漿液密度測量系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及漿液密度測量技術領域，尤其涉及一種漿液密度測量系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]對于火力發(fā)電廠常用的濕法脫硫系統(tǒng)，其脫硫一般采用濕法石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝，設計密度測量有3處，分別是中磨機漿液箱密度、石灰石漿液箱密度和吸收塔出口石膏漿液密度。脫硫漿液密度測量的準確與否，關系到SO2的轉(zhuǎn)化率，即脫硫效率，更關系到煙氣排放是否達到環(huán)保要求。因此石灰石漿液密度測量必須準確，為機組運行和環(huán)保監(jiān)察部門提供可靠的數(shù)據(jù)。
[0003]然而在實際脫硫漿液密度測量過程中，由于濕法脫硫系統(tǒng)的工藝過程較為繁瑣，測量設備工作環(huán)境惡劣，同時漿液本身成分和特性較復雜，給密度測量造成了諸多問題和困難。例如:(1)漿液中含有硫酸根及亞硫酸根，呈弱酸性；(2)漿液中氯離子、氟離子濃度較高，腐蝕性較強；(3)漿液中固態(tài)物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)較高，一般控制在20%?30%，磨蝕性較強；(4)漿液中固態(tài)物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)較高，流動組織不佳，容易造成固體顆粒沉積，堵塞表計。因此，脫硫系統(tǒng)漿液含固量高、易腐蝕、磨損、堵塞儀表測量管等，使密度計的選型受到很大限制。漿液密度測量儀器選型應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。
[0004]目前，在煙氣脫硫中應用最廣的漿液密度測量儀器是質(zhì)量流量計，其測量原理是測量管連續(xù)以一定的共振頻率進行振動，振動頻率隨流體的密度變化而變化，共振頻率是流體密度的函數(shù)，通過測量管的共振頻率即可獲得流體的密度。質(zhì)量流量計的最大特點是可同時測量介質(zhì)質(zhì)量流量與密度，而且測量精度較高，測量過程較穩(wěn)定。
[0005]但是，質(zhì)量流量計具有如下缺點:需要利用動力設備外部循環(huán)漿液，因此裝置的結(jié)構復雜，維護不便。由于漿液粘度大導致測量管的堵塞，質(zhì)量流量計在運行過程中測量管經(jīng)常出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，經(jīng)常性退出正常測量密度，經(jīng)常性沖洗，甚至導致無法測量，檢修人員實際維護工作量很大.由于漿液固有的腐蝕性和反復沖刷，測量管易被磨穿，實際部分電廠6至8個月需修復或者更換測量管，但修復后的測量管的固有參數(shù)設計發(fā)生改變，很難再次實現(xiàn)正常測量。
[0006]因此，質(zhì)量流量計的設備費較高，使用和維護成本較高，使用壽命較短，易磨損，運行不到I年易因磨蝕而報廢。以某電廠實際維護為例，該廠每臺600MW機組每年造成的備件及維護費用高達20萬元。運行檢修維護工作量和運營成本壓力均較大。
[0007]另外，還可以使用另一種方法:差壓法密度測量。差壓法密度測量是一種間接測量密度的方式，即在測量漿液密度的管路上取兩點進行開孔，兩點的距離和位置必須合理，能創(chuàng)造穩(wěn)定的測量環(huán)境，在開孔位置安裝取樣管路接入差壓變送器的正負壓側(cè)，利用公式:ΔΡ = P gh來間接計算漿液的密度。其中，ΔΡ為ab兩點間的差壓，g為重力加速度，P為漿液密度，h為壓力取樣位置ab兩點間的距離。因此通過差壓變送器測量ab兩點間的壓力差即可推算出相應的漿液密度。該測量方式被部分電廠采用，優(yōu)點是投入成本低，耐磨損和腐蝕。
[0008]但是，常規(guī)差壓法進行密度測量也有一些明顯的不足:(1)測量位置條件差，如果壓力測量點距吸收塔攪拌器較近，則會受到攪拌器的干擾，導致壓力測量值波動大，失去測量的意義；如果距攪拌器較遠，儀器測量孔易被結(jié)晶物堵塞，即便采用伸入式法蘭，也難以保障長時間運行。(2)測量誤差大，兩壓力測量點如果距離太近，則壓差很小，難以準確測量，且易受干擾；如果距離太遠，則兩點間的密度相差較大，不具備代表性。因此常規(guī)差壓法進行密度測量的測量精度不高，取樣管路易堵塞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供了一種漿液密度測量系統(tǒng)及方法，以至少解決采用差壓法進行漿液密度測量，測量精度不高，取樣管路易堵塞的問題。