濕法脫硫pH計安裝方式的優(yōu)化改進(jìn)

1、Vol. 33No. 4Heilongjiang Electric Power Aug. 2011收稿日期 :2011-01-24作者簡介 :聶鵬飛 (1983- , 男 , 2005年畢業(yè)于華北電力大學(xué)機(jī)械工程及自動化專業(yè) , 主要從事火電廠脫硫技術(shù)監(jiān)督與設(shè)備點(diǎn)檢工作 , 助理工程師 。濕法脫硫 pH 計安裝方式的優(yōu)化改進(jìn)聶鵬飛 1, 王學(xué)斌 1, 邊東升 1, 王敬文2(1. 河北大唐國際王灘發(fā)電有限責(zé)任公司 , 河北 唐山 063611; 2. 冀東電力檢修公司 , 河北 唐山 063028摘要 :闡述了火電廠石灰石 -石膏濕法脫硫系統(tǒng)中 pH 計測量的重要性 , 從石灰石 -石膏濕法煙

2、氣脫硫過程中的化學(xué)反應(yīng)工藝分析了 pH 計測量對脫硫效果的影響 , 改進(jìn)了 pH 計的安裝測量方式 , 解決了濕法脫硫 pH 計存在的磨 損 、沖刷等普遍問題 。 關(guān)鍵詞 :濕法脫硫 ; pH 計 ; 測量 ; 磨損 ; 改進(jìn) 中圖分類號 :TK223. 28文獻(xiàn)標(biāo)識碼 :B文章編號 :1002-1663(2011 04-0316-02Optimization of pH meter installation for wet desulphurizationNIE Pengfei 1, WANG Xuebin 1, BIAN Dongsheng 1, WANG Jingwen 2(1. Heb

3、ei Datang International Wangtan Power Generation Company Limited , Tangshan 063611; 2. Tangshan Jidong Power Maintenance Limited Company , Tangshan 063028, China Abstract :This paper expounds the significance of pH meter measurement in limestone -gypsum wet desulphuriza-tion for thermal power plant

4、, analyzes the influence of pH meter measurement on desulphurization through the chemical reaction technology of the limestone -gypsum flue gas desulphurization , improves the measurement of pH meter installation and solves the common problems of , such as abrasion , erosion and so on , wet desulphu

5、rization. Key words :wet desulphurization ; pH meter ; measurement ; abrasion ; improvement0引言在濕法脫硫中 ,pH 計作為工藝控制流程重要 的測量工具 ,被應(yīng)用于吸收塔石膏漿液酸堿度測量 上 。 通過 pH 計可以實(shí)時監(jiān)測脫硫系統(tǒng)是否有足量或過量的石灰石漿液與煙氣充分反應(yīng) , 合適的 pH 值可以使石灰石漿液與煙氣發(fā)生充分的化學(xué)反應(yīng) , 讓脫硫系統(tǒng)中的石膏漿液順利結(jié)晶成型 ; 其測量的 準(zhǔn)確性直接影響整個脫硫系統(tǒng)安全 、 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 。 由 于脫硫系統(tǒng)石灰石 、 石膏漿液不但含有氯離子 , 顆 粒度較大

6、 ,而且極易結(jié)垢 , 對 pH 電極沖刷 、 磨損很 嚴(yán)重 。 部分脫硫項(xiàng)目投運(yùn)后 ,pH 計在測量方面出 現(xiàn) pH 測量值漂移大 、 測量不準(zhǔn)確 、 電極沖洗不干 凈 、電極易損壞的通病 , 使之成為脫硫系統(tǒng)分析測 量中的難點(diǎn) 。 王灘發(fā)電公司濕法脫硫系統(tǒng)投產(chǎn) 4a 以來 , 通過對 pH 計安裝方式的逐步改進(jìn) , 解決了 pH 計磨損 、 結(jié)垢 、 在線沖洗問題 , 實(shí)現(xiàn)了 pH 計穩(wěn)定測量 , 延長了 pH 計電極的使用壽命 。1pH 計測量在脫硫系統(tǒng)中的重要性通常 , 濕法脫硫吸收塔系統(tǒng)中設(shè)置 2臺 pH 計 ,正常運(yùn)行時一般取 2臺 pH 計測量值的平均值 , 并 用于吸收塔石灰石漿

