专利名称：一种测量脱硫塔浆液密度的取源装置及方法
技术领域：
本发明涉及石灰石石膏法燃煤锅炉烟气脱硫技术领域，特别是一种脱硫塔浆液密度的测量装置及测量方法。
背景技术：
石灰石石膏法燃煤锅炉烟气脱硫系统中脱硫塔浆液的密度测量是脱硫系统自动控制的关键。目前的密度测量取源装置是采用石膏浆液泵强制循环浆液，在浆液管道上安装质量流量计的方法测量脱硫塔浆液的密度值。该方法需要利用动力设备外部循环浆液，不仅装置的结构复杂、维护不便，而且浆液密度的测量精度也不高。此外，质量流量计的设备费较高、使用寿命较短，提高了使用和维护成本。如采用法兰差压变送器测量脱硫塔浆液密度，无需外部动力循环，但测量时浆液 中溶解气溢出，将会影响测量数值的精度，此问题还有待解决。
发明内容
本发明提供一种测量脱硫塔浆液密度的取源装置及方法，要解决脱硫塔浆液密度测量需要外部动力循环，测量精度低、设备成本高、维护不便的技术问题；并解决采用法兰差压变送器测量脱硫塔浆液密度，浆液中溶解气溢出，影响测量数值精度的技术问题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
这种测量脱硫塔浆液密度的取源装置，包括两个开于脱硫塔外壁的取源口，所述两取源口中一个为正压侧取源口，另一个为负压侧取源口，正压侧取源口与向上倾斜设置的正压侧接管连接，正压侧接管上端经正压侧隔离阀与正压侧测量三通的下接口连接，正压侧测量三通的上接口经正压侧放气阀与正压侧放气管连接，正压侧放气管由放气管支撑与脱硫塔外壁固定，正压侧放气管顶端高于脱硫塔最高液位H ；
所述负压侧取源口高于正压侧取源口，负压侧取源口与向上倾斜设置的负压侧接管连接，负压侧接管与下方正压侧接管的竖直距离为0. 8^1. 6m,负压侧接管上端经负压侧隔离阀与负压侧测量三通的下接口连接，负压侧测量三通的上接口经负压侧放气阀与负压侧放气管连接，负压侧放气管由放气管支撑与脱硫塔外壁固定，负压侧放气管顶端高于脱硫塔最闻液位H ；
所述正压侧测量三通的侧接口与法兰差压变送器一端的正压侧测量法兰连接，负压侧测量三通的侧接口与法兰差压变送器另一端的毛细管法兰连接。所述正压侧放气管和负压侧放气管的顶端均高于脱硫塔最高液位H的I. 25倍。所述正压侧接管与脱硫塔底面的竖直距离为50 70cm。所述正压侧接管和负压侧接管的水平距离为40 60cm。所述正压侧接管和负压侧接管与脱硫塔外壁的夹角均为30 45度。这种测量脱硫塔浆液密度的方法，在吸收塔正常运行时，缓慢打开正压侧隔离阀和负压侧隔离阀，吸收塔浆液通过正压侧接管和负压侧接管分别进入正压侧测量三通和负压侧测量三通内；完全打开正压侧隔离阀和打开负压侧隔离阀后，再分别缓缓打开正压侧放气阀和负压侧放气阀，当进入接管和测量三通的浆液有溶解的气体逸出时，逸出的气体分别顺着正压侧放气管和负压侧放气管排出；由于浆液进入正压侧接管和负压侧接管后变为静止状态，吸收塔浆液石膏晶体在正压侧接管和负压侧接管中沉淀，又分别经正压侧接管和负压侧接管流入塔内；依据连通器的原理，通过法兰压差变送器得到压力差数值，再经过计算得出浆液密度。 所述浆液密度计算方法如下
脱硫塔内部浆液是连续均匀的流体 ，流体内部各点的压强符合流体静力学的帕斯卡定律，即流体内任意点压强=流体密度X流体内该点到脱硫塔液面距离；
在流体取A、B两点，设A点到脱硫塔液面距离为L，设B点高于A点，且A点和B点的垂直距离为D，代入上式A点压强=流体密度X L