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種漿液密度測量系統(tǒng)，包括:石灰石漿液差壓測量設備和控制設備；所述石灰石楽液差壓測量設備包括:楽液管路、取樣管路、沖洗管路和差壓變送器；其中，所述漿液管路的進漿處設置有進漿采樣閥，出漿處連接漿液箱；沿所述漿液管路中的漿液流向，所述進漿采樣閥之后的一段漿液管路為豎直段，在所述豎直段上相隔預設距離從上至下依次設置第一開孔和第二開孔，作為取樣位置；所述取樣管路包括:低壓側(cè)取樣管路和高壓側(cè)取樣管路；所述低壓側(cè)取樣管路的一端連接至所述第一開孔，另一端連接至所述差壓變送器的負壓端；所述高壓側(cè)取樣管路的一端連接至所述第二開孔，另一端連接至所述差壓變送器的正壓端；所述沖洗管路的進水處設置沖洗總閥；沿所述沖洗管路中的進水流向，在所述沖洗總閥之后，所述沖洗管路分為第一沖洗管路和第二沖洗管路，所述第一沖洗管路連接至所述高壓側(cè)取樣管路靠近所述差壓變送器的一端；所述第二沖洗管路連接至所述低壓側(cè)取樣管路靠近所述差壓變送器的一端；所述取樣管路和所述沖洗管路上設置有差壓五閥組；所述控制設備包括:控制柜以及與所述控制柜連接的主機，其中，所述控制柜分別連接至所述進漿采樣閥、所述沖洗總閥、所述差壓五閥組和所述差壓變送器；所述控制設備用于發(fā)送指令控制各閥門的開閉，以進行漿液取樣、漿液密度測量和沖洗所述取樣管路，接收各閥門的狀態(tài)和所述差壓變送器的信號，以及記錄顯示漿液密度值。
[0011]在一個實施例中，所述差壓五閥組包括:第一差壓測量閥、第二差壓測量閥、平衡閥、第一沖洗閥和第二沖洗閥；其中，所述第一差壓測量閥設置在所述低壓側(cè)取樣管路上；所述第二差壓測量閥設置在所述高壓側(cè)取樣管路上；所述平衡閥設置在所述第一差壓測量閥與所述第二差壓測量閥之間；所述第一沖洗閥設置在所述第一沖洗管路上；所述第二沖洗閥設置在所述第二沖洗管路上。
[0012]在一個實施例中，所述進漿采樣閥為氣動閥；所述沖洗總閥、所述第一沖洗閥和所述第二沖洗閥均為電動閥；所述第一差壓測量閥、所述第二差壓測量閥和所述平衡閥均為手動閥。
[0013]在一個實施例中，在進行漿液取樣時，所述進漿采樣閥、所述第一差壓測量閥、所述第二差壓測量閥均處于打開狀態(tài)，所述平衡閥、所述沖洗總閥、所述第一沖洗閥和所述第二沖洗閥均處于關閉狀態(tài)。
[0014]在一個實施例中，在進行漿液密度測量時，所述進漿采樣閥、所述平衡閥、所述沖洗總閥、所述第一沖洗閥和所述第二沖洗閥均處于關閉狀態(tài)，所述第一差壓測量閥和所述第二差壓測量閥處于打開狀態(tài)。
[0015]在一個實施例中，在沖洗所述取樣管路時，所述沖洗總閥、所述第一沖洗閥、所述第二沖洗閥、所述第一差壓測量閥和所述第二差壓測量閥均處于打開狀態(tài)；所述進漿采樣閥和所述平衡閥處于關閉狀態(tài)。
[0016]在一個實施例中，所述控制柜包括:可編程邏輯控制器(Programmable LogicController，簡稱為PLC)控制柜或分布式控制系統(tǒng)(Distributed Control System，簡稱為DCS)控制柜。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種漿液密度測量方法，基于上述任一種的漿液密度測量系統(tǒng)實現(xiàn)，包括:步驟1:關閉沖洗總閥、差壓五閥組中的第一沖洗閥和第二沖洗閥；步驟2:打開進漿采樣閥，將石灰石漿液送入取樣管路中；步驟3:當所述進漿采樣閥開到位后，延時第一預設時間，關閉所述進漿采樣閥，完成石灰石漿液采樣；步驟4:當所述進漿采樣閥關到位后，延時第二預設時間，對控制設備在上一測量周期記錄的漿液密度值進行復位；步驟5:當所述進漿采樣閥關到位后，延時第三預設時間，所述控制設備自動記錄當前漿液密度值，并將該當前漿液密度值保持至下一測量周期復位時，其中所述第三預設時間大于所述第二預設時間；步驟6:當所述進漿采樣閥關到位后，延時第四預設時間，打開所述沖洗總閥、所述第一沖洗閥和所述第二沖洗閥，沖洗所述取樣管路；其中，所述第四預設時間大于所述第三預設時間；當所述沖洗總閥開到位后，表示當前測量周期的漿液密度測量結(jié)束；步驟7:延時第五預設時間后，啟動下一測量周期的漿液密度測量。
[0018]在一個實施例中，在步驟4中，對控制設備在上一測量周期記錄的漿液密度值進行復位之后，所述控制設備實時顯示根據(jù)差壓變送器的差壓轉(zhuǎn)換得到的漿液密度值。
[0019]通過本發(fā)明的漿液密度測量系統(tǒng)及方法，將沖洗管路連接到取樣管路上靠近差壓變送器的一側(cè)，新的五閥組設計結(jié)構和安裝位置，使得取樣管路沖洗比較徹底，解決了常規(guī)差壓法測量時取樣管路易堵塞的問題；采用現(xiàn)場測量和遠程控制結(jié)合的方案，取樣、測量、記錄數(shù)據(jù)和沖洗均由控制設備(可以是