用于循环流化床烟气脱硫的可测量料位的灰斗及测量方法与流程

本发明涉及料位测量技术领域，特别是涉及一种用于循环流化床烟气脱硫的可测量料位的灰斗及测量方法。

背景技术：

循环流化床烟气脱硫技术属于半干法烟气脱硫领域。在循环流化床反应器中，粉状固体脱硫剂作为床料与待处理烟气在流化床中剧烈混合并发生脱硫反应，脱硫后烟气携带脱硫剂离开流化床进入除尘装置，脱硫剂在除尘装置中从净化烟气中分离出来落入灰斗，再从灰斗中重新输入流化床，实现脱硫剂床料的循环。

原有的循环流化床烟气脱硫技术的脱硫效率约为93％。近年来随着环保法规不断严厉，电厂烟气深度净化的要求不断提高，循环流化床烟气脱硫技术也不断得到改进，目前循环流化床烟气脱硫技术的脱硫效率可达97％。在脱硫效率提高的同时，系统各部件的可靠性与可操控性等方面的要求也随之提高。

传统上，灰斗中脱硫剂的料位测量采用重锤料位计或射频料位计。然而由于灰斗底部工作条件恶劣，使用时间越长，这些料位测量仪表的可靠性与测量精度会出现较大的偏差，且维修难度较大，成本较高。

技术实现要素：

本发明提供一种结构简单、测量精度高、稳定性强的用于循环流化床烟气脱硫的可测量料位的灰斗及测量方法。

解决的技术问题是：现有的循环硫化床烟气脱硫中使用的料位计因工作环境恶劣，随着使用时间的延长，测量的精确度和稳定性无法得到保障，且后期的维修难度大，成本高。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明用于循环流化床烟气脱硫的可测量料位的灰斗，包括灰斗本体，所述灰斗本体的顶部进料口与除尘装置的出料口连通，底板中央的出料口通过返料管道与脱硫塔返料口连通；还包括稳风系统、送风系统和控制系统；所述灰斗本体由倾斜设置的灰斗侧板围合而成，形成上口大下口小的斗形空间；所述灰斗本体底部的纵截面呈倒三角形，包括两对称设置的倾斜底板，倾斜底板上均匀开设有进风口；灰斗本体内还设置有稳风系统，所述稳风系统包括设置在倾斜底板上方的布风板和沿灰斗侧板水平设置的风箱；所述风箱为两端封闭、中空的三棱柱体，由两个风箱侧壁与一个风口网片围合而成，两风箱侧壁连接处沿风箱延伸方向开设有一组进风口，一个风箱侧壁与灰斗侧板贴合固定，风口网片朝下设置；所述送风系统包括流化风机、电磁阀和气体压力计，流化风机的出风口与第一风管连接，第一风管上依次串联有电磁阀和气体压力计，第一风管的出风口分别与第二风管和第三风管连接，第二风管出风口与倾斜底板上的进风口连通，第三风管出风口伸入灰斗侧板与风箱的进风口连通；所述气体压力计的信号输出端与控制系统的信号输入端电连接，所述电磁阀的信号输入端与控制系统的信号输出端电连接，电磁阀的信号输出端与控制系统的信号输入端电连接。

本发明用于循环流化床烟气脱硫的可测量料位的灰斗，进一步的，所述灰斗侧板包括一对长板和一对短板，对称设置。

本发明用于循环流化床烟气脱硫的可测量料位的灰斗，进一步的，所述灰斗侧板中的长板和短板与水平方向的夹角均为为50-70°

本发明用于循环流化床烟气脱硫的可测量料位的灰斗，进一步的，所述倾斜底板与水平方向的夹角为5-10°。

本发明用于循环流化床烟气脱硫的可测量料位的灰斗，进一步的，所述风口网片采用烧结丝网制成。

本发明用于循环流化床烟气脱硫的可测量料位的灰斗，进一步的，所述两风箱侧壁的宽度一致，两侧板之间的夹角为25-35°。

本发明用于循环流化床烟气脱硫的可测量料位的灰斗，进一步的，所述第二风管与第三风管的管径一致，第一风管与第二风管的管径之比为1.5-2：1。

本发明用于循环流化床烟气脱硫的可测量料位的灰斗的料位测量方法，包括以下步骤：

第一部分、料位标定：

步骤一、脱硫剂颗粒通过除尘装置落入灰斗本体内，流化风机将流化风送入第一风管，经过第二风管和第三风管分别从倾斜底板和灰斗侧板送入灰斗本体内；灰斗内下部的压力大于脱硫塔内部的压力，脱硫剂颗粒随流化风进入脱硫塔，实现脱硫剂颗粒的循环利用；

步骤二、调节电磁阀，使灰斗本体内的流化风流速大于脱硫剂颗粒的临界流化速度，脱硫剂颗粒处于流态化，保持流化风风量稳定，标定风量；

步骤三、改变灰斗本体内脱硫剂的量，得到脱硫剂颗粒的料位与风压的关系如下：

w＝psaa+c(1)

式中：w为灰斗中脱硫剂颗粒的总重量，n；

psa为气体压力计显示的第一风管内的静压，pa；

a为灰斗床层横截面的面积，m²；

c为常量，取值范围为10^-1-10⁶；

第二部分、料位测量：

向灰斗本体中通入标定风量的流化风，利用气体压力计采集压力信号，控制系统将压力信号转化为料位信号，在控制系统显示器上显示出灰斗中料位。

本发明用于循环流化床烟气脱硫的可测量料位的灰斗的料位测量方法，进一步的，步骤三中公式(1)中的常量c采用公式(2)确定：

c＝(pda-psc-pdc-δpab)a(2)

