陳耀榮

(廣東省粵電集團(tuán)珠海發(fā)電廠，廣東珠海 519050)

脫硫吸收塔在線pH計(jì)的技術(shù)改造

陳耀榮

(廣東省粵電集團(tuán)珠海發(fā)電廠，廣東珠海 519050)

介紹了脫硫系統(tǒng)在線pH計(jì)的測(cè)量原理和吸收塔漿液的特性，分析了濕法煙氣脫硫系統(tǒng)漿液pH值測(cè)量不準(zhǔn)的原因，具體講解了改造過(guò)程中遇到的難點(diǎn)和實(shí)施方案的要點(diǎn)。

脫硫;吸收塔;漿液pH;改造

0 引言

隨著我國(guó)環(huán)境保護(hù)政策的日益嚴(yán)格，燃煤電廠的SO2排放量已經(jīng)成為環(huán)境保護(hù)的重點(diǎn)監(jiān)控對(duì)象。為了滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，珠海電廠實(shí)施了1、2號(hào)機(jī)組的脫硫項(xiàng)目建設(shè)。由于當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的脫硫項(xiàng)目還處于摸索階段，設(shè)備投運(yùn)后，石膏漿液的在線pH計(jì)運(yùn)行工況不太理想，經(jīng)常發(fā)生管道堵塞，造成玻璃電極表面干裂，影響使用壽命，甚至出現(xiàn)玻璃電極被漿液異物沖破等現(xiàn)象，使得整個(gè)測(cè)量裝置無(wú)法長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，需要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化改造。

1 pH計(jì)測(cè)量原理和漿液特性介紹

1.1 pH電極測(cè)量原理

pH電極主要利用電位式測(cè)量方法，檢測(cè)水溶液中H+離子的活度。外殼材質(zhì)大多是復(fù)合膜，膜內(nèi)外兩側(cè)是水化硅膠層。硅膠層如果長(zhǎng)時(shí)間不與水溶液接觸，就會(huì)干燥龜裂，造成電極損壞。一般情況下，pH電極內(nèi)部在出廠時(shí)已經(jīng)充滿電解液，要求pH電極無(wú)論處于保存狀態(tài)還是使用狀態(tài)，都必須浸泡在水溶液中。

1.2 石膏漿液的特點(diǎn)

石膏漿液成分復(fù)雜，其特點(diǎn)主要有三個(gè):一是溫度高，夏季吸收塔漿液溫度可以達(dá)到50℃以上，接近pH電極的工作極限溫度。而且液體的溫度越高，pH值越低;二是雜質(zhì)多，盡管石灰石顆粒已非常小，但仍有小部分其他物質(zhì)通過(guò)各種途徑進(jìn)入吸收塔，損壞電極或者堵塞流通池的排污口;三是沉積快，石膏和石灰石的沉積速度非常快，混濁的石膏漿液只需靜止數(shù)十秒，即可見(jiàn)清晰的分層。這種特性很容易造成pH計(jì)取樣管道和流通池堵塞。由于石膏漿液的特殊性，對(duì)于其pH值的測(cè)量，理想的狀態(tài)是流速低，壓力小，溫度控制在25℃左右。

2 石膏漿液在線pH計(jì)改造

珠海電廠原在線pH計(jì)測(cè)量電極安裝在石膏排除泵至石膏旋流站母管的旁路取樣管道上，旁路管徑約50mm，配有沖洗水裝置，手動(dòng)沖洗。

在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，石膏排出泵并非連續(xù)運(yùn)行，當(dāng)泵停止運(yùn)行時(shí)，取樣管道無(wú)蓄水(漿)功能，導(dǎo)致粘附在玻璃電極表面的漿液干涸龜裂，影響電極壽命。加上漿液有易堵塞的特點(diǎn)，旁路上無(wú)法安裝節(jié)流裝置，系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，取樣管內(nèi)漿液流速過(guò)快，對(duì)電極磨損比較嚴(yán)重。

目前，pH電極測(cè)量前主要有插入式和外接流通池兩種方案，插入式對(duì)取樣點(diǎn)的要求較高，電極需安裝在吸收塔漿液液面附近的位置，開(kāi)孔定位難度大。外接流通池需回收漿液，將石膏漿液地坑作為石膏漿液的回收點(diǎn)。吸收塔的漿液溢流后，會(huì)流到旁邊的漿液地坑，地坑的漿液回收泵會(huì)根據(jù)控制程序設(shè)定的邏輯條件，自動(dòng)將漿液抽回吸收塔。

至于電極的選擇，考慮到石膏漿液雜質(zhì)很多，電導(dǎo)率低，漿液流經(jīng)電極的時(shí)候，摩擦產(chǎn)生的靜電會(huì)被迅速帶走，不影響電極電位，故選用復(fù)合pH電極。復(fù)合pH電極一般集pH測(cè)量電極，參比電極和溫度測(cè)量電極于一身，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。

首次技改時(shí)，對(duì)石膏漿液的特性了解不足，基本沿用了傳統(tǒng)的取樣測(cè)量方法，只是加粗了取樣管道，結(jié)果導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行不足1h，沉淀的石膏漿就將取樣閥和流通池堵塞(見(jiàn)圖1)。

