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(hù)最重要的課題之一，石膏法脫硫是目前、有效的處理辦法之一。作者于2017年負(fù)責(zé)中石油公司的2個(gè)熱電廠超凈排放改造工程總承包項(xiàng)目自控設(shè)計(jì)工作，并于2018 年先后完成了2 個(gè)項(xiàng)目共9 套脫硫裝置的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。該文結(jié)合以上2 個(gè)項(xiàng)目，針對(duì)壓力變送器在石膏法脫硫裝置中選型、安裝、調(diào)試以及問(wèn)題處理等設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。
一、普通壓力變送器
脫硫塔入口之前煙道干煙氣壓力測(cè)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(kuò)大局部取壓管管徑并與煙道保持一定的安裝夾角，防堵取樣器應(yīng)配置壓縮空氣進(jìn)行定期吹掃，安裝方式如圖1 所示。部分項(xiàng)目脫硫裝置選擇法蘭隔膜密封壓力變送器測(cè)量干煙氣壓力，該選型方式不僅設(shè)備成本較高，且加裝一次閥后容易造成煙灰堵塞; 如果不加裝一次閥運(yùn)行投產(chǎn)后不便于拆卸檢修，因此不推薦使用。
二、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(cè)量，應(yīng)選用單法蘭式隔膜密封壓力變送器進(jìn)行測(cè)量，膜片接口法蘭以DN50 為宜?？紤]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(cè)量
測(cè)量脫硫塔內(nèi)的濕煙氣壓力，主要是測(cè)量各層除霧器之間的氣相壓力，并通過(guò)在DCS 中計(jì)算全部除霧器進(jìn)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(wèn)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(huì)影響變送器的測(cè)量，因此應(yīng)當(dāng)在關(guān)閉一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(jìn)行變送器零點(diǎn)和量程遷移操作，以避免膜片自身重力形變影響遷移準(zhǔn)確性。
（2） 理想工況下，除霧器層間壓力測(cè)量值應(yīng)為逐級(jí)遞減。以屋脊式除霧器為例，兩級(jí)除霧器間差壓應(yīng)在200 Pa 左右，但在裝置運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)部分除霧器層間壓力測(cè)量值數(shù)據(jù)未呈逐級(jí)遞減規(guī)律，分析后確認(rèn)造成該現(xiàn)象的原因?yàn)樗?nèi)煙氣流場(chǎng)分布不均勻，取壓點(diǎn)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(zhǎng)探管或調(diào)整塔內(nèi)導(dǎo)流板布置，即可解決。
2、2 石灰石和石膏漿液壓力測(cè)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(yīng)盡量縮短安裝法蘭短節(jié)長(zhǎng)度。又因?yàn)闈{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(yīng)在法蘭膜片前加裝陶瓷球芯一次閥。結(jié)合項(xiàng)目投資情況，可適當(dāng)省略石灰石漿液供料泵、石膏排出泵等互有備臺(tái)的間斷工作物料泵出口處一次閥，待供料間歇期或備臺(tái)泵投用時(shí)，對(duì)變送器進(jìn)行檢修。在節(jié)省陶瓷球閥設(shè)備費(fèi)用的同時(shí)，縮短了安裝盲區(qū)，減小了堵管幾率。
三、雙法蘭隔膜密封壓力變送器
3． 1 脫硫吸收塔液位測(cè)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(jì)性、可靠性和維護(hù)量等具體情況，塔釜石灰石、石膏漿液的液位測(cè)量應(yīng)優(yōu)先選用雙法蘭液位變送器。
需要特別注意的問(wèn)題:
（1）變送器應(yīng)三重冗余設(shè)置，并在DCS 系統(tǒng)中對(duì)信號(hào)進(jìn)行三取二處理。根據(jù)HJ /T 179—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(cè)量項(xiàng)目?jī)x表應(yīng)雙重或三重冗余設(shè)置。在石膏法脫硫裝置的自動(dòng)控制中，脫硫吸收塔液位低報(bào)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(shè)備壽命和生產(chǎn)安全。吸收塔攪拌器的誤跳會(huì)導(dǎo)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(fēng)機(jī)鼓入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(yīng)效率，影響石膏產(chǎn)物形成。同時(shí)還間接增加了吸收塔出口煙氣中的氧含量，導(dǎo)致NOx、SO2的氧含量折算數(shù)據(jù)超標(biāo)，形成上傳環(huán)保參數(shù)的虛假超標(biāo);漿液循環(huán)泵的誤跳會(huì)導(dǎo)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(duì)上升煙氣中SO2的捕捉，而且有可能導(dǎo)致高溫?zé)煔獾臒峤粨Q效率嚴(yán)重下降，加速塔頂除霧器層玻璃鱗片防腐層的老化，甚至導(dǎo)致除霧器溫度過(guò)高而引起火災(zāi)。
（2）變送器法蘭膜片處應(yīng)設(shè)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一次球閥，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(cè)量。因此應(yīng)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(shí)保證沖洗環(huán)SS316 以上材質(zhì)并有足夠厚度，使其能承受一定周期的腐蝕和
沖洗水混合漿液的沖刷。根據(jù)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，用于漿液壓力測(cè)量的法蘭壓力變送器經(jīng)常存在零點(diǎn)漂移的問(wèn)題，已設(shè)置沖洗環(huán)的法蘭壓力變送器，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(duì)變送器進(jìn)行零點(diǎn)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(cè)量準(zhǔn)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(yùn)行過(guò)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(huì)有起泡現(xiàn)象。漿液泡沫過(guò)多并高于入口煙道下沿后，會(huì)嚴(yán)重腐蝕入口煙道未做玻璃鱗片防腐的部分( 一般入口煙道防腐層只刷3m 左右)。由于雙法蘭液位變送器的上法蘭取壓管口標(biāo)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)取壓口一定是保持在實(shí)際液面以下。在核對(duì)3 臺(tái)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(biāo)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(shí)塔內(nèi)液面上已堆積大量漿液泡沫，應(yīng)組織運(yùn)行人員及時(shí)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(cè)量
針對(duì)需要靜態(tài)計(jì)量漿液密度的設(shè)備，選用雙法蘭差壓變送器，利用阿基米德原理，即ρ =ΔP/gΔH，其中雙法蘭取壓口間距ΔH 為定值，根據(jù)變送器測(cè)量變量ΔP 反算漿液密度ρ。脫硫吸收塔塔釜漿液液位測(cè)量，需在法蘭膜片處加裝膜片沖洗環(huán)，定期沖洗。
四、結(jié) 語(yǔ)
通過(guò)熱電廠2 個(gè)項(xiàng)目壓力變送器的調(diào)試和維護(hù)工作，切實(shí)認(rèn)識(shí)到了石膏法脫硫裝置的壓力變送器自控設(shè)計(jì)中，在保證設(shè)備量程合理、精確度達(dá)標(biāo)的前提下，在設(shè)計(jì)選型中最需要考慮的是變送器的防堵、防磨和后期維護(hù)便利性，從生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)實(shí)際工況出發(fā)，確保設(shè)備測(cè)量準(zhǔn)確性，延長(zhǎng)使用壽命，盡可能減少操作人員維護(hù)工作量，提高裝置的自動(dòng)化程度。
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