一种脱硫吸收塔浆液pH值及密度在线测试装置和方法与流程

本发明属于火电厂脱硫系统技术领域，尤其是涉及一种脱硫吸收塔浆液ph值及密度在线测试装置和方法。

背景技术

吸收塔浆液的ph值和密度是脱硫系统运行的重要监测指标。如果浆液ph过低，则二氧化硫吸收效果差，脱硫效率偏低；若ph过高，则石灰石利用率及石膏纯度下降，不利于脱硫反应的进行。如果浆液密度过低，则浆液中的石灰石及石膏等含固量较低，脱硫效率偏低，脱水石膏含水率偏高；若浆液密度过高，则不仅设备磨损及系统运行电耗偏大，还会导致浆液氧化和结晶变差，导致脱硫效率下降和石膏含水率偏高等问题。

吸收塔浆液ph和密度是指导运行调整的两个关键数据。实际生产过程中，经常存在数据偏差较大和失真的情况。

吸收塔浆液ph一般使用电极法测试，吸收塔浆液为液固混合体，有别于均一状态的水溶液，因此ph值测试需要在浆液流动状态下进行；传统浆液的ph测试，直接将ph计安装在浆液流动管路上，由于浆液中含有大量的石膏结晶体和二氧化硅杂质，过高的浆液流速导致ph计电极磨损严重，使其使用寿命大大降低，同时干扰测试精度。

吸收塔浆液密度计的测试普遍采用差压计进行测量，浆液流动状态稳定的情况下，其测试准确性较好，如果浆液中夹带着气泡或者泡沫，将严重干扰测试结果。还有一旦差压计一端发生堵塞的情况，其测量结果将会失真。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出一种脱硫吸收塔浆液ph值及密度在线测试装置，实现了吸收塔浆液ph值和密度的在线准确测量，同时，避免了浆液泡沫对ph值和密度测量结果的影响，降低了浆液中较大固体杂质对ph测试仪电极的磨损，解决了堵塞引起的密度测量结果失真的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以解决。

一种脱硫吸收塔浆液ph值及密度在线测试装置，包括：吸收塔、缓冲罐、密度罐和处理器；所述吸收塔的浆液出口通过浆液输送管与所述缓冲罐的底部浆液入口连通，所述缓冲罐的顶部浆液出口通过连接管与所述密度罐的底部浆液入口连通，所述浆液输送管上设置有流量计，所述浆液输送管还连接有工艺水进水管。

所述缓冲罐的顶部设置有ph测试仪，所述ph测试仪的电极插入所述缓冲罐内；所述密度罐的侧壁上设置有多个溢流口，且多个所述溢流口设置在同一水平面上，每个所述溢流口分别连接有斜管，每个所述斜管的下方设置有接液部件，所述斜管的下端口朝向所述接液部件的进液端，且多个所述接液部件相互连通；所述接液部件底部设置有第一排放管；所述密度罐的顶部设置有顶盖，所述顶盖通过悬吊杆连接有称重部件；所述ph测试仪的信号输出端和所述称重部件的信号输出端分别与所述处理器的ph值信号输入端和重量信号输入端连接，所述处理器的信号输出端连接有显示屏。

根据本发明的脱硫吸收塔浆液ph值及密度在线测试装置，吸收塔的浆液出口通过浆液输送管与缓冲罐的底部浆液入口连通，缓冲罐的顶部浆液出口通过连接管与密度罐的底部浆液入口连通，缓冲罐和密度罐串联设置，且使浆液先经过缓冲罐测量ph值，减小了输送过程中浆液的温差对吸收塔内真实ph值测量的影响；浆液在缓冲罐中下进上出的设计，减小了浆液中的固体杂质对ph测试仪的电极磨损，延长电极使用寿命；浆液输送管上设置有流量计，便于获取进入缓冲罐和密度罐的浆液的流量，进而控制该流量，保证测量精度；浆液输送管还连接有工艺水进水管，该工艺水通入密度罐用于对密度罐进行标定，此外，便于向装置内引入工艺水对装置进行冲洗。

