壓力變送器在石膏法脫硫裝置中應用

摘要:對于石膏法脫硫裝置,壓力變送器選型的合理性直接影響裝置整體運行的穩(wěn)定性。該文以2個燃煤熱電廠尾氣超凈排放改造項目為實例,介紹石膏法脫硫裝置中壓力變送器的選型方案,總結(jié)安裝和調(diào)試中的經(jīng)驗。

0引言

隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展,工業(yè)尾氣脫硫排放已經(jīng)成為環(huán)境保護重要的課題之-一,石膏法脫硫是目前可靠、有效的處理辦法之-一。該文結(jié)合以上2個項目,針對壓力變送器在石膏法脫硫裝置中選型安裝、調(diào)試以及問題處理等設計經(jīng)驗進行總結(jié)。

1普通壓力變送器

脫硫塔人口之前煙道干煙氣壓力測量選用普通壓力變送器即可,但需在一次閥前增加粉塵防堵取樣器,擴大局部取壓管管徑并與煙道保持--定的安裝夾角,防堵取樣器應配置壓縮空氣進行定期吹掃,安裝方式如圖1所示。部分項目脫硫裝置選擇法蘭隔膜密封壓力變送器測量干煙氣壓力,該選型方式不僅設備成本較高,且加裝--次閥后容易造成煙灰堵塞;如果不加裝一次閥運行投產(chǎn)后不便于拆卸檢修,因此不推薦使用。

2單法蘭隔膜密封壓力變送器

脫硫塔內(nèi)濕煙氣壓力、石灰石和石膏漿液管道壓力的測量,應選用單法蘭式隔膜密封壓力變送器進行測量,膜片接口法蘭以DN50為宜。考慮到介質(zhì)的腐蝕性、磨蝕性,膜片材質(zhì)推薦選擇哈氏合金。

2.1濕煙氣壓力測量

測量脫硫塔內(nèi)的濕煙氣壓力，主要是測量各層除霧器之間的氣相壓力,并通過在DCS中計算全部;除霧器進出的總差壓和各層除霧器之前的差壓，以判斷各層除霧器的灰堵情況,控制各層除霧器沖洗水閥的順序。

需要特別注意的問題:

1)脫硫塔內(nèi)氣相壓力多為微正壓，選用的微壓變送器法蘭膜片極薄，微小外力形變都會影響變送器的測量,因此應當在關(guān)閉--次閥并卸下法蘭膜片后,將法蘭膜片繼續(xù)垂直于吸收塔壁進行變送器零點和量程遷移操作,以避免膜片自身重力形變影響遷移正確性。

2)理想工況下,除霧器層間壓力測量值應為逐級遞減。以屋脊式除霧器為例,兩級除霧器間差壓應在200Pa左右,但在裝置運行中發(fā)現(xiàn)部分除霧器層間壓力測量值數(shù)據(jù)未呈逐級遞減規(guī)律,分析后確認造成該現(xiàn)象的原因為塔內(nèi)煙氣流場分布不均勻,取壓點開孔位置不具備代表性所致.在取壓口處塔內(nèi)增加取壓延長探管或調(diào)整塔內(nèi)導流板布置,即可解決。

2.2石灰石和石膏漿液壓力測量

脫硫裝置石灰石和石膏漿液多為間歇供料,極易掛壁堵管,應盡量縮短安裝法蘭短節(jié)長度。又因為漿液中的較大未溶硬質(zhì)顆粒極易損傷膜片,需要不定期拆卸法蘭膜片檢修，為方便檢修應在法蘭膜片前加裝陶瓷球芯--次閥。結(jié)合項目投資情況,可適當省略石灰石漿液供料泵、石膏排出泵等互有備臺的間斷工作物料泵出口處一-次閥,待供料間歇期或備臺泵投用時,對變送器進行檢修。在節(jié)省陶瓷球閥設備費用的同時,縮短了安裝盲區(qū),減小了堵管幾率。

3雙法蘭隔膜密封壓力變送器

3.1脫硫吸收塔液位測量

根據(jù)脫硫吸收塔塔內(nèi)結(jié)構(gòu)、攪拌器布置、介質(zhì)工況,經(jīng)濟性、可靠性和維護量等具體情況,塔釜石灰石、石膏漿液的液位測量應優(yōu)先選用雙法蘭液位變送器。

需要特別注意的問題:

