【电厂吸收塔ph高怎么处理】吸收塔密度、ph等常见参数测量问题及解决办法

摘要

在国内石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺中，石膏浆液密度、石膏浆液PH值、吸收塔水位测量中存在很多问题，本文介绍了解决这些问题的经验，具有较高的推广价值。

关键词：解决烟气脱硫参数测量问题

一、概述

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺中，吸收塔是关键设备，其他设备为吸收塔服务。二氧化硫在吸收塔中从烟雾中去除，操作人员通过控制吸收塔浆液参数来调节脱硫效率，降低二氧化硫排放。在吸收塔浆液参数合理控制的情况下，石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺脱硫效率达到95%以上。

吸收塔热工参数测量主要有石膏浆液密度、石膏浆液PH值、吸收塔液位、除武器差压，根据笔者掌握的情况，这四个参数的测量都存在不同程度的问题，限制了这些参数的利用率和精度。

二、存在的问题

1、石膏浆密度

石膏浆液密度测量主流设备是CORIOLIS(CORIOLIS)原理密度计，这种形式的密度计容易磨损，容易堵塞，因此一些脱硫公司为了计算石膏浆液密度，在吸收塔上安装了压力变送器。

(1)koreo原理密度计问题

科里欧的原理密度计通过石膏浆液流动的谐振管测量浆液密度。为了产生共振，共振管壁厚度必须限制在一定厚度内，石膏浆里含有石膏晶体颗粒，石膏浆循环浓度计的共振管必须对管壁产生磨损，密度计的寿命有限。为了减少磨损，必须调整石膏浆液流速，流速减少导致管道堵塞，为了去除堵塞的石膏，必须用硬水清洗，清洗时可能会不小心损坏共鸣管。

Koreo原理密度计的寿命为1-5年，设备投资和清洁堵塞以及由此引起的测量退出是Koreo原理密度计的主要问题。

(2)吸收塔压力变送器计算密度问题

将压力变送器安装在吸收塔上的方法基于物理定律“液体压力是液位和液体密度、重力加速度的乘积”，但只有在液体静止的情况下才能得到满足。吸收塔装有防止浆液沉淀的强力混合器或脉冲悬浮泵。有形成超大型浆液循环的循环泵，有亚硫酸钙氧化通往浆液的氧化风，这些设备的运转导致塔内浆液状态。应该说这种测量方法不严格，不科学。

图显示了一个单位吸收塔循环泵运行过程曲线。红线1、绿线2、蓝线4分别为#7吸收塔#1、#2、#3循环泵电流曲线、黄线3、粉红色线5分别为吸收塔底部、中压变送器压力值曲线(显示范围不同)，在各曲线之间的关系中可见。循环泵运行前；底部压力变送器压力值基本不变(80KPa)。这意味着塔内的浆液量没有变化，但中压变送器压力值(从0到32KPa)大幅提高，表明吸收塔内的液面正在上升。

综合以上分析，可以得出循环泵启动后塔内浆液总量没有变化的结论。循环泵的运行，由于浆液的体积膨胀，相同浆液的单位体积质量发生了很大变化。也就是说，反映浆液高容量的浆液的“密度”特性是吸收塔运行过程中在吸收塔内得不到实际。

根据用于测量吸收塔水平安装的压力变送器数据，在海拔0.7米和7米的位置安装两个压力变送器时，经常出现计算密度低于1000千克/m3(700千克/m3-1000千克/m3之间)的不合理情况。扩大两个压力变送器的安装间隔，安装在水池底部，效果显着提高，但密度计算误差增加。

测量误差是压力变送器安装在吸收塔上测量密度的主要问题。理论上，这种测量方法是错误的。

2、石膏浆PH值的测定

测定石膏浆液PH的方法是将PH测定用玻璃电极浸泡在测定的浆液中。石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的主流安装方法是将玻璃电极安装在石膏排放泵出口处，重新安装在吸收塔分支管道上。玻璃电极的“渗透膜”薄，石膏、浆液、石膏、晶体颗粒的磨损容易损坏玻璃电的问题，一般来说，玻璃电极的寿命不到3个月。管道堵塞也是石膏浆PH值测量的问题。