缓冲罐的顶部设置有ph测试仪，ph测试仪的电极插入缓冲罐内，用于测试缓冲罐内浆液的ph值。密度罐的侧壁上设置有多个溢流口，且多个溢流口设置在同一水平面上，每个溢流口分别连接有斜管，每个斜管的下方设置有接液部件，斜管的下端口朝向接液部件的进液端，且多个接液部件相互连通，接液部件底部设置有第一排放管，使浆液表面的泡沫在浆液从缓冲罐顶部出口流出时一起带出罐体，避免罐体内的ph值和重量测量受浆液内泡沫的影响，提高测量精度。密度罐的顶部设置有顶盖，顶盖通过悬吊杆连接有称重部件，使密度罐悬吊于称重部件上，便于称量密度罐及其内部浆液的重量，顶盖使密度罐重量不受外界气流影响，提高密度测量精度。ph测试仪的信号输出端和称重部件的信号输出端分别与处理器的ph值信号输入端和重量信号输入端连接，处理器的信号输出端连接有显示屏。用于将ph值和重量传输给处理器，并将重量值转换成浆液密度，最终通过显示器显示浆液的ph值和密度，便于运行人员对浆液脱硫质量进行在线监控。

另外，本发明提供的脱硫吸收塔浆液ph值及密度在线测试装置还可以具有以下附加技术特征：

优选的，所述密度罐的外围设置有保护罐，所述保护罐的底部开设有圆孔，所述圆孔的内壁通过软管与所述密度罐的底部的浆液入口连通；所述缓冲罐的顶部浆液出口通过连接管与所述软管连通。

根据本发明的脱硫吸收塔浆液ph值及密度在线测试装置，密度罐的外围设置有保护罐，保护罐的底部开设有圆孔，圆孔的内壁通过软管与密度罐的底部的浆液入口连通，缓冲罐的顶部浆液出口通过连接管与软管连通。使密度罐与连接管之间形成缓冲区，进而减小连接管对密度罐重量测试准确性的影响。

优选的，所述连接管的最低处设置有直角拐弯处，所述直角拐弯处设置有排放口，所述排放口连接有第二排放管，所述第二排放管上设置有第一阀门。

根据本发明的脱硫吸收塔浆液ph值及密度在线测试装置，连接管的最低处设置有直角拐弯处，直角拐弯处设置有排放口，排放口连接有第二排放管，第二排放管上设置有第一阀门。使浆液中的杂质聚集于直角拐弯处，并通过排放口排出，避免密度罐底部浆液入口堵塞。此外，使密度罐体积标定后，密度罐中的工艺水易于排放，便于使浆液和工艺水通过第二排放管流入地沟，并随地沟内的排放物一起循环处理并利用。

优选的，所述缓冲罐的底部设置有第三排放管，所述第三排放管上设置有第二阀门。

根据本发明的脱硫吸收塔浆液ph值及密度在线测试装置，缓冲罐的底部设置有第三排放管，第三排放管上设置有第二阀门，便于疏通缓冲罐内部的沉积物，对缓冲罐进行清洗。

优选的，所述浆液输送管上设置有输送泵，所述输送泵与所述缓冲罐的浆液入口之间设置有调节阀。

根据本发明的脱硫吸收塔浆液ph值及密度在线测试装置，浆液输送管上设置有输送泵，使浆液能够顺利引入缓冲罐中，输送泵与缓冲罐浆液入口之间设置有调节阀，用于减缓进入缓冲罐和密度罐的浆液的流速，减小浆液中的较大杂质对ph测试仪电极的冲刷和磨损，同时，缓慢的浆液流速可提高密度罐的测量准确性。

优选的，所述顶盖的内侧壁上设置有多个凹槽，所述密度罐的内侧壁上设置有多个凸台，所述凹槽可与所述凸台固定卡接。

根据本发明的脱硫吸收塔浆液ph值及密度在线测试装置，顶盖的内侧壁上设置有多个凹槽，密度罐的内侧壁上设置有多个凸台，凹槽可与凸台固定卡接。使密度罐通过顶盖悬吊于称重部件下方，便于称量密度罐重量。

优选的，所述ph测试仪为两个。

根据本发明的脱硫吸收塔浆液ph值及密度在线测试装置，ph测试仪为两个，使一个ph测试仪损坏时，另一个还可继续测量，此外，两个ph测试仪同时测量，使测量结果更能反映真实浆液的ph值。

优选的，所述工艺水进水管上设置有第三阀门。

根据本发明的脱硫吸收塔浆液ph值及密度在线测试装置，工艺水进水管上设置有第三阀门，便于装置冲洗时，对冲洗水的流速进行控制。

优选的，所述接液部件为漏斗形。

根据本发明的脱硫吸收塔浆液ph值及密度在线测试装置，接液部件为漏斗形，避免溢出浆液落到接液部件外部，影响到罐体自身的空重。

一种脱硫吸收塔浆液ph值及密度在线测试方法，基于一种脱硫吸收塔浆液ph值及密度在线测试装置，包括以下步骤：

步骤1，密度罐标定：首先，将顶盖与密度罐卡接在一起，并通过悬吊杆悬吊于称量部件下方，通过称量部件称量密度罐自身重量即为m0；然后，通过工艺水进水管向缓冲罐和密度罐内通入工艺水，待密度罐溢流口有工艺水溢出后，通过称量部件称量密度罐和工艺水的总重量即为m1，通过公式v＝(m1-m0)/ρ水，计算出密度罐体积即为v；最后，通过连接管的直角拐弯处的排放口排空缓冲罐和密度罐内的工艺水；

