公式△p=Pgh來(lái)間接計(jì)算漿液的密度（吸收塔漿液密度測(cè)量測(cè)點(diǎn)位置如圖1所示）。式中，△p為從2兩點(diǎn)間的差壓；g為重力加速度；P為漿液密度；h為低壓側(cè)壓力取樣位置1與高壓側(cè)壓力取樣位置2的距離。式中h為固定值（因1、2兩點(diǎn)間的位置可以預(yù)先設(shè)計(jì)），因此只要求出這兩點(diǎn)間的壓力差即可推算出相應(yīng)的漿液密度。
考慮到石灰石漿液容易結(jié)晶凝固的特性，差壓變送器選型為雙法蘭隔膜式（帶毛細(xì)管）。差壓法測(cè)量漿液密度的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，適用于各種類型的吸收塔。但是，它也有一些明顯的不足：（1）代表性差，所測(cè)密度只是吸收塔中有限范圍內(nèi)（壓力測(cè)量點(diǎn)1與2之間）的漿液密度，不能代表石膏排放泵出口處漿液的密度，因此需對(duì)所測(cè)密度進(jìn)行修正。（2）測(cè)量位置條件差。如果壓力測(cè)量點(diǎn)距吸收塔攪拌器較近，則會(huì)受到攪拌器的干擾，導(dǎo)致壓力測(cè)量值波動(dòng)大，失去測(cè)量的意義；如果距攪拌器較遠(yuǎn)，儀器測(cè)量孔易被結(jié)晶物堵塞，即便采用伸入式法蘭，也難以保障長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。（3）測(cè)量誤差大。兩壓力測(cè)量點(diǎn)如果距離太近，則壓差很小，難以準(zhǔn)確測(cè)量，且易受干擾；如果距離太遠(yuǎn)，則兩點(diǎn)間的密度相差較大，不具備代表性。此外，溫度對(duì)密度的影響也很大，雖然有的測(cè)量系統(tǒng)中加入了溫度修正，但效果并不理想。
2.4音叉式密度計(jì)
音叉測(cè)量是基于音叉的振動(dòng)頻率隨周圍介質(zhì)的密度不同而變化，測(cè)量音叉的振動(dòng)頻率即可知道介質(zhì)的密度。音叉式密度計(jì)有長(zhǎng)桿型與短桿型2種，長(zhǎng)桿型用于罐、壇等固定容器內(nèi)介質(zhì)密度的測(cè)量，桿長(zhǎng)可達(dá)4m；短桿型用于管道內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)密度的測(cè)量。應(yīng)用表明，音叉式密度計(jì)性能并不穩(wěn)定。
2.5浮球式密度測(cè)量
浮球式密度測(cè)量的原理與差壓式基本相同，也是通過(guò)測(cè)量壓力變化來(lái)得到漿液密度值，其結(jié)構(gòu)與浮球式液位計(jì)較為相似，測(cè)量浮球受到的浮力大小即可計(jì)算出此處的工質(zhì)密度。所以，浮球式密度計(jì)的不足與差壓式測(cè)量一樣，且更容易受到工質(zhì)擾動(dòng)的影響（如攪拌器）。有的浮球式密度計(jì)在浮球外加了1個(gè)開(kāi)有很多小孔的保護(hù)管（也叫防浪管）用以消除攪拌器的干擾，但卻引起堵塞的問(wèn)題，運(yùn)行不久防浪管的小孔便被堵死，導(dǎo)致裝置無(wú)法使用。
2.6超聲波密度測(cè)量?jī)x
超聲波密度測(cè)量?jī)x的原理與超聲波流量計(jì)類似，基于超聲波穿越不同密度介質(zhì)的速度不同，據(jù)此可求得介質(zhì)的密度變化。這種裝置價(jià)格較貴，在脫硫項(xiàng)目中很少采用。
三、結(jié)語(yǔ)
質(zhì)量流量計(jì)應(yīng)用且效果較好，缺點(diǎn)是價(jià)格較高，使用周期短，損耗大；差壓式密度測(cè)量裝置在脫硫項(xiàng)目中的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，其測(cè)量值如果能被較為準(zhǔn)確地修正，會(huì)有較好的應(yīng)用前景；音叉式、浮球式密度測(cè)量裝置的表現(xiàn)不穩(wěn)定，需區(qū)別對(duì)待。
G-2011-03
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