氨法脱硫系统常用仪表选型

氨法脱硫系统常用仪表选型含硫燃料燃烧所产生烟气中的二氧化硫是环境治理的重要对象，随着节能减排政策的深入实施，烟气脱硫工艺的投入及建设在不断增加，其中氨法脱硫作为一种效率高，无二次污染，可资源化回收二氧化硫等特点的脱硫技术，越来越多被电力、化工、冶金等行业运用并投入使用。下面山东华鲁恒升化工股份有限公司锅炉烟气脱硫项目为代表，结合现场施工经验和使用情况，对在氨法脱硫工艺中仪表的应用与选型作一些介绍。氨法脱硫工艺简单介绍氨法原理是采用氨水作为脱硫吸收剂，与进入吸收塔的烟气接触混合，烟气中SO2与氨水反应，生成亚硫酸铵，经与鼓入的强制氧化空气进行氧化反应，生成硫酸铵溶液，经结晶、离心机脱水、干燥器干燥后即制得化学肥料硫酸铵。仪表设备应用和选型由锅炉中燃烧产生并经电除尘处理后的原烟气进入烟气脱硫系统，含SO2的烟气经过脱硫系统的每个环节都会造成对设备的腐蚀，整套烟气脱硫系统都需要采取防腐措施，与氨水反应后形成的含硫酸铵和亚硫酸铵的循环浆液成弱酸性，因而工艺管道采用玻璃钢材质。作为监测和控制脱硫系统的仪表，其选型应充分考虑到工艺环境的特殊性。2.1温度测量仪表根据测量范围，温度测量使用铂热电阻，现在测温元件的性能及精度完全能够满足工艺使用要求，关键在于保护套管的选用和安装。烟气经氨水反应后生成硫酸铵、亚硫酸铵，具有腐蚀性，在测量硫胺溶液，硫胺、亚硫胺和氨的混合溶液，以及与氨水混合后的湿烟气时，热电阻的测量套管材质均选用双相钢，在脱硫系统运行过程中发现，双相钢、钽这两种材质在这种工况下的耐腐蚀性要比316、316L要好，因钽的价格较高，所以双相钢成为温度计套管的首选材质。另外，热电阻的安装采用固定卡套法兰，当热电阻出现问题是，如不需更换套管，仅将铠装测温元件更换即可，这中安装方式简单，易于维护，推荐使用。2.2压力测量仪表测量工艺水、氧化空气和烟气压力可选用普通压力表或压力变送器。原烟道里有烟、风及粉尘，应采取具有防堵或吹扫结构的取压装置。硫胺、亚硫胺溶液具有腐蚀性，易产生沉淀，为了避免导压管堵塞，可选用隔膜式压力表和隔膜式压力变送器，其法兰的膜片材质选用钽。2.3流量测量仪表流量测量受管道直径、所测介质及其流量的影响，需根据不同的情况选用适宜的流量计。因为硫酸铵、亚硫酸铵溶液这种介质中，有不溶于水的细小颗粒，密度不稳定，都会造成测量误差的增大，因此最好选用电磁流量计。电磁流量计的特点是能够测量酸、碱、盐溶液以及含有固体颗粒或纤维液体的流量，而且使用方便，维护量小。电磁流量计选型中，传感器内衬材质选用PTFE，电极材质选用耐腐蚀性能较好的钽。电磁流量计可以安装在任意管道上，但是测量电极的轴线必须保持水平方向，且与管道中心互相垂直，安装在不产生气体的管道，液体必须充满管道；在垂直安装时，流体的流向应自下而上，也可以水平安装，设旁路管，以便流量计维修；流量计直管段要求：上游距离至少为5D，如有阀门，距离至少为10D；下游距离至少为2D。因电磁流量计的感应信号电压很小，容易受外界噪声或其他电磁信号的影响，应选择安装在无强电磁干扰、无剧烈振动的场所，并且变送器的外壳、屏蔽线、测量导管以及变送器两端的管道都要接地。因脱硫系统中电磁流量计安装在玻璃钢管道上，故可以采用接地环或第三电极接地。2.4烟气分析仪烟气连续在线监测系统（CEMS）运用烟气红外采样、后散射煙尘浓度测量、皮托管烟气流速测量及计算机网络通讯技术，实现了固定污染源污染物排放浓度和排放总量的在线连续监测。华鲁恒升烟气脱硫系统选用是北京雪迪龙SCS-900C型烟气排放连续监测系统，由烟尘浓度监测子系统、气态污染物（SO2、NOX）监测子系统、烟气排放参数（烟气温度、压力、流量、氧量、湿度）组成。其中，烟气的气体分析（SO2、NOx、02）采样方法采用直接抽取加热法。样气从采样探头处加热、过滤后，通过可恒温控制的采样管线进入分析柜，经冷凝器除水之后进入气体分析仪进行样气分析烟气其它参数（粉尘、流量、温度、压力）监测安装在烟道上直接测量，测量输出传到分析室电控柜进行数据采集。烟气监测参数经过信号处理传输至分析室电控柜PLC2。DAS（数据处理系统）计算机与电控柜PLC进行通讯（PC/PPI方式），采集到环保要求的数据，通过PAS-DAS软件对这些数据进行计算处理（按HJ/T76标准），以实现环保数据的存储、打印、统计、传输的功能。2.5液位测量仪表氨法脱硫系统有许多容器，如吸收塔、转化塔、成品槽等，用于存储不同浓度的硫酸铵浆液，工艺需要测量容器中存储介质的液位，常用的测量方式有：差压式液位计、超声波液位计、雷达液位计。其中差压式液位计是通过测量液体在不同深度时的静压力差计算出液位值。适用于测量密度变化不大的液体介质。超声波式液位计测量原理：探头向液体表面发射超声波脉冲，经液面发射后被接收，声波信号的运行时间与探头到被测液面的实际距离成正比。因传感器不接触测量液体，适合用于具有腐蚀性液体场合的液位测量，但不适宜安装在封闭式容器内，受灰尘、蒸汽、泡沫等影响大的工况下。雷达液位计与超声波液位计测量原理类似，只是天线发射和接收的是微波脉冲测量原理决定了雷达液位计的测量距离远、精度高、响应快、适用性强。应用在测量介质存在结垢或挂料严重的场所时，雷达液位计的发射天线应采取特殊防护措施。华鲁恒升烟气多套脱硫项目中，存储硫酸铵的容器，其液位测量采用过两种方式：差压式液位计和雷达液位计。其中，喇叭口雷达液位计在使用过程中，出现硫胺溶液产生的蒸汽在冬季容易在喇叭口内壁形成水珠的现象，从而影响了液位测量。而且硫酸铵浆液易结垢，需不断用搅拌器进行搅拌，因此容器上一般都会安装搅拌器，搅拌器运行时电机会产生电磁干扰，也影响了雷达液位计的使用。差压式液位计在使用时出现的问题是：因直接与被测液体接触，易被腐蚀，根部阀处易堵塞。解决这个问题采用的是隔膜式双法兰液位计，法兰膜片采用钽膜片，可设计在液位计法兰与根部阀之间增加短管，引入氨水对其进行冲洗。虽然溶液密度的变化会影响测量，产生误差，但经实践证明其所测量出液位变化的趋势和实际是相