脱硫塔持液槽密度在线检测装置的制作方法

本实用新型涉及脱硫塔浆液密度检测装置技术领域，尤其涉及脱硫塔持液槽密度在线检测装置。

背景技术：

烟气脱硫技术按脱硫剂和脱硫反应产物的干湿形态可分为湿法、干法和半干法三大类，因为湿法脱硫效率高，应用技术成熟，所以在燃煤发电厂应用最为广泛。湿法脱硫工艺主要采用碱性的溶液来吸附废气中的二氧化硫，整个脱硫系统是建立在污染源烟道的末端，脱硫剂和脱硫产物都是湿态，并且其脱硫过程是气液反应，目前常用的是石灰石-石膏湿法脱硫，该技术以石灰石浆液(石灰石加水磨制而成，下述以浆液简称)作为脱硫剂，在脱硫塔内对烟气中所含的二氧化硫喷淋洗涤，控制烟气中的二氧化硫反应生成硫酸钙。

在运行过程中，脱硫塔中的浆液密度是一个重要的控制指标，浆液密度的变化直接影响脱硫效率，脱硫塔内的浆液含固量通常是13％-23％，在一定范围内的浆液浓度有利于提高脱硫效率，而浆液密度过高或者过低时，脱硫效率都会明显下降，经过对现场测试的浆液密度与脱硫效率关系来看，当浆液密度大于1180g/m³时，脱硫率明显下降；当密度小于1075g/m³时，脱硫效率也会下降，因此，运行过程中脱硫塔浆液密度控制在合适的范围内，将有利于脱硫系统高效率运行。

现有的湿法脱硫中，脱硫塔底部都有一段持液段，需要对持液段内浆液进行监测，以保证持液段中浆液的浓度不会因为过高或者过低，影响脱硫的正常运行，现有测量密度的方法有两种：一种是采用压差式密度计，第二种是增设质量密度计，发明人在实践中发现这两种测量密度方法存在如下缺陷：(1)、采用压差式密度计的测量方法测量时，由于持液槽内的氧化空气和脱硫塔壁法兰接口容易积灰等原因造成测量不准确；(2)、采用增设质量密度计的测量方法测量时，由于脱硫浆液含固量较高，容易造成质量密度计磨损较大，易出故障，且成本造价高。

因此，开发脱硫塔持液槽密度在线检测装置，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本实用新型得以完成的动力所在和基础。

技术实现要素：

为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本实用新型人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本实用新型。

具体而言，本实用新型所要解决的问题是：提供脱硫塔持液槽密度在线检测装置，以解决现有的密度测量方式测量不准确，更换成本高，故障率高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

脱硫塔持液槽密度在线检测装置，与脱硫塔连通，包括取液管道、测量管道、排液管道和冲洗管道，其中，所述取液管道的一端连通所述脱硫塔的持液槽，另一端通过三通接头与所述排液管道和所述测量管道连通；

所述测量管道一端连通所述三通接头，另一端连通所述脱硫塔的溢流管道，所述测量管道上安装有第一压力变送器和第二压力变送器，所述第一压力变送器靠近所述三通接头，所述第二压力变送器的位置高于所述第一压力变送器的位置，且低于所述持液槽的浆液面位置；

所述排液管道的一端连通所述三通接头，另一端连通一回收罐，所述回收罐上连通有回收管道，所述回收管道上安装有浆液回收泵，且所述回收管道的末端连通所述脱硫塔顶部无浆液处；

所述冲洗管道连通所述测量管道，且连通处高于所述第二压力变送器的位置；

所述取液管道、所述排液管道和所述冲洗管道上均安装有阀门。

作为一种改进的方案，所述取液管道与所述脱硫塔之间呈向下45°倾斜设置。

作为一种改进的方案，所述三通接头采用呈45°的斜三通接头。

作为一种改进的方案，所述取液管道上安装的阀门为第一电动阀门，所述排液管道上安装的阀门为第二电动阀门，所述冲洗管道上安装的阀门为第三电动阀门，所述第一电动阀门、所述第二电动阀门和所述第三电动阀门均电路连通一DCS控制系统。

作为一种改进的方案，所述第一压力变送器和所述第二压力变送器分别与所述DCS控制系统电路连通。

作为一种改进的方案，所述DCS控制系统还电路连通有一报警器。

作为一种改进的方案，所述取液管道上还安装有第一手动阀门，所述第一手动阀门位于所述持液槽和所述第一电动阀门之间，所述排液管道上还安装有第二手动阀门，所述第二手动阀门位于所述三通接头和所述第二电动阀门之间。