7、液投加的閉環(huán)自動控制 。 一般把吸收塔 pH 值設(shè)在 5. 06. 0,系統(tǒng)自動比較測 量值與設(shè)定值的大小 。 若測量 pH 值小于設(shè)定 pH值 , 則需加大進(jìn)入吸收塔石灰石漿液流量 , 即增加 石灰石漿液進(jìn)入吸收塔調(diào)節(jié)閥的開度 , 投加石灰石 漿液 ; 反之 ,若測量 pH 值大于設(shè)定 pH 值 , 則需減小 進(jìn)入吸收塔石灰石漿液流量 ,即減小石灰石漿液進(jìn) 吸收塔調(diào)節(jié)閥的開度 , 適當(dāng)減少石灰石漿液 。在吸收塔內(nèi) , 吸收漿液與煙氣產(chǎn)生高效充分的 氣液接觸 , 煙氣中的二氧化硫與漿液中的石灰石 漿液發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng) 。 將二氧化硫從煙氣中 去除 , 反應(yīng)產(chǎn)物被進(jìn)入的空氣氧化 , 最終產(chǎn)物為

8、石613第 33卷 第 4期 黑龍江電力 2011年 8月膏 。 該工藝化學(xué)反應(yīng)為吸收 :SO 2(氣 SO 2(液 +H 2O H +HSO -3 2H +SO 2-3;溶解 :CaCO 3(固 +H + Ca 2+HCO -3;中和 :HCO -3+H + CO 2(氣 +H 2O ;氧化 :HSO -3+1/2O2 SO 2-3+H +, SO 2-3+1/2O2 SO 2-4;結(jié)晶 :Ca 2+SO 2-3+1/2H2O CaSO 3·1/2H2O (固 ;Ca 2+SO 2-4 +2H2O CaSO 4·2H2O (固 。從化學(xué)反應(yīng)方程來看 , 較高的 pH 值意

9、味著漿 液中石灰石的濃度很高 , 有利于 SO 2的吸收 。 為了 保證較高的 SO 2吸收速率 , 吸收塔中的 pH 值通過 不斷加入石灰石進(jìn)行補(bǔ)充控制 。 并非 pH 值越高越 好 , 高 pH 值的漿液有利于 SO 2的吸收 , 而低的 pH 值則有助于 Ca 的析出 , 二者相互對立 。 在一定范 圍內(nèi) , 隨著吸收塔漿液 pH 值的升高 , 脫硫效率呈上 升趨勢 , 高 pH 值意味著漿液中有較多的 CaCO 3存 在 , 對脫硫當(dāng)然有益 。 但 pH >5. 8后 , 脫硫效率不 會繼續(xù)升高 , 反而降低 , 原因是隨著 H +濃度的降 低 , Ca 的析出越來越困難 ; 當(dāng)

10、 pH =5. 9時 , 漿液中 的 CaCO 3含量達(dá)到 3%, 而 CaSO 4·2H 2O 的含量也 低于 90%, 顯然此時 SO 2與吸收漿液的反應(yīng)不徹 底 , 既浪費(fèi)了石灰石 , 又降低了石膏的質(zhì)量 ; pH 值 再下降時 , CaSO 4·2H 2O 的含量又回升 , CaCO 3則 降低 。 因此 , 漿液 pH 值既不能太高又不能太低 , 一般情況下 , 控制吸收塔漿液 pH 值為 5. 45. 5, 能 使脫硫反應(yīng)的鈣硫比保持在 1. 03左右 , 獲得較為 理想的脫硫效率 。由此可見 , 可靠穩(wěn)定的 pH 計測量對脫硫系統(tǒng)不 僅有保證脫硫效率有重要的意