为了解决玻璃电极寿命短、管道堵塞的问题，一些电站将玻璃电极移出管道，通过扩张减少对玻璃电极的侵蚀，将不足的液体排放到吸收塔地区坑中，这种方案加重了坑泵的负担，增加了电力浪费和坑泵磨损(如果介质是颗粒浆液，泵磨损严重)。除去机器维修停止时间，各塔每年消耗电力39000度(英尺水泵电力30千瓦，根据地坑水位停止)。

石膏浆液PH值测量存在电容易损坏、管道堵塞、能效下降或坑泵磨损的问题。

3、吸收塔水平

吸收塔水平的主流测量方法是测量吸收塔的底部压力，并使用石膏浆密度值进行补偿，得到吸收塔水平。

一般来说，无论用什么测量方法测量，密度都不低于吸收塔内部从塔底到面值的实时平均“密度”。这是因为塔内的浆液漩涡，有泡沫。因为密度测量工作条件是尽可能消除这些影响。因此，通过补偿吸收塔的底部压力和浆液密度值计算得出的水位较低，较低的数值随塔内浆液状态的变化而变化。1100公斤/m3密度的浆液在塔内可能只有900公斤/m3，在这种情况下，11米高的水位使用这种测量

方法测出的液位只有9米。

液位测量不准会引起吸收塔溢流，当地坑泵出力不能满足溢流量需要时，浆液外溢造成环境污染。

4、除雾器差压

除雾器差压用于监视除雾器烟气出入侧压差，以适时投入冲洗水。由于烟气携带石膏浆液，造成压力取样管堵塞，除雾器差压经常失准或数据无法使用。堵塞物为垢状稀稠物，使用压缩气源吹扫疏通后，很短时间内又堵塞。

取样管路堵塞、疏通频繁、不能稳定投入是除雾器差压测量的主要问题。

三、解决方案

1、石膏浆液密度

（1）解决方案

选用YLMD系列周期取样、压力测量原理密度计，该原理浆液密度计彻底解决了脱硫岛浆液密度测量存在的问题。测量原理是利用“液体压强等于液位与液体密度以及重力加速度的乘积”的物理规律，定期自动将被测浆液取出静置得到样品液，测量不同高度处的压强，经计算得到密度。因样品液是静止和稳定的，所以测量值是准确的，测量方法是严谨的。

YLMD系列浆液密度计技术参数

电 源：AC220V，3A

密度信号输出：4-20mA

测 量 周 期：40分钟（石膏浆液）/10分钟（石灰石浆液）

测 量 精 度：±10 Kg/m3

（2）结果

YLMD系列浆液密度计测量元件不接触高速流动的浆液，每一测量周期进行水冲洗，彻底解决了仪表磨损和堵塞问题。

2、石膏浆液PH值测量

（1）解决方案

解决吸收塔浆液PH值测量存在的电极磨损和管路堵塞问题，目前已有多种方案，总体思路是将PH电极移出浆液高速流动的浆液泵出口管道。有些是靠吸收塔内浆液静压自流通过管路直接排入吸收塔区地沟，将PH电极安装在自流管道上；有些制作流通杯，使浆液向PH电极淋洒，乏液排入吸收塔区地沟。这两种方案均能缓解石膏浆液PH值测量存在的电极磨损和管路堵塞问题，但需要地坑泵将排入地沟的被测浆液打回吸收塔。

选用ZQQY-1-1型PH测量辅助装置，与PH值测量仪表配合，在延长PH电极使用寿命方面更优秀，耗用的被测浆液少许多。

（2）ZQQY-1-1型PH测量辅助装置测量原理：

如图所示，打开阀门1，浆液流通浆液取样管4排入地沟，待取样管4内可靠充满新鲜浆液后关闭阀门1，延时2分钟，记录并显示此时测量的PH值至下一测量周期。打开阀门2，工业水流通浆液取样管4排入地沟，待确信取样管4内浆液被水置换后关闭阀门2。以上步序重复进行，完成PH值测量任务。

