[发明专利]一种复合脱硫装置石膏浆液密度测量方法及测量系统

说明书

本发明公开了一种复合脱硫装置的石膏浆液密度测量方法，该石膏浆液密度测量方法通过采集机组运行参数及机组SIS系统的运行大数据，通过大数据建模技术，建立石膏浆液密度值测量模型，并对建模算法进行智能寻优，获得实时运行时初步预测的软测量值；并利用实时运行时测定的石膏浆液密度实测值，对石膏浆液密度值测量模型进行反复修正，给出连续准确可靠的石膏浆液密度软测量值，实现复合测量。本发明通过把连续可靠稳定的石膏浆液密度软测量值引入DCS控制系统，接入逻辑控制回路，能够提高自动化控制水平和控制精度，提高脱硫运行效率，达到节能降耗目的。

技术领域

本发明属于石灰石-石膏湿法烟气脱硫领域，设计一种对石膏浆液密度在线连续测量的方法，特别是涉及一种基于机组大数据软测量与在线连续测量装置相结合的复合脱硫装置石膏浆液密度测量系统与方法。

背景技术

随着环保标准的提高和监管力度的加大，我国绝大部分电厂燃煤锅炉已加装并投运烟气脱硫装置，其中约95％采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺。然而，在目前已运行的部分脱硫装置中，由于存在设计、设备、运行管理等问题，影响了脱硫装置的正常运行，造成装置能耗较高、效率降低、污染物不能达标排放。不能满足人民群众对良好生态环境的要求，需要加大力度采取措施解决这些问题。

石膏浆液密度值是石灰石-石膏湿法脱硫的运行中的一个重要参数，在一个设计合理的工艺过程中，吸收SO₂最终形成的产物应在循环浆液中的固体颗粒表面上不断地沉淀析出。当沉淀物在溶液中的溶解量超过其溶解饱和度时，沉淀将发生，但当沉淀物在溶液中的过饱和度高于某一定值时，就可能在吸收塔内部构件表面上产生结垢。通常通过保持吸收塔的产出平衡，控制吸收塔的浆液排出流量，从而大致地控制浆液密度。同时根据浆液密度调节从水力旋流器返回吸收塔的溢流和底流浆液量来稳定吸收塔浆液密度。保持浆液密度稳定对于稳定脱硫效率、石膏质量和防止结垢是有利的。

随着烟气与脱硫剂反应的进行，吸收塔的浆液密度不断升高，一般来说，当密度＞1120kg/m³时，混合浆液中CaCO₃和CaSO₄·2H₂O的浓度已趋于饱和，CaSO₄·2H₂O对SO₂的吸收有抑制作用，脱硫效率会有所下降，也易造成石膏浆液泵及管道磨损堵塞，对吸收塔搅拌器和塔壁、内件的防腐衬里也极为不利。

而石膏浆液密度过低(＜1080kg/m³)时，说明浆液中CaSO₄·2H₂O的含量较低，CaCO₃的相对含量升高，此时如果排出吸收塔，将导致石膏中CaCO₃含量增高，品质降低，而且浪费了脱硫剂石灰石，也导致石膏结晶困难和石膏浆液脱水困难。

因此运行中控制石膏浆液密度在一个合适的范围内(1080～1120kg/m³)，将有利于脱硫系统的有效、经济和安全运行。

脱硫装置建设初期常用的密度在线连续测量装置采用质量流量计，在石膏排浆泵的出口管道上设置一小段浆液旁路管，将浆液引入旁路管内，通过管道式质量流量计进行密度测量。由于旁路管的管径较小，而测量的浆液密度对流速有严格要求，流速低时易产生沉积，堵塞流量计和管路；流速高时浆液对流量计和管路内壁磨损较大，影响测量精度，严重时会磨穿测量管，导致质量流量计报废。此种方式对合适的流速设计和运行控制要求高，均较难实现。

另外石膏排浆泵大多数属于间隙运行的工作方式，在石膏排浆泵停运期间，浆液密度无法测量；需要测量密度时，必须启动该泵，测量结束后还需冲洗泵和管道，增加操作频率，加剧泵及管道的磨损，且浪费能源；另外支管设计复杂，水冲洗操作不方便，这些因素都造成此种测量方法不能实现对浆液密度稳定、连续、可靠测量。