11、義 , 而且可以促使脫硫 系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 , 保證石膏漿液及副產(chǎn)品石膏品質(zhì) 。 2石膏排出泵出口管道安裝 pH 計測 量取樣系統(tǒng)王灘電廠在石膏排出泵出口管道上設(shè)置測量 管道回流吸收塔 , pH 電極則直接插在測量管道內(nèi) , 同時安裝有電動切換閥 、 氣動沖洗水閥 , 便于在線 自動沖洗 。 這種安裝方式的優(yōu)點(diǎn)是測量實(shí)時 、 準(zhǔn)確 性較高 、 在線自動沖洗方便 , 缺點(diǎn)是石膏排出泵需 要長期運(yùn)行才能取樣 , 從節(jié)能的角度來說不可取 , 而且漿液流速較快 , 對測量管道 、 pH 計電極沖刷嚴(yán) 重 , 電極壽命較短 , 會產(chǎn)生昂貴的備件費(fèi)用 。 由于 石膏排出泵出口管道安裝 pH 計測量取樣系統(tǒng)的方

12、 式成本普遍過高 , 而且缺陷頻繁發(fā)生 , 因此運(yùn)行幾 個月后便不被采用 。3改進(jìn)型 pH 計測量取樣系統(tǒng)為了解決測量中 pH 電極易結(jié)垢 、 易磨損的通 病 , 在儀表廠家提供的 pH 計基礎(chǔ)上 , 通過增加一些 附屬設(shè)備 , 對 pH 計的安裝及測量在一定程度上進(jìn) 行改進(jìn) 。31改進(jìn)方式一該方式的 pH 電極采用直接插入式 , 即把 pH 計 斜插入吸收塔漿液池內(nèi) , 同時配有專門針對電極的 沖洗管路 , 實(shí)現(xiàn)了既可將電極在線沖洗干凈 , 又保 證了 pH 測量值的實(shí)時性 。 pH 計電極基本沒有出 現(xiàn)磨損 、 沖刷的問題 , 延長了 pH 計使用壽命 。 不足 之處是漿液流動較慢 , p

13、H 計測量的精確性 、 及時性 不佳 , 有滯后現(xiàn)象 。 電極需要頻繁通過 pH 計自身 所帶隔離閥門抽出和插入 , 對閥門的密封性要求很 高 , 可能出現(xiàn)的密封不好而造成漿液滲漏情況 。 與 其它方式比較 , 維護(hù)工作量較大 , 準(zhǔn)確性不高 。 32改進(jìn)方式二王灘電廠濕法脫硫 pH 計測量取樣系統(tǒng)如圖 1所示 。 從圖 1可以看出 , 通過在吸收塔中下部預(yù)留 的測點(diǎn)引流 , 讓漿液直接排至就近地溝 , 進(jìn)而排到 脫硫系統(tǒng)排放坑中進(jìn)行回收再利用 , 可在接口處設(shè) 置運(yùn)行人員取樣點(diǎn) , 方便手工測量校對 。 吸收塔運(yùn) 行液位一般在 10m 左右 , pH 計取樣測點(diǎn)位置在 5 m 左右 , 這樣

14、 pH 計取樣測點(diǎn)處至少可以保持 5m 水柱壓力 , 吸收塔內(nèi)石膏漿液可以通過測量管路源 源不斷通過電極 , 保證測量的準(zhǔn)確性 , 石膏漿液流 速較慢對電極沒有損傷 , 不必附加在石膏排出泵等 其它設(shè)備和管道上 , 起到了節(jié)能作用 。圖 1王灘電廠濕法脫硫 pH 計測量取樣系統(tǒng)由于該方法容易造成滲漏點(diǎn) , 需要將管道走向 保持適當(dāng)?shù)难鼋?, 這樣漿液自然會上升經(jīng)過 pH 電 極 , 以便漿液能夠完全浸沒電極探頭 , 并可手動調(diào) 節(jié)至地溝漿液管閥門開度大小 , 控制其至地溝流 量 。 將 2個 pH 電極直接插在漿液測量管路上 , 在 測量管路的進(jìn)出口設(shè)置 2個閥門 , 并設(shè)置沖洗水管 (下轉(zhuǎn)第

