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用質(zhì)量流量計(jì)與壓力變送器測(cè)量塔內(nèi)液體密度的比較

更新時(shí)間:2016-06-24 點(diǎn)擊量:1856
摘要: 介紹了火電廠脫硫項(xiàng)目中測(cè)量吸收塔塔內(nèi)液體密度的2種方法:科氏力質(zhì)量流量計(jì)測(cè)密度法和隔膜式壓力變送器測(cè)密度法, 比較了2種測(cè)量方法的優(yōu)劣。
關(guān)鍵字: 密度 測(cè)量 質(zhì)量流量計(jì) 隔膜式壓力變送器
引言:
 
隨著環(huán)境保護(hù)要求的提高,國(guó)內(nèi)大型火力發(fā)電廠基本都上馬了煙氣脫硫工程,而在濕法脫硫工程中經(jīng)常需要實(shí)時(shí)在線測(cè)量吸收塔內(nèi)的液體密度(如石灰石漿液、硫銨等)。本文將介紹2種測(cè)量液體密度的方法,并從安裝和價(jià)格2個(gè)方面進(jìn)行比較。
 
 
1 用質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量密度
 
1.1 質(zhì)量流量計(jì)介紹
 
現(xiàn)階段各濕法脫硫工程中普遍使用的是科氏力質(zhì)量流量計(jì)。質(zhì)量流量計(jì)是根據(jù)科里奧利力原理制造的一種新型的直接測(cè)量封閉管道內(nèi)流體質(zhì)量流量的測(cè)量?jī)x表,其一般由信號(hào)測(cè)量傳感器和信號(hào)轉(zhuǎn)換器2部分組成。法國(guó)物理學(xué)家科里奧利在1832年研究水輪機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn),流體在旋轉(zhuǎn)的管內(nèi)流動(dòng)時(shí)會(huì)對(duì)管壁產(chǎn)生一個(gè)力,這就是科里奧利力,簡(jiǎn)稱科氏力。
 
1.2 質(zhì)量流量計(jì)的安裝要求
 
質(zhì)量流量計(jì)的安裝一般都需要考慮必要的前后直管段要求,要盡量遠(yuǎn)離節(jié)流裝置,如閥門、孔板等。質(zhì)量流量計(jì)經(jīng)常采用旁路安裝方式,此時(shí)需保證流經(jīng)質(zhì)量流量計(jì)的介質(zhì)流速不能低于1m/s,防止介質(zhì)在質(zhì)量流量計(jì)內(nèi)沉積造成堵塞,并考慮在安裝管路上設(shè)置自動(dòng)排污及沖洗閥門。有的廠家建議將質(zhì)量流量計(jì)垂直安裝于泵下游(避免被抽真空)垂直管道的zui低點(diǎn)處,由于介質(zhì)從下往上流,往往會(huì)給管道工藝設(shè)計(jì)帶來一定的不便。由于在濕法脫硫工程中被測(cè)量的介質(zhì)具有酸性和較高的含固量,在稍大的流速下就會(huì)對(duì)質(zhì)量流量計(jì)造成較大的磨損,所以,在選型時(shí)要考慮其材質(zhì)能耐酸及耐磨損(一般可以考慮哈氏合金)。
 
1.3 質(zhì)量流量計(jì)的缺點(diǎn)
 
在實(shí)際使用過程中發(fā)現(xiàn),科氏力質(zhì)量流量計(jì)在剛開始使用時(shí)一般都比較準(zhǔn)確,精度也很高。在使用一段時(shí)間后,可能由于操作環(huán)境惡劣的緣故,測(cè)量管路不斷振動(dòng),其測(cè)量值往往不準(zhǔn)確;同時(shí),在使用過程中要經(jīng)常對(duì)其進(jìn)行沖洗,否則極易堵塞。另外,科氏力質(zhì)量流量計(jì)價(jià)格很高,一般在10萬元以上,較便宜的也要五六萬元。
 
2 用隔膜式壓力變送器測(cè)量密度
 
2.1 安裝方法及原理
 
利用壓力變送器來間接測(cè)量塔內(nèi)液體密度,安裝簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜,可應(yīng)用于精度要求不是特別高的場(chǎng)合。其測(cè)量方法如下:在吸收塔底部相對(duì)位置上、下2點(diǎn)安裝2個(gè)隔膜法蘭式壓力變送器。為了防止塔內(nèi)介質(zhì)沉降凝結(jié),吸收塔上一般都安裝了大型攪拌器。攪拌器不斷攪拌,介質(zhì)就不會(huì)凝結(jié),但在吸收塔zui底部,由于攪拌器作用不到,隨著介質(zhì)固體顆粒的不斷沉降,肯定會(huì)淤積凝結(jié)。所以,壓力變送器的安裝位置要離吸收塔zui底部有一段距離,通常為1.3m左右。2個(gè)壓力變送器之間的高度差Δh為已知值。
 
根據(jù)阿基米德定律p=ρgh可知,p1=ρgh1,p2=ρgh2,所以有Δp=p1-p2=ρgh1-ρgh2=ρg(h1-h2)=ρgΔh,求得ρ=Δp/(gΔh)。
 
在求得介質(zhì)密度ρ后,可通過h1=p1/(ρg),h=h1+h0求得塔內(nèi)的實(shí)際液位。在測(cè)量精度要求不高的情況下,可假定密度ρ為已知定值,通過這種方法直接用一個(gè)壓力變送器測(cè)得液位。由于吸收塔內(nèi)液位是相對(duì)波動(dòng)的,所以,壓力變送器實(shí)際測(cè)得的壓力值本身就有誤差。濕法脫硫工程對(duì)塔內(nèi)液位控制精度要求不是很高,這一誤差不影響系統(tǒng)運(yùn)行,可忽略。但塔內(nèi)介質(zhì)液位是系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)重要參數(shù),通常采用“二選一"或“三選二"的冗余設(shè)計(jì)。
 
2.2 壓力變送器的選型
 
由于測(cè)量方法本身存在誤差,所以通常要求使用測(cè)量精度較高的隔膜式法蘭壓力變送器。由于塔內(nèi)介質(zhì)易表面凝結(jié),所以一般選用法蘭直徑較大的變送器(如DN80)并在選型時(shí)配帶沖洗環(huán),以便凝結(jié)堵塞時(shí)用沖洗水沖洗維護(hù)。為了適應(yīng)酸性環(huán)境,變送器接液材料通常選用哈氏合金。3051L型液位變送器本身液位測(cè)量精度達(dá)0.075%,小巧而質(zhì)輕,易于安裝與維護(hù)。此種壓力變送器目前市場(chǎng)價(jià)格一般為七八千元,遠(yuǎn)低于科氏質(zhì)量流量計(jì)的價(jià)格,而且安裝簡(jiǎn)單,不占空間,無特殊要求,但要防止測(cè)量計(jì)接液面凝固堵塞。
 
3 結(jié)論
 
綜上所述,對(duì)于測(cè)量塔內(nèi)液體的密度,用質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量精度高,但安裝管路復(fù)雜、價(jià)格昂貴;而用壓力變送器測(cè)量的缺點(diǎn)是精度不太高,但安裝簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、易維護(hù),zui重要的是價(jià)格便宜。在脫硫工程競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈,合同價(jià)越來越低的情況下,使用壓力變送器測(cè)量密度是一個(gè)不錯(cuò)的選擇,在許多工程中得到了實(shí)際應(yīng)用。

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