作为一种改进的方案，所述冲洗管道连通工业水管，所述冲洗管道上还安装有第三手动阀门，所述第三手动阀门位于所述工业水管和所述第三电动阀门之间。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

通过取液管道将脱硫塔中的浆液取出，并通过测量管道上安装的第一压力变送器和第二压力变送器来测定压力差值，因第一压力变送器和第二压力变送器之间的高度固定，通过公式可计算出浆液的密度，由此提高了测量的准确性，避免新增装备造成成本过高，同时，由于使用时将浆液从脱硫塔中取出测量，避免了仪器的磨损，减少了故障率；

通过排液管道将测量时取出的浆液排放到回收罐中，并通过回收罐中的回收管道添加到脱硫塔中被重新利用，提高了浆液的利用率，避免造成浪费；

通过冲洗管道对测量管道进行定期冲洗，保证测量管道及压力变送器探头的干净、无污染，进而保证了测量的准确性。

综上，本实用新型通过上述方案，解决了现有的密度测量方式测量不准确，更换成本高，故障率高的问题。

附图说明

图1是本实用新型的流程示意图；

其中，在图中，各个数字标号分别指代如下的具体含义、元件和/或部件。

图中：1、脱硫塔，2、取液管道，3、测量管道，4、排液管道，5、冲洗管道，6、持液槽，7、三通接头，8、溢流管道，9、第一压力变送器，10、第二压力变送器，11、回收罐，12、回收管道，13、浆液回收泵，14、第一电动阀门，15、第二电动阀门，16、第三电动阀门，17、DCS控制系统，18、报警器，19、第一手动阀门，20、第二手动阀门，21、工业水管，22、第三手动阀门。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本实用新型，并非对本实用新型的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本实用新型的保护范围局限于此。

如图1所示，脱硫塔1持液槽6密度在线检测装置，与脱硫塔1连通，包括取液管道2、测量管道3、排液管道4和冲洗管道5，其中，取液管道2的一端连通脱硫塔1的持液槽6，另一端通过三通接头7与排液管道4和测量管道3连通；

测量管道3一端连通三通接头7，另一端连通脱硫塔1的溢流管道8，测量管道3上安装有第一压力变送器9和第二压力变送器10，第一压力变送器9靠近三通接头7，第二压力变送器10的位置高于第一压力变送器9的位置，且低于持液槽6的浆液面位置；

排液管道4的一端连通三通接头7，另一端连通一回收罐11，回收罐11上连通有回收管道12，回收管道12上安装有浆液回收泵13，且回收管道12的末端连通脱硫塔1顶部无浆液处；

冲洗管道5连通测量管道3，且连通处高于第二压力变送器10的位置；

取液管道2、排液管道4和冲洗管道5上均安装有阀门。

本实施例中，结合图1所示，脱硫塔1持液槽6密度在线检测装置，与脱硫塔1连通，包括取液管道2、测量管道3、排液管道4和冲洗管道5，其中取液管道2的一端通过接头连通脱硫塔1的持液槽6，将浆液从脱硫塔1的持液槽6中提取出来，另一端通过三通接头7与排液管道4和测量管道3连通，使浆液可以流入到测量管道3中，同时，也可以使浆液流入到排液管道4中；

测量管道3的一端连通三通接头7，另一端通过接头连通脱硫塔1的溢流管道8，通过取液管道2、测量管道3和脱硫塔1之间组成U型结构，使浆液可以舒畅的进入到测量管道3中，测量管道3上安装有第一压力变送器9和第二压力变送器10，压力变送器为日常生活所常见的，且属于本技术领域内技术人员公知常识，在此不再赘述，压力变送器是一种将压力转换成气动信号或电动信号进行控制和远传的设备，它能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号，以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节，压力变送器的主要作用把压力信号传到电子设备，进而在计算机显示压力，其原理大致是：将水压这种压力的力学信号转变成电流这样的电子信号压力和电压或电流大小成线性关系，一般是正比关系，所以，变送器输出的电压或电流随压力增大而增大由此得出一个压力和电压或电流的关系式压力变送器的被测介质的两种压力通入高、低两压力室，低压室压力采用大气压或真空，作用在δ元(即敏感元件)的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧，本实施例中采用的压力变送器为美控生产的MIK-P300系列液位压力变送器，该变送器的压力敏感核心采用了高性能的硅压阻式压力充油芯体，内部的专用集成电路将传感器毫伏信号转换成标准电压、电流或频率信号，可以直接与计算机接口卡、控制仪表、智能仪表或DCS控制系统17等方便相连，远距离传输可以采用电流输出方式，具有体积小、重量轻、全不锈钢密封结构，可在腐蚀性环境中工作，安装方便简洁，具有非常好的抗振和抗冲击性能，广泛应用于过程控制、航空、航天、汽车、医疗设备等行业的液体、气体的测量与控制，第一压力变送器9通过接头安装在靠近三通接头7的位置，第二压力变送器10通过接头安装在高于第一压力变送器9，且低于持液槽6的浆液面的位置，第一压力变送器9与第二压力变送器10之间的高度是固定死的，是定值h，通过两个压力变送器之间的压力差值P和固定的高度值h,可计算出密度值ρ，通过计算公式：ρ＝P/(gh)，可以计算出密度值，由此提高了测量的准确性，避免新增装备造成成本过高，同时，由于使用时将浆液从脱硫塔1中取出测量，避免了仪器的磨损，减少了故障率；