步骤2，浆液ph值和密度测试：通过输送泵将吸收塔内浆液通入缓冲罐和密度罐内，调节调节阀，使流量计示数为c1，待密度罐内浆液从溢流口流出且无泡沫溢出后，通过ph测试仪测得浆液ph值即为h1，通过称量部件称量浆液和密度罐总重量即为m，通过公式ρ＝(m-m0)/v计算得到浆液密度即为ρ。

优选的，所述c1为0.5-0.7l/min。

本发明的脱硫吸收塔浆液ph值及密度在线测试方法中的密度测试机理，打破目前主流的差压法，从最根本的密度计算方法出发，测得浆液真实密度；同时避免了差压法中浆液泡沫和堵塞等问题对测量结果的影响，为吸收塔的浆液密度测试提供一种新的思路和方法。通过浆液流速的控制，减少了固体杂质对ph测试仪电极的冲刷磨损，延长ph测试仪电极使用寿命，同时减小密度罐的称量误差，进而提高密度测量的精度。测试时，只需要对密度罐的重量和体积进行重新标定即可避免密度罐内的结垢对密度测量结果的影响，测量准确性高。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1是本发明的脱硫吸收塔浆液ph值及密度在线测试装置的一种实施例的结构示意图。

图2是图1中a的局部放大图。

图3是本发明的脱硫吸收塔浆液ph值及密度在线测试装置中处理器的信号传输示意图。

在图1-图3中：1、吸收塔；2、缓冲罐；201、第三排放管；202、第二阀门；3、密度罐；4、浆液输送管；401、调节阀；402、工艺水进水管；403、第三阀门；404、流量计；5、ph测试仪；6、称重部件；7、处理器；8、接液部件；9、顶盖；10、斜管；11、连接管；1101、排放口；1102、第二排放管；1103、第一阀门；12、保护罐；13、输送泵；14、第一排放管；15、软管；16、显示屏。

具体实施方式

实施例1

参考图1-图3，本发明的脱硫吸收塔浆液ph值及密度在线测试装置，包括：吸收塔1、缓冲罐2、密度罐3和处理器7；吸收塔1的浆液出口通过浆液输送管4与缓冲罐2的底部浆液入口连通，缓冲罐2的顶部浆液出口通过连接管11与密度罐3的底部浆液入口连通，浆液输送管4上设置有流量计404，浆液输送管4还连接有工艺水进水管402。

缓冲罐2的顶部设置有ph测试仪5，ph测试仪5的电极插入缓冲罐2内；密度罐3的侧壁上设置有多个溢流口，且多个溢流口设置在同一水平面上，每个溢流口分别连接有斜管10，每个斜管10的下方设置有接液部件8，斜管10的下端口朝向接液部件8的进液端，且多个接液部件8相互连通；接液部件8底部设置有第一排放管14；密度罐3的顶部设置有顶盖9，顶盖9通过悬吊杆连接有称重部件6；ph测试仪5的信号输出端和称重部件6的信号输出端分别与处理器7的ph值信号输入端和重量信号输入端连接，处理器7的信号输出端连接有显示屏16。

在以上实施例中，吸收塔1的浆液出口通过浆液输送管4与缓冲罐2的底部浆液入口连通，缓冲罐2的顶部浆液出口通过连接管11与密度罐3的底部浆液入口连通，缓冲罐2和密度罐3串联设置，且使浆液先经过缓冲罐2测量ph值，减小了输送过程中浆液的温差对吸收塔1内真实ph值测量的影响；浆液在缓冲罐2中下进上出的设计，减小了浆液中的固体杂质对ph测试仪5的电极磨损，延长电极使用寿命；浆液输送管4上设置有流量计404，便于获取进入缓冲罐2和密度罐3的浆液的流量，进而控制该流量，保证测量精度；浆液输送管4还连接有工艺水进水管402，该工艺水通入密度罐3用于对密度罐3进行标定，此外，便于向装置内引入工艺水对装置进行冲洗。