（3）结果

配用PH测量辅助装置，因样品管特殊测量结构降低介质流速和PH电极短时间接触被测介质、非测量时段PH电极浸入清水而不是石膏浆液，延长了PH电极使用寿命。由于每一测量周期（10-20分钟）仅有不足1分钟浆液排入地沟，大大降低了吸收塔区地坑泵负荷，达到节能和降低地坑泵损耗的目的。

某厂#5、#6两台同类型机组，#5吸收塔为浆液静压自流型PH值测量方案，#6吸收塔选用ZQQY-1-1型PH测量辅助装置，对两者进行分析比较：

图示曲线为#5、#6吸收塔地坑液位曲线（#5-红色，#6-绿色），曲线反映了地坑泵运转情况。通过曲线分析，在135分钟的取样时间内，#5吸收塔地坑泵启动3.5次，运行24.5分钟，#6吸收塔地坑泵启动1次，运行5分钟，#6吸收塔地坑泵运行时间是#5吸收塔地坑泵的20.4%。

该厂地坑泵功率30KW，按照#5吸收塔工况合计（假设吸收塔全年运行），地坑泵耗电40880KWh,电费20440元（0.5元/ KWh）。统计地坑泵配件磨损更换配件费用，每台地坑泵年均24870元。以上两项年耗45310元。按照泵运行时间折算电耗和设备损耗是合理的，#6吸收塔地坑泵损耗为#5吸收塔地坑泵的20.4%，年节省费用36060元。

配用PH测量辅助装置，PH电极使用寿命长于一年，上述统计未包括维护人工费和PH电极损耗低节省费用。

3、吸收塔液位

（1）解决方案

无论哪种测量方案，吸收塔浆液密度测量的目的是测取浆液含固量，是为了监测石膏晶体含量。因吸收塔内浆液状态非常复杂，即使是相同密度的浆液，在塔内不同运行工况单位体积的浆液质量也不是恒定的，在塔内不同高度、不同位置也是不均匀的的，使用测量的密度用于液位测量补偿是不准确的。

利用不同高度安装的两组压力变送器测得的压力值计算吸收塔液位，能够避开密度补偿。因吸收塔内单位体积的浆液质量数据的差别主要取决于高度因素，所以尽量拉开两组变送器的安装间距，以提高测量精度，但要保证上面一组压力变送器上部有足够液位。

计算公式：

H=P底H0/(P底- P中)

H：吸收塔浆液液位测量值，单位：米

g：转换系数，重力加速度：取9.8

P底：底部压力变送器测量压力值，单位：Pa

P中：上部压力变送器测量压力值，单位：Pa

ρ：吸收塔浆液密度测量值，单位：kg/m3

（2）结果

该测量方法消除了直接测量的浆液密度与塔内单位体积浆液质量不等同对液位测量准确度的影响，吸收塔内浆液旋动、悬浮引起的密度变化得到实时修正，提高了测量准确度。

吸收塔运行时，由于氧化空气的加入，石膏浆液颗粒的自然沉降，造成氧化风管以上浆液密度低于氧化风管以下，吸收塔浆液从下到上会形成一个密度下降梯度，密度是逐步降低的。本测量方案相当于采用两组压力变送器之间的平均密度，但未考虑上部压力变送器以上浆液情况，所以测量值仍存在误差。实际上计算液位低于实际液位（试验结果差值在0.5-1米之间），可通过逻辑进行修正。

4、除雾器差压

（1）解决方案

造成差压取样管堵塞后使用压缩空气吹扫，管路通畅不能维持的原因是堵塞物为粘稠物，吹扫空气不能将管路堵塞物彻底清除，只能形成气体通路，大部分堵塞物仍然存在于管路内，经过短期运行，管路再次堵塞。

通过加装清理管路和球阀，管路堵塞后，打开球阀，使用工具彻底清理取样管路，清理完毕后，关闭球阀。

（2）结果

按照上述方案改造后，清理周期由周吹扫变为每三个月清理一次，除雾器差压测量稳定运行，数据准确。

四、结语

上述方案彻底解决了吸收塔参数测量存在的问题，大大降低了设备维护工作量，大大降低了脱硫热工设备年度运行成本，确保了测点投运率和测量准确度，为值班员精细调整吸收塔运行参数、保证脱硫效率提供了技术保障。