排液管道4的一端连通三通接头7，另一端通过接头连通回收罐11，使测量后的浆液可以排入到回收罐11中，同时，冲洗管道5中的冲洗液也可以排入到回收罐11中，回收罐11上通过接头安装有回收管道12，回收管道12上安装有浆液回收泵13，并且回收管道12的末端通过接头连通脱硫塔1的顶部无浆液处，通过回收管道12使回收罐11中的液体重新添加到脱硫塔1中被重新利用，提高了浆液的利用率，避免造成浪费；

冲洗管道5通过接头连通测量管道3，并且连通处高于第二压力变送器10的位置，通过冲洗管道5可以对测量管道3及测量管道3上压力变送器的探头进行定期冲洗，保证测量管道3及压力变送器探头的干净、无污染，进而保证了测量的准确性；

取液管道2、排液管道4和冲洗管道5上均安装有阀门，通过阀门可以方便的控制浆液的流动，基于上述，解决了现有的密度测量方式测量不准确，更换成本高，故障率高的问题。

本实施例中，结合图1所示，取液管道2与脱硫塔1之间呈向下45°倾斜设置，在使用时，取液管道2与脱硫塔1之间呈向下45°倾斜设置，使脱硫塔1中持液槽6的浆液更顺畅的流入到取液管道2中，避免在管道或者管道接口处积聚沉淀，影响使用，取液管道2与脱硫塔1之间呈向下45°与现有的通用的45°的斜三通接头7正好匹配。

本实施例中，结合图1所示，三通接头7采用呈45°的斜三通接头7，在使用时，三通接头7采用呈45°的斜三通接头7，其中45°倾斜的接口与取液管道2相连通，其余两个接口中底部的接口与排液管道4相连通，顶部的接口与测量管道3相连通，通过采用斜三通接头7使取液管道2和测量管道3中的浆液能顺畅的流入到排液管道4中，避免浆液在管道中积聚沉淀，造成管道堵塞。

本实施例中，结合图1所示，取液管道2上安装的阀门为第一电动阀门14，排液管道4上安装的阀门为第二电动阀门15，冲洗管道5上安装的阀门为第三电动阀门16，第一电动阀门14、第二电动阀门15和第三电动阀门16均电路连通一DCS控制系统17，在使用时，取液管道2上安装的阀门为第一电动阀门14，排液管道4上安装的阀门为第二电动阀门15，冲洗管道5上安装的阀门为第三电动阀门16，电动阀门为日常生活所常见的，且属于本技术领域内技术人员公知常识，在此不再赘述，电动阀门的作用在于可以利用电能作为动力，并通过电动执行机构来驱动阀门，实现阀门的开关动作，从而实现对管道介质的开关控制，无需人工操作，省时省力，使用方便，第一电动阀门14、第二电动阀门15和第三电动阀门16均与DCS控制系统17电路连通，通过DCS控制系统17可以分别控制电动阀门的开启和关闭，DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System)，在国内自控行业又称之为集散控制系统，它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机、通讯、显示和控制等技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便，其具有高可靠性、开放性、灵活性、易于维护、协调性和控制功能齐全的特点，本实施例中，采用的是威盛自动化生产的FB-3000MCS DCS过程控制系统，该系统采用最先进的控制网络技术和开放性标准，高性能的微处理器和最新的嵌入式设计技术、软件设计技术等，容错技术设计(包括控制器、I/O组件、电源、控制网络和服务器的冗余和热插拔技术)进一步提高了系统的安全性和可用性，将现场总线、OPC和IEC61131-3等开放性标准作为系统的核心技术设计，提供更强的开放性和系统集成性，基于FB-2000NS系列成熟技术的基础上，以用户为中心的设计指导思想，依据长期积累的设计和工程应用经验，使系统设计使用更加便捷、灵活、友好，FB-3000MCS提供了更可靠、更稳定的平台，是一套适用于从小到大规模可变的控制系统，满足用户更广泛的控制需求；

