用質(zhì)量流量計(jì)與壓力變送器測試塔內(nèi)液體密度的比較
更新時(shí)間：2016-08-19
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摘要： 介紹了火電廠脫硫項(xiàng)目中測量吸收塔塔內(nèi)液體密度的2種方法：科氏力質(zhì)量流量計(jì)測密度法和隔膜式壓力變送器測密度法， 比較了2種測量方法的優(yōu)劣。
關(guān)鍵字： 密度 測量 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量封閉管道內(nèi)流體質(zhì)量流量的測量儀表，其一般由信號(hào)測量傳感器和信號(hào)轉(zhuǎn)換器2部分組成。法國物理學(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，測量管路不斷振動(dòng)，其測量值往往不準(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量密度
2.1 安裝方法及原理
利用壓力變送器來間接測量塔內(nèi)液體密度，安裝簡單，價(jià)格便宜，可應(yīng)用于精度要求不是特別高的場合。其測量方法如下：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
由于測量方法本身存在誤差，所以通常要求使用測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，而且安裝簡單，不占空間，無特殊要求，但要防止測量計(jì)接液面凝固堵塞。
3 結(jié)論
綜上所述，對(duì)于測量塔內(nèi)液體的密度，用質(zhì)量流量計(jì)測量精度高，但安裝管路復(fù)雜、價(jià)格昂貴；而用壓力變送器測量的缺點(diǎn)是精度不太高，但安裝簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、易維護(hù)，zui重要的是價(jià)格便宜。在脫硫工程競爭越來越激烈，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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