缓冲罐2的顶部设置有ph测试仪5，ph测试仪5的电极插入缓冲罐2内，用于测试缓冲罐2内浆液的ph值。密度罐3的侧壁上设置有多个溢流口，且多个溢流口设置在同一水平面上，每个溢流口分别连接有斜管10，每个斜管10的下方设置有接液部件8，斜管10的下端口朝向接液部件8的进液端，且多个接液部件8相互连通，接液部件8底部设置有第一排放管14，使浆液表面的泡沫在浆液从缓冲罐2顶部出口流出时一起带出罐体，避免罐体内的ph值和重量测量受浆液内泡沫的影响，提高测量精度。密度罐3的顶部设置有顶盖9，顶盖9通过悬吊杆连接有称重部件6，使密度罐3悬吊于称重部件6上，便于称量密度罐3及其内部浆液的重量，顶盖9使密度罐3重量不受外界气流影响，提高密度测量精度。ph测试仪5的信号输出端和称重部件6的信号输出端分别与处理器7的ph值信号输入端和重量信号输入端连接，处理器7的信号输出端连接有显示屏16。用于将ph值和重量传输给处理器7，并将浆液重量值转换成浆液密度，最终通过显示器显示浆液的ph值和密度，便于运行人员对浆液脱硫质量进行在线监控。

本发明的脱硫吸收塔浆液ph值及密度在线测试装置，还具有以下附加实施例：

参考图1和图2，根据本发明的一个实施例，密度罐3的外围设置有保护罐12，保护罐12的底部开设有圆孔，圆孔的内壁通过软管15与密度罐3的底部的浆液入口连通；缓冲罐2的顶部浆液出口通过连接管11与软管15连通。

在以上实施例中，密度罐3的外围设置有保护罐12，保护罐12的底部开设有圆孔，圆孔的内壁通过软管15与密度罐3的底部的浆液入口连通，缓冲罐2的顶部浆液出口通过连接管11与软管15连通。使密度罐3与连接管11之间形成缓冲区，进而减小连接管11对密度罐3重量测试准确性的影响。

参考图1，根据本发明的一个实施例，连接管11的最低处设置有直角拐弯处，直角拐弯处设置有排放口1101，排放口1101连接有第二排放管1102，第二排放管1102上设置有第一阀门1103。

在以上实施例中，连接管11的最低处设置有直角拐弯处，直角拐弯处设置有排放口1101，排放口1101连接有第二排放管1102，第二排放管1102上设置有第一阀门1103。使浆液中的杂质聚集于直角拐弯处，并通过排放口1101排出，避免密度罐3底部浆液入口堵塞。此外，使密度罐3体积标定后，密度罐3中的工艺水易于排放，便于使浆液和工艺水通过第二排放管1102流入地沟，并随地沟内的排放物一起循环处理并利用。

参考图1，根据本发明的一个实施例，缓冲罐2的底部设置有第三排放管201，第三排放管201上设置有第二阀门202。

在以上实施例中，缓冲罐2的底部设置有第三排放管201，第三排放管201上设置有第二阀门202，便于疏通缓冲罐2内部的沉积物，对缓冲罐2进行清洗。

参考图1，根据本发明的一个实施例，浆液输送管4上设置有输送泵13，输送泵13与缓冲罐2的浆液入口之间设置有调节阀401。

在以上实施例中，浆液输送管4上设置有输送泵13，使浆液能够顺利引入缓冲罐2中，输送泵13与缓冲罐2浆液入口之间设置有调节阀401，用于减缓进入缓冲罐2和密度罐3的浆液的流速，减小浆液中的较大杂质对ph测试仪5电极的冲刷和磨损，同时，缓慢的浆液流速可提高密度罐3的测量准确性。

参考图1，根据本发明的一个实施例，顶盖9的内侧壁上设置有多个凹槽，密度罐3的内侧壁上设置有多个凸台，凹槽可与凸台固定卡接。

在以上实施例中，顶盖9的内侧壁上设置有多个凹槽，密度罐3的内侧壁上设置有多个凸台，凹槽可与凸台固定卡接。使密度罐3通过顶盖9悬吊于称重部件6下方，便于称量密度罐3重量。

