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智能差压压力变送器在进行测量吸收塔液位的几种方法

时间:2021-07-23 10:03:03

导读: 关于智能差压压力变送器在进行测量吸收塔液位的几种方法,下面给大家浅析一下,供大家参考,希望对大家的工作和学习有所帮助。 石灰石-石膏脱硫系统的主要设备是吸收塔,吸收塔主要由浆液氧化区、吸收区、喷淋层、除雾层、入口烟道和出口烟道组成。常规容器的液位测量可

关于智能差压压力变送器在进行测量吸收塔液位的几种方法,下面给大家浅析一下,供大家参考,希望对大家的工作和学习有所帮助。
石灰石-石膏脱硫系统的主要设备是吸收塔,吸收塔主要由浆液氧化区、吸收区、喷淋层、除雾层、入口烟道和出口烟道组成。常规容器的液位测量可以通过在容器顶部安装超声波液位计、雷达液位计或浮子液位计,或在侧壁安装磁性翻板液位计来进行。对于密度受温度影响较小的液体,如果容器是敞开的,压力变送器可以安装在容器底部,按公式H=(P/ρg)+H计算。如果容器是关闭时,需要安装差压变送器,其计算公式为H=(δP/ρg)+H,其中H为液位高度,P为压力,δP为差压,ρ为液体密度,H为压力变送器或差压变送器的安装高度。
 
1 问题产生
脱硫吸收塔内介质复杂。在浆液氧化区,主要是硫酸钙浆液、亚硫酸钙浆液和氧化空气。在吸收区,它是烟气和浆液的正压混合物。由于吸收塔浆液罐上方有大量喷雾浆液和烟气混合物,不能在顶部安装超声波液位计或雷达液位计进行测量。石灰石-石膏浆具有三个主要特点。
(1)为保证脱硫效率,浆液的固含量高达20%。即使浆液在搅拌器的作用下保持流动,浆槽上下两层的密度也不均匀。
(2)灌浆中存在大量氧化空气。氧化空气网一般安装在距塔底约3m高的位置。在气泡上升的过程中,随着浆液压力的降低而逐渐膨胀,从而进一步导致吸收塔内浆液上下层密度的差异。由于浆液的上述特性,仅在吸收塔侧壁安装压力变送器是无法测量准确的液位数据的。此外,浮球液位计和磁板液位计也无法适应这种恶劣的工作条件。
(3)浆液中的亚硫酸钙具有很强的粘性。如果将仪器探头插入其中,亚硫酸钙会慢慢附着在探头表面,从而影响仪器的正常工作,并使测量数据失真。

2 解决方案
为了更准确地测量吸收塔液位,目前国内的脱硫系统一般采用压力变送器测量吸收塔底部压力,并安装浆液密度测量装置,将数据传输到DCS(Distributed Control系统,(分布式控制系统)或PLC(可编程逻辑控制器)控制系统,然后根据公式H=(P/ρg)+H计算吸收器液位。 因为密度测量方法多种多样,但各有各的由于吸收塔液位在脱硫过程中是一个非常重要的参数,直接影响工程造价、计量装置的稳定运行程度和系统运行过程中的维护工作量。系统,仪器数量根据工艺要求冗余,以下测量方法不再赘述吃了。
(1)设备1——质量流量计+压力变送器测量回路。该方法利用质量流量计实时测量浆液密度,然后通过压力变送器测得的压力值计算吸收塔液位。密度测量回路主要由石膏浆抽吸泵(一用一备用)、阀门(抽吸泵的进水阀、出水阀、冲洗阀和出水阀)、质量流量计、压力表和管件组成。压力测量回路主要由压力变送器、阀门和冲洗管路组成。
启动密度测量电路,需要关闭冲洗阀、出料阀和出料阀,然后打开进料阀,将开泵后的浆液全部抽出,抽泵成功后打开出料阀,并根据泵出口压力表出口阀的指示,调整合适的压力,满足测量需要,以确保没有流量的测量管流量过高,导致质量流量计磨损严重缩短仪器的使用寿命。
当脱硫系统停止运行或质量流量计需要维修保养时,应先停止抽浆泵,然后关闭进水阀,打开出水阀。计量管道中的浆液排出后,应打开冲洗阀,用工艺水清洗管道后,关闭冲洗阀、排放阀和出口阀。
压力测量仪采用一体化隔膜压力变送器,维护阀应尽量靠近吸收塔侧壁,取样管与侧壁保持60°左右的夹角,可减少泥浆沉积并防止采样管堵塞。此外,冲洗管路应安装在压力变送器的膜片附近,并定期清洗压力变送器的膜片、取样管和维修阀,以保证测量管路的畅通。
该方法测得的吸收塔液位应按公式H=(P/ρg)+H计算。 其中,H为液位计算值,P为压力,ρ为质量测得的浆液密度g为重力加速度,H为压力变送器的安装高度。该方法质量流量计精度高,可达0.2%,完全满足脱硫系统的运行要求。无直管段要求,安装更方便;可靠性高,维修率低。浆液抽取泵用于连续从吸收塔中抽取浆液,保证测量数据的实时性。
(2)装置二——音叉密度计+压力变送器测量回路。该方法是在吸收塔底部的侧壁上分别安装音叉式密度计和压力变送器。音叉式密度计用于测量浆液密度,压力变送器用于测量浆液罐底部的压力,如图3所示。 为保证仪器测量的可靠性和稳定性安装时仪器与吸收塔侧壁应保持60°左右的夹角。同时应安装清洗管路,定期清洗采样管和音叉密度计的传感器。液位的计算公式为 H= (P/ρg) + H。 其中,H 为液位计算值,P 为压力,ρ 为泥浆密度,g 为重力加速度,H 为压力变送器的安装高度。
采用这种方法时,结构简单,降低了设备故障率,相应减少了维护工作量。但由于音叉式密度计的探头插入吸收塔内,故不能安装检修阀。如果音叉式密度计需要维修保养,必须等到脱硫系统停止运行,吸收塔浆液排出后,方可拆卸送检。因此,建议配置音叉密度计冗余,以增加该组设备的可靠性。也可在线定制可插拔球阀组件,从而彻底消除维护仪表过程系统运行的影响。
(3)装置3——差压变送器+压力变送器测量回路。本套装置利用差压变送器测量浆液密度,利用压力变送器测量浆液罐底部压力,然后通过公式间接计算吸收塔液位,如图3所示。 4、差压变送器采用膜片式分体式结构。在吸波器侧壁的适当位置安装两个远程隔板(高差一般控制在3-5m)。膜片通过毛细管与变送器本体相连。脱硫系统正常运行时,浆液密度控制在1120 kg/m3左右,因此当吸收塔浆液罐介质由工艺水变为普通石灰石-石膏浆液时,差压变送器的数据从29.4 kPa增加
到32.9 kPa(膜片高差设计为3 m),变化范围很小,约为3.5 kPa,如果仪表量程为50 kPa,变化范围仅为仪表量程的7%,所以压差精度高应选择发射器。
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