浆液密度测量系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及浆液密度测量技术领域，尤其涉及一种浆液密度测量系统及方法。
【背景技术】
[0002]对于火力发电厂常用的湿法脱硫系统，其脱硫一般采用湿法石灰石-石膏法烟气脱硫工艺，设计密度测量有3处，分别是中磨机浆液箱密度、石灰石浆液箱密度和吸收塔出口石膏浆液密度。脱硫浆液密度测量的准确与否，关系到SO2的转化率，即脱硫效率，更关系到烟气排放是否达到环保要求。因此石灰石浆液密度测量必须准确，为机组运行和环保监察部门提供可靠的数据。
[0003]然而在实际脱硫浆液密度测量过程中，由于湿法脱硫系统的工艺过程较为繁琐，测量设备工作环境恶劣，同时浆液本身成分和特性较复杂，给密度测量造成了诸多问题和困难。例如:(1)浆液中含有硫酸根及亚硫酸根，呈弱酸性；(2)浆液中氯离子、氟离子浓度较高，腐蚀性较强；(3)浆液中固态物质的质量分数较高，一般控制在20%?30%，磨蚀性较强；(4)浆液中固态物质的质量分数较高，流动组织不佳，容易造成固体颗粒沉积，堵塞表计。因此，脱硫系统浆液含固量高、易腐蚀、磨损、堵塞仪表测量管等，使密度计的选型受到很大限制。浆液密度测量仪器选型应充分考虑脱硫浆液的腐蚀、磨蚀、悬浮固体颗粒的沉积、结垢等各种因素，尽可能兼顾到其可用性、可靠性和可控性。
[0004]目前，在烟气脱硫中应用最广的浆液密度测量仪器是质量流量计，其测量原理是测量管连续以一定的共振频率进行振动，振动频率随流体的密度变化而变化，共振频率是流体密度的函数，通过测量管的共振频率即可获得流体的密度。质量流量计的最大特点是可同时测量介质质量流量与密度，而且测量精度较高，测量过程较稳定。
[0005]但是，质量流量计具有如下缺点:需要利用动力设备外部循环浆液，因此装置的结构复杂，维护不便。由于浆液粘度大导致测量管的堵塞，质量流量计在运行过程中测量管经常出现堵塞现象，经常性退出正常测量密度，经常性冲洗，甚至导致无法测量，检修人员实际维护工作量很大.由于浆液固有的腐蚀性和反复冲刷，测量管易被磨穿，实际部分电厂6至8个月需修复或者更换测量管，但修复后的测量管的固有参数设计发生改变，很难再次实现正常测量。
[0006]因此，质量流量计的设备费较高，使用和维护成本较高，使用寿命较短，易磨损，运行不到I年易因磨蚀而报废。以某电厂实际维护为例，该厂每台600MW机组每年造成的备件及维护费用高达20万元。运行检修维护工作量和运营成本压力均较大。
[0007]另外，还可以使用另一种方法:差压法密度测量。差压法密度测量是一种间接测量密度的方式，即在测量浆液密度的管路上取两点进行开孔，两点的距离和位置必须合理，能创造稳定的测量环境，在开孔位置安装取样管路接入差压变送器的正负压侧，利用公式:ΔΡ = P gh来间接计算浆液的密度。其中，ΔΡ为ab两点间的差压，g为重力加速度，P为浆液密度，h为压力取样位置ab两点间的距离。因此通过差压变送器测量ab两点间的压力差即可推算出相应的浆液密度。该测量方式被部分电厂采用，优点是投入成本低，耐磨损和腐蚀。
[0008]但是，常规差压法进行密度测量也有一些明显的不足:(1)测量位置条件差，如果压力测量点距吸收塔搅拌器较近，则会受到搅拌器的干扰，导致压力测量值波动大，失去测量的意义；如果距搅拌器较远，仪器测量孔易被结晶物堵塞，即便采用伸入式法兰，也难以保障长时间运行。(2)测量误差大，两压力测量点如果距离太近，则压差很小，难以准确测量，且易受干扰；如果距离太远，则两点间的密度相差较大，不具备代表性。因此常规差压法进行密度测量的测量精度不高，取样管路易堵塞。
【发明内容】
[0009]本发明提供了一种浆液密度测量系统及方法，以至少解决采用差压法进行浆液密度测量，测量精度不高，取样管路易堵塞的问题。