1)變送器應三重冗余設置,并在DCS系統(tǒng)中對信號進行三取二處理。

根據(jù)HJ/T179-2005《火電廠煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范石灰石/石灰-石膏法》第6.2.3.3條規(guī)定，重要熱工測量項目儀表應雙重或三重冗余設置。在石膏法脫硫裝置的自動控制中,脫硫吸收塔液位低報是吸收塔攪拌器、漿液循環(huán)泵、石膏排出泵等聯(lián)鎖跳車的重要觸發(fā)條件,直接關(guān)系到裝置的脫硫效率、副產(chǎn)品質(zhì)量、設備壽命和生產(chǎn)安全。吸收塔攪拌器的誤跳會導致塔中漿液攪拌不均勻,不僅增加了漿液中懸濁物沉積,還影響了氧化風機鼓人漿液中的空氣與漿液的融合效果，降低亞硫酸鈣向硫酸鈣氧化反應效率,影響石膏產(chǎn)物形成。同時還間接增加了吸收塔出口煙氣中的氧含量，導致NOx、S02的氧含量折算數(shù)據(jù)超標,形成上傳環(huán)保參數(shù)的虛假超標;漿液循環(huán)泵的誤跳會導致塔中漿液循環(huán)噴淋量下降,不僅降低了塔內(nèi)噴淋漿液對上升煙氣中so,的捕捉，而且有可能導致高溫煙氣的熱交換效率嚴重下降，加速塔頂除霧器層玻璃鱗片防腐層的老化，甚至導致除霧器溫度過高而引起火災。

2)變送器法蘭膜片處應設置沖洗環(huán)。由于變送器法蘭膜片安裝于塔釜側(cè)壁上，為便于檢修需在法蘭膜片前加裝---次球閥，致使法蘭膜片處于漿液流通盲端,石灰石和石膏漿液極易囤積在膜片周圍并固化,影響變送器的測量。因此應在變送器法蘭膜片與一次球閥之間加裝沖洗環(huán),沖洗水切向膜片定期沖洗，同時保證沖洗環(huán)SS316以上材質(zhì)并有足夠厚度，使其能承受--定周期的腐蝕和沖洗水混合漿液的沖刷。根據(jù)項目經(jīng)驗,用于漿液壓力測量的法蘭壓力變送器經(jīng)常存在零點漂移的問題，已設置沖洗環(huán)的法蘭壓力變送器,正確便捷的調(diào)零方法是首先關(guān)閉一次球閥，其次打開沖洗環(huán)下端的絲堵或排污閥，打開沖洗水閥清理膜片排凈漿液后關(guān)閉沖洗水閥,然后對變送器進行零點遷移,最后關(guān)閉沖洗環(huán)、排污閥或回裝絲堵,重新打開一-次球閥,檢查測量正確性。

3)利用液位變送器監(jiān)視吸收塔是否起泡。脫硫吸收塔運行過程中由于受工藝水品質(zhì)、石.灰石品質(zhì)、煙氣成分等多重因素影響,往往會有起泡現(xiàn)象。漿液泡沫過多并高于人口煙道下沿后,會嚴重腐蝕人口煙道未做玻璃鱗片防腐的部分(一般人口煙道防腐層只刷3m左右)。由于雙法蘭液位變送器的上法蘭取壓管口標高必須低于漿液循環(huán)管道的下沿,因此可以保證變送器的高、低壓側(cè)取壓口--定是保持在實際液面以下。在核對3臺變送器讀數(shù)一致性后,如果變送器顯示塔釜液位未到吸收塔溢流口標高,但巡檢人員發(fā)現(xiàn)吸收塔溢流口有少量漿液溢出，則可以判斷此時塔內(nèi)液面上已堆積大量漿液泡沫,應組織運行人員及時向塔中加注消泡劑。3.2石灰石漿液調(diào)配罐、石膏漿液緩沖罐密度測量

針對需要靜態(tài)計量漿液密度的設備，選用雙法蘭差壓變送器,利用阿基米德原理,即ρ=AP/gSH,其中雙法蘭取壓口間距AH為定值，根據(jù)變送器測量變量AP反算漿液密度ρ。脫硫吸收塔塔釜漿液液位測量,需在法蘭膜片處加裝膜片沖洗環(huán),定期沖洗。

4結(jié)語

通過遼化熱電廠和撫順熱電廠2個項目壓力變送器的調(diào)試和維護工作,切實認識到了石膏法脫硫裝置的壓力變送器自控設計中,在保證設備量程合理、精度達標的前提下,在設計選型最需要考慮的是變送器的防堵、防磨和后期維護便利性，從生產(chǎn)運營實際工況出發(fā),確保設備測量正確性，延長使用壽命,盡可能減少操作人員維護工作量,提高裝置的自動化程度和運行穩(wěn)定性。