B点压强=流体密度X (L-D)
以上两式相减得(A点压强一 B点压强)=流体密度X D 即流体密度=(A点压强一 B点压强)/ D
由上式看出，A点到脱硫塔液面的距离L的变化不影响流体密度的计算，A点压强和B点压强通过正压侧测量法兰和毛细管法兰引入法兰差压变送器，A点压强一 B点压强的数值通过法兰差压变送器测量得出，D为所述负压侧接管与下方正压侧接管的竖直距离为
0.8 I. 6m，是常数。本发明的有益效果如下
本发明将法兰差压变送器安装在该脱硫塔外的管路上，实现脱硫塔浆液密度的测量。脱硫塔浆液中的石膏晶体在正压侧接管和负压侧接管中沉淀，又经过正压侧接管和负压侧接管流入塔内，无需动力设备，有效的防止了由于石膏沉淀形成正负压侧测量的堵塞而引起的差压变送器测量数值不真实，不影响脱硫塔浆液密度的测量精度，同时避免了浆液密度测量需要外部循环，解决了测量装置维护困难的问题。该装置的正压侧和负压侧均连接有放气管，打开正压侧放气阀和负压侧放气阀后，当进入测量管和测量三通浆液的有溶解的气体逸出时，逸出的气体分别顺着正压侧放气管和负压侧放气管排出测量管和测量三通，使得测量管和测量三通浆液是连续的，保证了差压变送器测量数值的真实可靠。放气管的高度高于脱硫塔最高液位的I. 25倍，可避免由于脱硫塔浆液在放气管中由于石膏晶体沉淀流回脱硫塔中，放气管中的液体密度低于脱硫塔中浆液密度，造成浆液溢出。正压侧接管和负压侧接管间的竖直距离保持在0. 8^1. 6m,保证了法兰差压变送器的测量精度和稳定性。该装置的法兰差压变送器采用一侧固定法兰，另一侧配毛细管法兰的配置，避免了由于变送器的安装高度引起的测量数值偏移。法兰差压变送器安装位置位于吸收塔外部，方便仪器的维护。与现有技术相比本发明的优点如下
I、结构简单，通过该装置实现密度测量，不需要动力设备，测量元件直接安装在取源装置上，不需要其它的辅助管线。 2、浆液清洁，法兰差压变送器不受浆液石膏晶体的磨损。3、维护方便，法兰差压变送器检修时不需要排空脱硫塔浆液。
本发明适用于石灰石石膏法燃煤锅炉烟气脱硫系统中脱硫塔浆液密度的测量。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图I是本发明的结构示意图。图2是图IA-A剖面的结构示意图。附图标记1 一脱硫塔外壁、2 —正压侧接管、3 —正压侧隔离阀、4 一正压侧测量三通、5 —正压侧放气阀、6 —负压侧接管、7 —负压侧隔离阀、8 —负压侧测量三通、9 一负压侧放气阀、10 —放气管支撑、11-法兰差压变送器、12-正压侧放气管、13-负压侧放气管、14-正压侧测量法兰、15-毛细管法兰。
具体实施例方式 实施例参见图I、图2所示，这种测量脱硫塔浆液密度的取源装置，包括两个开于脱硫塔外壁I的取源口，所述两取源口中一个为正压侧取源口，另一个为负压侧取源口，正压侧取源口与向上倾斜设置的正压侧接管2连接，正压侧接管2与脱硫塔底面的竖直距离为60cm,正压侧接管2上端经正压侧隔离阀3与正压侧测量三通4的下接口连接，正压侧测量三通4的上接口经正压侧放气阀5与正压侧放气管12连接，正压侧放气管12由放气管支撑10与脱硫塔外壁I固定，正压侧放气管12顶端高于脱硫塔最高液位H的I. 25倍。负压侧取源口高于正压侧取源口，负压侧取源口与向上倾斜设置的负压侧接管6连接，负压侧接管6与下方正压侧接管2的竖直距离为lm。正压侧接管2和负压侧接管6的水平距离为50cm。负压侧接管6上端经负压侧隔离阀7与负压侧测量三通8的下接口连接，负压侧测量三通8的上接口经负压侧放气阀9与负压侧放气管13连接，负压侧放气管13由放气管支撑10与脱硫塔外壁I固定，负压侧放气管13顶端高于脱硫塔最高液位H的
