石彥鵬，崔 斌，楊永飛，周文紅，李新強(qiáng)

（1.內(nèi)蒙古京寧熱電有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000；2.太原市安正達(dá)電力電力技術(shù)有限公司，山西 太原 030000)

近幾年我國(guó)化工廠的數(shù)量越來越多，帶動(dòng)了我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展的同時(shí)，也對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定的污染，其中工廠排出的廢氣中含有硫氧化物等有毒氣體，對(duì)空氣環(huán)境有很大的影響。現(xiàn)在我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的力度逐漸加大，對(duì)于工廠里的廢氣會(huì)通過煙氣脫硫系統(tǒng)分離出硫氧化物，防止有毒氣體排進(jìn)空氣。石灰石─石膏法脫硫技術(shù)是目前煙氣脫硫系統(tǒng)中主要采用的技術(shù)，吸收塔是石灰石─石膏法脫硫技術(shù)在對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫中的重要設(shè)備，所測(cè)量的數(shù)據(jù)對(duì)整個(gè)脫硫系統(tǒng)的安全運(yùn)行有著非常重要的作用。吸收塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有很多獨(dú)特的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的液位測(cè)量計(jì)無法對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，需要采用獨(dú)特的液位測(cè)量方法進(jìn)行測(cè)量，這些測(cè)量方法具有不同的特點(diǎn)和不足，本文主要對(duì)煙氣脫硫系統(tǒng)中，吸收塔液位測(cè)量的幾種方法進(jìn)行研究。

1 概述脫硫吸收塔

脫硫吸收塔是煙氣脫硫系統(tǒng)中的主要工作設(shè)備，其中內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要是由除霧層、吸收區(qū)、氧化區(qū)、噴淋區(qū)以及入口和出口煙道所構(gòu)成的。在進(jìn)行脫硫吸收塔的液位測(cè)量時(shí)，如果使用的是普通常見的容器，可以使用的液位測(cè)量計(jì)有很多，可以使用磁翻板液位計(jì)，這種液位計(jì)安裝在容器的側(cè)邊位置，也可以通過使用雷達(dá)液位計(jì)、超聲波液位計(jì)、浮子液位計(jì)等進(jìn)行測(cè)量，這些液位計(jì)在使用時(shí)放在容器的頂部。一些液體的密度所受到的溫度影響不大，所以常常使用敞口容器進(jìn)行放置，這時(shí)可以將壓力變送器放置在容器的底部位置，然后通過相應(yīng)的公式進(jìn)行計(jì)算。如果所使用的容器是密閉的，就應(yīng)該通過差壓變送器和相對(duì)應(yīng)的公式進(jìn)行計(jì)算，公式中主要包含液體的密度、高度、壓力、差壓以及變送器在容器上所安裝的位置[1]。

2 在進(jìn)行脫硫吸收塔液位測(cè)量時(shí)所出現(xiàn)的問題

在脫硫吸收塔的內(nèi)部的不同區(qū)域內(nèi)，含有多種不同的氣體和液體，所以，吸收塔內(nèi)的介質(zhì)是相對(duì)復(fù)雜的，測(cè)量也相對(duì)困難。其中吸收區(qū)內(nèi)主要包含各種液體混合物以及帶正壓的煙氣，而氧化區(qū)內(nèi)主要承載的是氧化的空氣以及硫酸鈣和亞硫酸鈣的漿液。除此之外，吸收塔漿池不可以使用雷達(dá)液位計(jì)或者超聲波液位計(jì)，因?yàn)樗纳戏胶泻芏嗟幕旌蠠煔夂蛧娏軡{液，而這兩種液位計(jì)需要安裝到容器的頂部。而在側(cè)邊安裝的壓力變送器，在測(cè)量的準(zhǔn)確性上有一定的偏差，并且在一些工作狀況惡略的情況下無法正常的使用，所以不適合漿液的測(cè)量。在脫硫系統(tǒng)中，主要采用的就是石灰石─石膏法脫硫技術(shù)，所以脫硫吸收塔液位的測(cè)量受到石灰石─石膏漿液的影響，其主要有三個(gè)特點(diǎn)。

第一，氧化空氣所使用的管道通常會(huì)安裝到相距吸收塔底部三米的位置，兩者之間的距離相對(duì)較遠(yuǎn)。但是，石灰石─石膏漿液中有相對(duì)較多的氧化空氣，這些氧化空氣在管道流動(dòng)的過程中，其中的氣泡會(huì)因?yàn)閴簭?qiáng)的減少而膨脹，這樣一來，就使得內(nèi)部漿液的密度上層和下層具有較大差距。

第二，當(dāng)漿液的含固量達(dá)到百分之二十的時(shí)候，煙氣脫硫系統(tǒng)的工作效率可以達(dá)到更好的水平。但是，當(dāng)含固量升高時(shí)，池內(nèi)的上下層密度就會(huì)出現(xiàn)不均勻的情況。

第三，石灰石─石膏漿液中含有很多的硫酸鈣和亞硫酸鈣，其中的亞硫酸鈣黏性較強(qiáng)。在工作的過程中需要將儀表設(shè)備的探頭伸入到漿液之中，這樣就會(huì)導(dǎo)致亞硫酸鈣粘在設(shè)備上，使得儀表設(shè)備無法正常的使用，造成測(cè)量出的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。