[0010]根据本发明的一个方面，提供了一种浆液密度测量系统，包括:石灰石浆液差压测量设备和控制设备；所述石灰石楽液差压测量设备包括:楽液管路、取样管路、冲洗管路和差压变送器；其中，所述浆液管路的进浆处设置有进浆采样阀，出浆处连接浆液箱；沿所述浆液管路中的浆液流向，所述进浆采样阀之后的一段浆液管路为竖直段，在所述竖直段上相隔预设距离从上至下依次设置第一开孔和第二开孔，作为取样位置；所述取样管路包括:低压侧取样管路和高压侧取样管路；所述低压侧取样管路的一端连接至所述第一开孔，另一端连接至所述差压变送器的负压端；所述高压侧取样管路的一端连接至所述第二开孔，另一端连接至所述差压变送器的正压端；所述冲洗管路的进水处设置冲洗总阀；沿所述冲洗管路中的进水流向，在所述冲洗总阀之后，所述冲洗管路分为第一冲洗管路和第二冲洗管路，所述第一冲洗管路连接至所述高压侧取样管路靠近所述差压变送器的一端；所述第二冲洗管路连接至所述低压侧取样管路靠近所述差压变送器的一端；所述取样管路和所述冲洗管路上设置有差压五阀组；所述控制设备包括:控制柜以及与所述控制柜连接的主机，其中，所述控制柜分别连接至所述进浆采样阀、所述冲洗总阀、所述差压五阀组和所述差压变送器；所述控制设备用于发送指令控制各阀门的开闭，以进行浆液取样、浆液密度测量和冲洗所述取样管路，接收各阀门的状态和所述差压变送器的信号，以及记录显示浆液密度值。
[0011]在一个实施例中，所述差压五阀组包括:第一差压测量阀、第二差压测量阀、平衡阀、第一冲洗阀和第二冲洗阀；其中，所述第一差压测量阀设置在所述低压侧取样管路上；所述第二差压测量阀设置在所述高压侧取样管路上；所述平衡阀设置在所述第一差压测量阀与所述第二差压测量阀之间；所述第一冲洗阀设置在所述第一冲洗管路上；所述第二冲洗阀设置在所述第二冲洗管路上。
[0012]在一个实施例中，所述进浆采样阀为气动阀；所述冲洗总阀、所述第一冲洗阀和所述第二冲洗阀均为电动阀；所述第一差压测量阀、所述第二差压测量阀和所述平衡阀均为手动阀。
[0013]在一个实施例中，在进行浆液取样时，所述进浆采样阀、所述第一差压测量阀、所述第二差压测量阀均处于打开状态，所述平衡阀、所述冲洗总阀、所述第一冲洗阀和所述第二冲洗阀均处于关闭状态。
[0014]在一个实施例中，在进行浆液密度测量时，所述进浆采样阀、所述平衡阀、所述冲洗总阀、所述第一冲洗阀和所述第二冲洗阀均处于关闭状态，所述第一差压测量阀和所述第二差压测量阀处于打开状态。
[0015]在一个实施例中，在冲洗所述取样管路时，所述冲洗总阀、所述第一冲洗阀、所述第二冲洗阀、所述第一差压测量阀和所述第二差压测量阀均处于打开状态；所述进浆采样阀和所述平衡阀处于关闭状态。
[0016]在一个实施例中，所述控制柜包括:可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，简称为PLC)控制柜或分布式控制系统(Distributed Control System，简称为DCS)控制柜。
[0017]根据本发明的另一个方面，提供了一种浆液密度测量方法，基于上述任一种的浆液密度测量系统实现，包括:步骤1:关闭冲洗总阀、差压五阀组中的第一冲洗阀和第二冲洗阀；步骤2:打开进浆采样阀，将石灰石浆液送入取样管路中；步骤3:当所述进浆采样阀开到位后，延时第一预设时间，关闭所述进浆采样阀，完成石灰石浆液采样；步骤4:当所述进浆采样阀关到位后，延时第二预设时间，对控制设备在上一测量周期记录的浆液密度值进行复位；步骤5:当所述进浆采样阀关到位后，延时第三预设时间，所述控制设备自动记录当前浆液密度值，并将该当前浆液密度值保持至下一测量周期复位时，其中所述第三预设时间大于所述第二预设时间；步骤6:当所述进浆采样阀关到位后，延时第四预设时间，打开所述冲洗总阀、所述第一冲洗阀和所述第二冲洗阀，冲洗所述取样管路；其中，所述第四预设时间大于所述第三预设时间；当所述冲洗总阀开到位后，表示当前测量周期的浆液密度测量结束；步骤7:延时第五预设时间后，启动下一测量周期的浆液密度测量。
[0018]在一个实施例中，在步骤4中，对控制设备在上一测量周期记录的浆液密度值进行复位之后，所述控制设备实时显示根据差压变送器的差压转换得到的浆液密度值。
[0019]通过本发明的浆液密度测量系统及方法，将冲洗管路连接到取样管路上靠近差压变送器的一侧，新的五阀组设计结构和安装位置，使得取样管路冲洗比较彻底，解决了常规差压法测量时取样管路易堵塞的问题；采用现场测量和远程控制结合的方案，取样、测量、记录数据和冲洗均由控制设备(可以是