式中：pda为第一风管内的动压，kpa；

psc为灰斗顶部进口处的静压，kpa；

pdc为灰斗顶部进口处的动压，kpa；

δpab为第一风管内到灰斗底部出料口处的压力损失，kpa。

本发明用于循环流化床烟气脱硫的可测量料位的灰斗与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明用于循环流化床烟气脱硫的可测量料位的灰斗对灰斗内的流化风系统进行了改进，使得灰斗内的流化风可以均匀分布，不仅减少灰斗堵塞的现象，而且可以使得灰斗内的脱硫剂颗粒均匀的被流化风托起，在灰斗内呈相对稳定的流态化，利用风管内测量得到的风压来表示灰斗内的料位；本测量方法结果准确率高，误差率小，稳定性好，最大限度的减小了恶劣的使用环境对设备造成的影响。

本发明在灰斗四周侧壁和底部分别设置了出风设备，协调各个方向的流化风的流动角度，使其协调配合，可在灰斗内形成相对稳定、可控的风压环境，大大提高了灰斗料位测量的准确性和稳定性。

下面结合附图对本发明的用于循环流化床烟气脱硫的可测量料位的灰斗及测量方法作进一步说明。

附图说明

图1为本发明用于循环流化床烟气脱硫的可测量料位的灰斗的主视图；

图2为本发明的应用系统示意图；

图3为灰斗的侧视图；

图4为灰斗的俯视图；

图5为风箱的纵截面示意图。

附图标记：

1-灰斗本体；11-倾斜底板；12-灰斗侧板；2-布风板；3-风箱；31-风口网片；32-风箱侧壁；4-流化风机；51-第一风管；52-第二风管；53-第三风管；61-气体压力计；62-电磁阀；7-除尘装置；8-脱硫塔；9-返料管道。

具体实施方式

如图1-图4所示，本发明用于循环流化床烟气脱硫的可测量料位的灰斗包括灰斗本体1、稳风系统、送风系统和控制系统；如图2所示，灰斗本体1的顶部进料口与除尘装置7的出料口连通，底板中央的出料口通过返料管道9与脱硫塔8返料口连通；灰斗本体1由倾斜设置的灰斗侧板12围合而成，灰斗侧板12包括一对长板和一对短板，对称设置，形成上口大下口小的斗形空间，长板和短板与水平方向的夹角均为为50-70°；灰斗本体1底部的纵截面呈倒三角形，包括两对称设置的倾斜底板11，倾斜底板11上均匀开设有进风口，倾斜底板11与水平方向的夹角为5-10°；灰斗本体1内设置有稳风系统，稳风系统包括设置在倾斜底板11上方的布风板2和沿灰斗侧板12水平设置的风箱3；布风板2与灰斗本体1底部相适应；如图5所示，风箱3为两端封闭、中空的三棱柱体，由两个风箱侧壁32与一个风口网片31围合而成，两风箱侧壁32连接处沿风箱3延伸方向开设有一组进风口，风口网片31采用烧结丝网制成，风箱3的一个风箱侧壁32与灰斗侧板12贴合固定，风口网片31朝下设置，两风箱侧壁32的宽度一致，两风箱侧壁32之间的夹角为25-35°；送风系统包括流化风机4和气体压力计61，流化风机4的出风口与第一风管51连接，第一风管51上依次串联有电磁阀62和气体压力计61，第一风管51的出风口分别与第二风管52和第三风管53连接，第二风管52出风口与倾斜底板11上的进风口连通，第三风管53出风口伸入灰斗侧板12与风箱3的进风口连通；气体压力计61的信号输出端与控制系统的信号输入端电连接，第二风管52与第三风管53的管径一致，第一风管51与第二风管52的管径之比为1.5-2：1；电磁阀62的信号输入端与控制系统的信号输出端电连接，电磁阀62的信号输出端与控制系统的信号输入端电连接。

本发明用于循环流化床烟气脱硫的可测量料位的灰斗的料位测量方法，具体包括以下步骤：包括以下步骤：

第一部分、料位标定：

步骤一、脱硫剂颗粒通过除尘装置7落入灰斗本体1内，流化风机4将流化风送入第一风管51，经过第二风管52和第三风管53分别从倾斜底板11和灰斗侧板12送入灰斗本体1内；灰斗内下部的压力大于脱硫塔8内部的压力，脱硫剂颗粒随流化风进入脱硫塔8，实现脱硫剂颗粒的循环利用；

步骤二、调节电磁阀62，使灰斗本体1内的流化风流速大于脱硫剂颗粒的临界流化速度，脱硫剂颗粒处于流态化，保持流化风风量稳定，标定风量；

步骤三、改变灰斗本体内脱硫剂的量，得到脱硫剂颗粒的料位与风压的关系如下：

w＝psaa+c(1)

式中：w为灰斗中脱硫剂颗粒的总重量，n；

psa为气体压力计显示的第一风管内的静压，pa；

a为灰斗床层横截面的面积，m²；

c为常量，取值范围为10^-1-10⁶；

第二部分、料位测量：

向灰斗本体中通入标定风量的流化风，利用气体压力计采集压力信号，控制系统将压力信号转化为料位信号，在控制系统显示器上显示出灰斗中料位。

其中常量c采用公式(2)确定：

c＝(pda-psc-pdc-δpab)a(2)

式中：pda为第一风管51内的动压，pa；

psc为灰斗顶部进口处的静压，pa；

pdc为灰斗顶部进口处的动压，pa；

δpab为第一风管51内到灰斗底部出料口处的压力损失，pa。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。