3 脫硫吸收塔液位測(cè)量的幾種方法

3.1 音叉密度計(jì)+壓力變送器測(cè)量回路

這一裝置中音叉密度計(jì)的主要作用是對(duì)漿液的密度進(jìn)行測(cè)量，需要安裝在吸收塔的側(cè)邊；壓力變送器的主要作用是對(duì)容器底部的壓力進(jìn)行測(cè)量，這一設(shè)備需要安裝在吸收塔的底部。在進(jìn)行設(shè)備的安裝時(shí)，需要保持設(shè)備與脫硫吸收塔的側(cè)壁為六十度左右的夾角，因?yàn)檫@樣的安裝方式可以最好的保證儀表設(shè)備在測(cè)量過程中的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。最后，還需要在整體設(shè)備中安裝一個(gè)沖水管道，對(duì)音叉密度計(jì)的傳感器進(jìn)行及時(shí)的清洗，以確保傳感器的準(zhǔn)確程度[2]。

這種方法的操作和所用設(shè)備都相對(duì)簡(jiǎn)單，設(shè)備出現(xiàn)問題的可能性也相對(duì)減少，避免了因設(shè)備故障而影響工作效率，同時(shí)也減少了工作人員對(duì)設(shè)備的維護(hù)工作。但是，這一裝置在工作過程中需要將音叉密度計(jì)的探頭放入到脫硫吸收塔的內(nèi)部，從而妨礙了檢修閥門的放置。如果沒有檢修閥門，就會(huì)大大增加對(duì)音叉密度的檢修難度，需要停止整個(gè)脫硫系統(tǒng)的工作來將漿液全部排出，然后進(jìn)行拆除送檢。針對(duì)這一問題，可以通過冗余配置來增加這一裝置的穩(wěn)定性，盡量減少故障的發(fā)生。

3.2 質(zhì)量流量計(jì)+壓力變送器測(cè)量回路

這一裝置中質(zhì)量流量計(jì)的主要工作是對(duì)吸收塔內(nèi)的漿液密度進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量，壓力變送器的主要工作是用所測(cè)量出來的壓力值來分析出吸收塔的漿液位置。對(duì)密度進(jìn)行測(cè)量時(shí)，回路主要是由閥門、壓力表、漿液抽取泵以及質(zhì)量流量計(jì)等構(gòu)成，進(jìn)行壓力測(cè)量時(shí)，需要用到閥門、壓力變送器以及沖洗管道等。在進(jìn)行密度測(cè)量的工作時(shí)，第一個(gè)打開入口閥門，在這之前將其他的閥門先行關(guān)閉，等待漿液完全進(jìn)去后，再逐一打開其他的閥門，最后根據(jù)相對(duì)應(yīng)的壓力表指示，對(duì)閥門進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，使其達(dá)到最合適的流速，過快或過慢都會(huì)對(duì)脫硫工作產(chǎn)生影響。

這一裝置中所采用的質(zhì)量流量計(jì)具有非常高的精準(zhǔn)度和穩(wěn)定性，使整體的數(shù)據(jù)測(cè)量的準(zhǔn)確性都有了很大的提升，對(duì)于脫硫系統(tǒng)的測(cè)量工作具有很大法幫助。這一裝置測(cè)量出的數(shù)值也具有較高的可靠性，并且所提供的是實(shí)時(shí)的測(cè)量結(jié)果。

3.3 差壓變送器+壓力變送器測(cè)量回路

在這一組合裝置中，對(duì)于漿液的密度測(cè)量主要依靠的是差壓變送器，而壓力變送器的工作內(nèi)容是先測(cè)量容器底部的壓力，然后通過相對(duì)應(yīng)的公式計(jì)算出脫硫吸收塔內(nèi)部漿液的位置。這其中的差壓變送器結(jié)構(gòu)是隔膜式分體的形式，在吸收塔的側(cè)面同時(shí)安裝上兩個(gè)遠(yuǎn)傳膜片，再采用毛細(xì)管與變送器進(jìn)行連接。

差壓變送器相對(duì)于前兩種方案中的音叉密度計(jì)和質(zhì)量流量計(jì)來說，成本更加低廉，同時(shí)也可以通過正確合理的應(yīng)用滿足脫硫系統(tǒng)的工作要求，總的來說性價(jià)比更高，所以常常應(yīng)用在脫硫系統(tǒng)中。吸收塔內(nèi)的漿液密度并不是固定不變的，氧化空氣的含量變化和分布情況；漿液位置的高度變化等，都會(huì)影響到吸收塔內(nèi)漿液的密度變化。所以，在某一時(shí)段、某一固定高度上測(cè)量出來的密度數(shù)據(jù)，并不能代表容器內(nèi)的真實(shí)密度情況。差壓變送器對(duì)于這一問題進(jìn)行了合理的解決，它所采用的兩個(gè)膜片安裝在不同的位置，兩者相差的距離較遠(yuǎn)，最后通過差壓變送器得到的密度結(jié)果是一定范圍內(nèi)的平均值，所以具有較高的真實(shí)性。但是，兩個(gè)膜片也使得這一裝置存在問題，在實(shí)際的應(yīng)用中，吸收塔內(nèi)的漿液高度有可能達(dá)不到高壓膜片的位置，這時(shí)所測(cè)量出來的數(shù)據(jù)信息不真實(shí)，就不再具有參考價(jià)值[3]。

4 結(jié)語

在工業(yè)發(fā)展迅猛的同時(shí)，也要注重生態(tài)的健康發(fā)展，有毒氣體的排出無論是對(duì)自然環(huán)境，還是人們的身體健康都有些嚴(yán)重的危害，所以工廠在排出廢氣之前，需要去除硫氧化物等有毒氣體。吸收塔液位的測(cè)量是脫硫系統(tǒng)在工作中的重要參數(shù)，會(huì)直接影響到系統(tǒng)的正常工作運(yùn)行，因此，相關(guān)企業(yè)和技術(shù)人員，需要研究出更好的液位測(cè)量方法，提高測(cè)量吸收塔液位的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性[4]。