I.25 倍。正压侧测量三通4的侧接口与法兰差压变送器11 一端的正压侧测量法兰14连接，负压侧测量三通8的侧接口与法兰差压变送器11另一端的毛细管法兰15连接。这种测量脱硫塔浆液密度的方法在吸收塔正常运行时，缓慢打开正压侧隔离阀3和负压侧隔离阀7，吸收塔浆液通过正压侧接管2和负压侧接管6分别进入正压侧测量三通4和负压侧测量三通8内；完全打开正压侧隔离阀3和打开负压侧隔离阀7后，再分别缓缓打开正压侧放气阀5和负压侧放气阀9，当进入接管和测量三通的浆液有溶解的气体逸出时，逸出的气体分别顺着正压侧放气管12和负压侧放气管13排出；由于浆液进入正压侧接管2和负压侧接管6后变为静止状态，吸收塔浆液石膏晶体在正压侧接管2和负压侧接管6中沉淀，又分别经正压侧接管2和负压侧接管6流入塔内；依据连通器的原理，通过法兰压差变送器11得到压力差数值，再经过计算得出浆液密度。所述浆液密度计算方法如下
脱硫塔内部浆液是连续均匀的流体，流体内部各点的压强符合流体静力学的帕斯卡定律，即流体内任意点压强=流体密度X流体内该点到脱硫塔液面距离；
在流体取A、B两点，设A点到脱硫塔液面距离为L，设B点高于A点，且A点和B点的垂直距离为D，代入上式A点压强=流体密度X L
B点压强=流体密度X (L-D)以上两式相减得(A点压强一 B点压强)=流体密度X D 即流体密度=(A点压强一 B点压强)/ D
由上式看出，A点到脱硫塔液面的距离L的变化不影响流体密度的计算，A点压强和B 点压强通过正压侧测量法兰14和毛细管法兰15引入法兰差压变送器11，A点压强一 B点压强的数值通过法兰差压变送器11测量得出，D为所述负压侧接管6与下方正压侧接管2的竖直距离为0. 8 I. 6m,是常数。
权利要求
1.一种测量脱硫塔浆液密度的取源装置，包括两个开于脱硫塔外壁(I)的取源口，其特征在于所述两取源口中一个为正压侧取源口，另一个为负压侧取源口，正压侧取源口与向上倾斜设置的正压侧接管(2)连接，正压侧接管(2)上端经正压侧隔离阀(3)与正压侧测量三通(4)的下接口连接，正压侧测量三通(4)的上接口经正压侧放气阀(5)与正压侧放气管(12)连接，正压侧放气管(12)由放气管支撑(10)与脱硫塔外壁(I)固定，正压侧放气管(12 )顶端闻于脱硫塔最闻液位H ； 所述负压侧取源口高于正压侧取源口，负压侧取源口与向上倾斜设置的负压侧接管(6)连接，负压侧接管(6)与下方正压侧接管(2)的竖直距离为0. Cl. 6m，负压侧接管(6)上端经负压侧隔离阀(7)与负压侧测量三通(8)的下接口连接，负压侧测量三通(8)的上接口经负压侧放气阀(9)与负压侧放气管(13)连接，负压侧放气管(13)由放气管支撑(10)与脱硫塔外壁(I)固定，负压侧放气管(13)顶端高于脱硫塔最高液位H ； 所述正压侧测量三通(4)的侧接口与法兰差压变送器(11) 一端的正压侧测量法兰(14)连接，负压侧测量三通(8)的侧接口与法兰差压变送器(11)另一端的毛细管法兰(15)连接。