通过DCS控制系统17，设定每10分钟对脱硫塔1中的浆液测量一次，测量时，先控制第一电动阀门14打开，让浆液从取液管道2流入到测量管道3中，然后关闭第一电动阀门14，使浆液静置1分钟后通过压力变送器测量压力值，测量完压力值后，控制第二电动阀门15打开，通过排液管道4将测量管道3内的浆液排至回收罐11中，避免浆液沉淀堵塞管道，然后再控制第三电动阀门16打开，通过冲洗管道5对测量管道3内残存的浆液进行冲洗，并通过排液管道4排出至回收罐11。

本实施例中，结合图1所示，第一压力变送器9和第二压力变送器10分别与DCS控制系统17电路连通，在使用时，第一压力变送器9和第二压力变送器10分别通过导线与DCS控制系统17电路连通，使压力变送器测得的压力值可以输送给DCS控制系统17，DCS控制系统17根据密度计算公式计算出密度值，方便操作人员直接查看。

在本实施例中，结合图1所示，DCS控制系统17还电路连通有一报警器18，在使用时，DCS控制系统17电路连通第一报警器18，当DCS控制系统17测得的密度值高于设定值或者低于设定值时，DCS控制系统17都会控制报警器18报警，使操作人员及时发现，并及时处理，避免影响脱硫效率，本实施例中，浆液的密度值设定参数为1075g/m³-1180g/m³。

本实施例中，如图1所示，取液管道2上还安装有第一手动阀门19，第一手动阀门19位于持液槽6和第一电动阀门14之间，排液管道4上还安装有第二手动阀门20，第二手动阀门20位于三通接头7和第二电动阀门15之间，在使用时，取液管道2上安装有第一手动阀门19，第一手动阀门19位于持液槽6和第一电动阀门14之间，排液管道4上还安装有第二手动阀门20，第二手动阀门20位于三通接头7和第二电动阀门15之间，正常情况下，第一手动阀门19和第二手动阀门20均处于开启状态，当第一电动阀门14和第二电动阀门15出现故障时，可以关闭相应管道上的第一手动阀门19和第二手动阀门20，方便维修人员检修。

本实施例中，如图1所示，冲洗管道5连通工业水管21，冲洗管道5上还安装有第三手动阀门22，第三手动阀门22位于工业水管21和第三电动阀门16之间，在使用时，冲洗管道5连通工业水管21，方便供水冲洗，冲洗管道5上安装有第三手动阀门22，第三手动阀门22位于工业水管21和第三电动阀门16之间，第三手动阀门22正常情况下处于开启状态，当第三电动阀门16出现故障时，可以关闭第三手动阀门22，方便维修人员检修。

为了便于理解，下述给出本实施例的工作过程：

在测量时，如图1所示，DCS控制系统17先控制第一电动阀门14打开，让浆液从取液管道2流入到测量管道3中，然后关闭第一电动阀门14，使浆液静置1分钟后通过第一压力变送器9和第二压力变送器10测量压力差值，并将压力差值输送到DCS控制系统17中，DCS控制系统17通过计算公式计算出浆液的密度，测量完压力值后，DCS控制系统17再控制第二电动阀门15打开，通过排液管道4将测量管道3内的浆液排至回收罐11中，然后再控制第三电动阀门16打开，通过冲洗管道5对测量管道3和压力变送器探头上残存的浆液进行冲洗，冲洗液通过排液管道4排至回收罐11；

在测量完浆液密度值后，当测得的密度值大于或者小于设定的参数值范围时，DCS控制系统17控制报警器18报警，及时提醒操作人员进行处理；

最后，回收罐11中的液体通过处理，使浆液通过浆液回收泵13和回收管道12被重新添加到脱硫塔1中充分利用。

综上可得，本实用新型通过上述实施例，解决了现有的密度测量方式测量不准确，更换成本高，故障率高的问题。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本实用新型而非意欲限制本实用新型的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本实用新型的技术内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。