15、 320頁 713Vol. 33No. 4Heilongjiang Electric PowerAug. 2011表 1銅接地與鋼接地的經(jīng)濟(jì)比較項(xiàng)目銅接地 鋼接地 態(tài)投資 /萬元123. 8472. 53建設(shè)期貸款利息 /萬元 4. 672. 67施工期 /月1. 01. 5導(dǎo)通試驗(yàn)及接地網(wǎng)試驗(yàn)費(fèi)用 /(萬元 ·a -1 沒有 4壽命期 /a5010內(nèi)部收益率 /%88年費(fèi)用 /萬元9. 7111. 02注 :導(dǎo)通試驗(yàn) 1次 /a, 等年計算 ; 接地網(wǎng)測試 1次 /6a , 均攤到 每年 。由表 1可知 , 銅接地裝置比鋼接地裝置年費(fèi)用低 ; 鋼接地裝置設(shè)計壽命為 10a ,強(qiáng)腐蝕

16、地區(qū)實(shí)際 使用壽命往往達(dá)不到設(shè)計壽命 , 每 57a 就要更換 , 在變電站壽命期內(nèi)需要反復(fù)改造 , 多次投資 , 若 折算到 50a 的壽命 ,則需要 810次的投入 , 累積 投資遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過銅接地裝置 。 同時 , 接地網(wǎng)改造施工 難度較大 ,常在變電站不停電的情況下進(jìn)行 , 并且 扁鋼接地網(wǎng)電焊接頭的抗腐蝕性和通流能力遠(yuǎn)不 如銅接地網(wǎng)放熱接頭 。 雖然初期銅接地網(wǎng)投資較 高 , 達(dá)到 123. 84萬元 , 但銅接地網(wǎng)壽命較長 , 在變電站壽命期內(nèi)不需要改造 ,年費(fèi)用較低 , 而且熱穩(wěn)定 性能好 , 耐腐蝕能力強(qiáng) , 投運(yùn)后檢修維護(hù)工作量少 。 從長遠(yuǎn)利益考慮 , 銅質(zhì)接地網(wǎng)是經(jīng)濟(jì)安全的

17、。4結(jié)論a. 銅接地網(wǎng)比鋼接地網(wǎng)具有導(dǎo)電性能佳 、 熱穩(wěn)定性好 、耐腐蝕性強(qiáng) 、 施工周期短 、 壽命長和日常維 護(hù)工作量少等優(yōu)點(diǎn) 。b. 銅接地網(wǎng)材料尺寸較小 , 可采用放熔焊接工 藝 , 焊接質(zhì)量高 , 無腐蝕 , 連接牢固 。 對重要設(shè)備可 以采用單接地引下線 。c. 銅接地網(wǎng)有明顯的經(jīng)濟(jì)效益 , 在腐蝕嚴(yán)重地 區(qū)值得推廣應(yīng)用 。參考文獻(xiàn) :1廖懷東 , 李建平 , 關(guān)健 . 變電站接地網(wǎng)腐蝕機(jī)理及材料選擇J . 電力建設(shè) , 2005(8 :35-37.2陸培鈞 , 黃松波 , 豆朋 , 等 . 佛山地區(qū)變電站接地網(wǎng)腐蝕狀況分析 J . 高電壓技術(shù) , 2008, 34(9 :5-10

18、. 3耿進(jìn)峰 , 時洪飛 . 變電站接地網(wǎng)腐蝕與防護(hù)技術(shù)進(jìn)展 J . 腐蝕與防護(hù) ,2009, 30(8 :23-25. 4楊曼 . 變電站銅接地網(wǎng)與鋼接地網(wǎng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 J . 湖北電力 ,2006, 30(12 :23. 5豆朋 , 陸培鈞 , 屈勇 , 等 . 利用 CDEGS 軟件比較分析銅和鋼接地網(wǎng)的性能 J . 高電壓技術(shù) , 2007, 33(12 :17-19. 6詹英華 . GIS 變電站接地裝置設(shè)計問題探討 J . 廣東電力 ,2008, 21(7 :15-17.(責(zé)任編輯侯世春 (上接第 317頁 及閥門 , 根據(jù)需要可向吸收塔 、 地坑雙向沖洗 , 以期 達(dá)到離線沖洗的目的 。 需要沖洗時 ,運(yùn)行維護(hù)人員 可先關(guān)閉其中 1個進(jìn)出口