参考图1，根据本发明的一个实施例，ph测试仪5为两个。

在以上实施例中，ph测试仪5为两个，使一个ph测试仪5损坏时，另一个还可继续测量，此外，两个ph测试仪5同时测量，使测量结果更能反映真实浆液的ph值。

参考图1，根据本发明的一个实施例，工艺水进水管402上设置有第三阀门403。

在以上实施例中，工艺水进水管402上设置有第三阀门403，便于装置冲洗时，对冲洗水的流速进行控制。

参考图1，根据本发明的一个实施例，接液部件8为漏斗形。

在以上实施例中，接液部件8为漏斗形，避免溢出浆液落到接液部件8外部，影响到罐体自身的空重。

实施例2

步骤1，密度罐标定：首先，将顶盖与密度罐卡接在一起，并通过悬吊杆悬吊于电子秤下方，通过电子秤称量密度罐自身重量m0为3.52kg；然后，打开第三阀门，通过工艺水进水管向缓冲罐和密度罐内通入工艺水，待密度罐溢流口有工艺水溢出后，通过称量密度罐和工艺水的总重m1为13.53kg，通过公式v＝(m1-m0)/ρ水，计算出密度罐体积v为10.01l。最后，打开第一阀门，通过连接管直角拐弯处的排放口排空密度罐和缓冲罐内的工艺水后，关闭第一阀门。

步骤2，浆液ph值和密度测试：打开调节阀，通过输送泵将吸收塔内浆液通入缓冲罐和密度罐内，调节调节阀，使流量计示数c1为0.5l/min，待密度罐内浆液从溢流口流出且无泡沫溢出后，通过ph测试仪测得浆液ph值h1为5.95，通过电子秤称量浆液和密度罐总重量m为14.53kg，通过公式ρ＝(m-m0)/v计算出浆液密度ρ为1100kg/m³。

实施例3

步骤1，密度罐标定：首先，将顶盖与密度罐卡接在一起，并通过悬吊杆悬吊于电子秤下方，通过电子秤称量密度罐自身重量m0为3.82kg；然后，打开第三阀门，通过工艺水进水管向缓冲罐和密度罐内通入工艺水，待密度罐溢流口有工艺水溢出后，通过电子秤称量密度罐和工艺水的总重m1为13.59kg，通过公式v＝(m1-m0)/ρ水，计算出密度罐体积v为9.77l。最后，打开第一阀门，通过连接管的直角拐弯处的排放口排空密度罐和缓冲罐内的工艺水后，关闭第一阀门。

步骤2，浆液ph值和密度测试：打开调节阀，通过输送泵将吸收塔内浆液通入缓冲罐和密度罐内，调节调节阀，使流量计示数c1为0.6l/min，待密度罐内浆液从溢流口流出且无泡沫溢出后，通过ph测试仪测得浆液ph值h1为6.08，通过电子秤称量浆液和密度罐总重量m为14.48kg，通过公式ρ＝(m-m0)/v计算出浆液密度ρ为1091kg/m³。

实施例4

步骤1，密度罐标定：首先，将顶盖与密度罐卡接在一起，并通过悬吊杆悬吊于电子秤下方，通过电子秤称量密度罐自身重量m0为3.95kg；然后，打开第三阀门，通过工艺水进水管向缓冲罐和密度罐内通入工艺水，待密度罐溢流口有工艺水溢出后，通过电子秤称量密度罐和工艺水的总重m1为13.63kg，通过公式v＝(m1-m0)/ρ水，计算出密度罐体积v为9.68l。最后，打开第一阀门，通过连接管的直角拐弯处的排放口排空密度罐和缓冲罐内的工艺水后，关闭第一阀门。

步骤2，浆液ph值和密度测试：打开调节阀，通过输送泵将吸收塔内浆液通入缓冲罐和密度罐内，调节调节阀，使流量计示数c1为0.7l/min，待密度罐内浆液从溢流口流出且无泡沫溢出后，通过ph测试仪测得浆液ph值h1为6.0，通过电子秤称量浆液和密度罐总重量m为14.58kg，通过公式ρ＝(m-m0)/v计算出浆液密度ρ为1098kg/m³。

实施例2、实施例3和实施例4中，当浆液密度ρ偏离1080-1180kg/m³范围时，进行装置冲洗。具体地，关闭调节阀，开启第一阀门，排空缓冲罐和密度罐中浆液，关闭第一阀门，打开第三阀门，通过工艺水进水管向缓冲罐和密度罐中通入工艺水，使流量计示数c2为1.8l/min，待溢流口斜管有稳定液体流出时，打开第一阀门和第二阀门，对缓冲罐和密度罐进行冲洗，直到显示器显示密度为1000kg/m³，ph值为7-8，关闭第一阀门和第二阀门。然后重复上述步骤1和步骤2，继续对脱硫浆液ph值和密度进行在线监测。

当两个ph测试仪的测试结果相差大于0.2时，重新对ph测试仪进行校准。缓冲罐和密度罐的罐体内无法通过冲洗去除的结垢，可在设备停机检修时进行彻底清除。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些改动和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。