2.根据权利要求I所述的测量脱硫塔浆液密度的取源装置，其特征在于所述正压侧放气管(12)和负压侧放气管(13)的顶端均高于脱硫塔最高液位H的I. 25倍。
3.根据权利要求I所述的测量脱硫塔浆液密度的取源装置，其特征在于所述正压侧接管(2)与脱硫塔底面的竖直距离为50 70cm。
4.根据权利要求I所述的测量脱硫塔浆液密度的取源装置，其特征在于所述正压侧接管(2)和负压侧接管(6)的水平距离为40 60cm。
5.根据权利要求I所述的测量脱硫塔浆液密度的取源装置，其特征在于所述正压侧接管(2)和负压侧接管(6)与脱硫塔外壁(I)的夹角均为30 45度。
6.一种应用权利要求I 5任意一项所述装置的测量脱硫塔浆液密度的方法，其特征在于 在吸收塔正常运行时，缓慢打开正压侧隔离阀(3)和负压侧隔离阀(7)，吸收塔浆液通过正压侧接管(2)和负压侧接管(6)分别进入正压侧测量三通(4)和负压侧测量三通(8)内；完全打开正压侧隔离阀(3)和打开负压侧隔离阀(7)后，再分别缓缓打开正压侧放气阀(5)和负压侧放气阀(9)，当进入接管和测量三通的浆液有溶解的气体逸出时，逸出的气体分别顺着正压侧放气管(12)和负压侧放气管(13)排出；由于浆液进入正压侧接管(2)和负压侧接管(6)后变为静止状态，吸收塔浆液石膏晶体在正压侧接管(2)和负压侧接管(6)中沉淀，又分别经正压侧接管(2)和负压侧接管(6)流入塔内；依据连通器的原理，通过法兰压差变送器(11)得到压力差数值，再经过计算得出浆液密度。
7.根据权利要求6所述测量脱硫塔浆液密度的方法，其特征在于所述浆液密度计算方法如下 脱硫塔内部浆液是连续均匀的流体，流体内部各点的压强符合流体静力学的帕斯卡定律，即流体内任意点压强=流体密度X流体内该点到脱硫塔液面距离； 在流体取A、B两点，设A点到脱硫塔液面距离为L，设B点高于A点，且A点和B点的垂直距离为D，代入上式A点压强=流体密度X L B点压强=流体密度X (L-D)以上两式相减得(A点压强一 B点压强)=流体密度X D 即流体密度=(A点压强一 B点压强)/ D 由上式看出，A点到脱硫塔液面的距离L的变化不影响流体密度的计算，A点压强和B点压强通过正压侧测量法兰(14)和毛细管法兰(15)引入法兰差压变送器(11 )，A点压强一B点压强的数值通过法兰差压变送器(11)测量得出，D为所述负压侧接管(6)与下方正压侧接管(2)的竖直距离为0. 8 I. 6m,是常数。
全文摘要
一种测量脱硫塔浆液密度的取源装置及方法，该装置包括两个开于脱硫塔外壁的取源口，所述两取源口中一个为正压侧取源口，另一个为负压侧取源口，正压侧取源口与向上倾斜设置的正压侧接管连接，正压侧接管上端经正压侧隔离阀与正压侧测量三通的下接口连接，正压侧测量三通的上接口经正压侧放气阀与正压侧放气管连接，正压侧放气管由放气管支撑与脱硫塔外壁固定，正压侧放气管顶端高于脱硫塔最高液位H。本发明无需动力设备，不影响脱硫塔浆液密度的测量精度，避免了浆液密度测量需要外部循环，解决了测量装置维护困难的问题。本发明适用于石灰石石膏法燃煤锅炉烟气脱硫系统中脱硫塔浆液密度的测量。
文档编号G01N9/26GK102759494SQ20121025923
公开日2012年10月31日 申请日期2012年7月25日 优先权日2012年7月25日
发明者宋呈芳, 李阳, 杨超峰, 马建文 申请人:北京中新国能环保科技有限公司