圖1 取樣裝置示意

二次方案考慮增加一路沖洗水，即在排污管端加裝一個(gè)二位三通閥，沖洗時(shí)間根據(jù)實(shí)際工況，由二次表的繼電器控制。該方案實(shí)施后，系統(tǒng)只正常運(yùn)行半天，泥漿就沉淀在電磁閥控制腔的死角位，和彈簧粘合在一起，導(dǎo)致閥芯切換失效。

我們分析了石膏漿液的特點(diǎn)，決定設(shè)計(jì)新的流通池，將流通池直接安裝在取樣法蘭上面，從而省略取樣管道，沖洗水端口安裝在流通池內(nèi)，用直通電磁閥控制通斷，沖洗水管道加粗為排污管道的4倍，這樣在沖洗的時(shí)候，沖洗水自動(dòng)分兩路排放，一路沖洗排污管，另一路將流通池和取樣閥沉淀的泥漿沖回吸收塔。沖洗的同時(shí)，還可以清洗一下玻璃電極，防止?jié){液黏附在玻璃電極上，減少測(cè)量誤差。

三次方案實(shí)施后，系統(tǒng)運(yùn)行了2天，之后因?yàn)橛休^大顆粒堵塞流通池的排污孔，導(dǎo)致漿液沉積完全堵塞流通池。在流通池前端加裝了1個(gè)多孔的濾網(wǎng)，濾網(wǎng)有一定的厚度，濾網(wǎng)孔徑小于排放口。至此，改造基本完成，每個(gè)吸收塔配2臺(tái)pH計(jì)，分別安裝在吸收塔府部的兩端。經(jīng)過(guò)多次對(duì)流通池布局的微調(diào)和調(diào)整沖洗間隔參數(shù)后，整個(gè)在線pH計(jì)能夠正常運(yùn)行，滿足運(yùn)行值班人員監(jiān)測(cè)要求。

2.3 流通池的結(jié)構(gòu)

流通池是整個(gè)技改最關(guān)鍵的部分，為電廠自主設(shè)計(jì)。流通池一端帶法蘭，呈水平圓柱狀。安裝時(shí)，流通池法蘭與吸收塔備用取樣孔法蘭孔連接，打開(kāi)備用孔閥門后，可將漿液取樣。流通池孔徑50mm，長(zhǎng)250mm，材質(zhì)為316不銹鋼。

流通池頂部有兩個(gè)孔:備用孔和電極孔;底部有一個(gè)沖洗水孔，孔徑是12.7mm;尾部是排污孔，石膏漿液從排污孔流出，排放到漿液地坑。該孔出水孔徑 6.35mm，外接不短于 200mm 長(zhǎng)，6.35mm 內(nèi)徑的不銹鋼管;濾網(wǎng)孔徑約3mm，設(shè)計(jì)原則是孔徑小于排污孔。因?yàn)闈{液內(nèi)會(huì)有一些顆粒相對(duì)較大的雜物，會(huì)堵塞排污孔，且系統(tǒng)無(wú)法自動(dòng)清理。加裝濾網(wǎng)后，即使雜物堵塞濾網(wǎng)的個(gè)別孔徑，也不影響漿液流通，等系統(tǒng)自動(dòng)沖洗的時(shí)候，沖洗水會(huì)將雜物反沖回吸收塔。

3 結(jié)語(yǔ)

珠海電廠脫硫系統(tǒng)安裝上述pH計(jì)后，按漿液的密度、壓力等參數(shù)調(diào)整沖洗水的沖洗頻率，以防堵塞。沖洗水電磁閥由pH計(jì)自帶沖洗程序控制，無(wú)需改動(dòng)熱工控制信號(hào)。改造后已運(yùn)行三年，效果良好，在保持沖洗水不停運(yùn)的情況下，極少出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，電極的使用壽命超過(guò)6個(gè)月，維護(hù)工作量較之前大為減少。整個(gè)技改過(guò)程中，主要難題在于漿液堵塞的處理，流通池的結(jié)構(gòu)，沖洗水的方式從不加沖洗水到加二位三通電磁閥控制，再到最后的定型方案，我們都做了大量的工作。改造后，測(cè)量系統(tǒng)已經(jīng)解決大部分問(wèn)題，現(xiàn)在還有測(cè)量物(漿液)溫度較高的問(wèn)題尚待解決，不過(guò)漿液溫度值在pH電極允許工作溫度范圍內(nèi)，暫不影響整體運(yùn)行效果。

［1］電廠化學(xué)儀表計(jì)量確認(rèn)審查委員會(huì).電廠化學(xué)儀表與計(jì)量考核培訓(xùn)教材［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2005.

［2］王二福.電廠化學(xué)工業(yè)儀表問(wèn)答［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2003.

［3］劉向東.模糊PID在濕法脫硫pH控制中的應(yīng)用［J］.電力環(huán)境保護(hù)，2009，25(3):15－18.

Technical innovation of on－line pH meter in FGD absorber

The measuring principle and the characteristics of on－line pH meter in absorption tower of wet flue gas desulfurization system are analyzed.The factors of inaccurate measurement of pH value of slurry in absorption tower of wet flue gas desulfurization system are discussed.The difficulties during the transformation process and the key points of scheme implementation are concretely introduced.

FGD;absorption tower;grout pH;innovation

X701.3

B

1674－8069(2012)03－044－02

2012-01-17;

2012-05-10

陳耀榮(1982-)，男，碩士，工程師，主要從事電廠化學(xué)儀表維護(hù)工作。E－mail:13823070820@139.com