江蘇華能某熱電廠現(xiàn)在役四臺300MW機(jī)組，#5、#6機(jī)組于1998年、1999年投產(chǎn)，于2005年進(jìn)行脫硫改造，脫硫系統(tǒng)于2006年投入運(yùn)行；#7、#8機(jī)組于2007年投產(chǎn)，脫硫系統(tǒng)同步投入運(yùn)行。
脫硫系統(tǒng)配備8套E+H公司生產(chǎn)的科氏力原理密度計(jì)，除去#6吸收塔密度計(jì)在勉強(qiáng)服役（測量值僅隨密度產(chǎn)生趨勢變化，不能準(zhǔn)確反映密度實(shí)際值，靠操作員經(jīng)驗(yàn)判斷），其它均已退出運(yùn)行，其中兩臺磨機(jī)出口密度計(jì)因磨損嚴(yán)重已于2008年損壞，#5、#7、#8吸收塔密度計(jì)于2009年開始無法標(biāo)定，*終損壞退出運(yùn)行，兩臺石灰石漿液箱密度計(jì)因安裝位置原因堵塞過于頻繁，一直未能正常投入運(yùn)行。密度計(jì)無法使用，依靠運(yùn)行人員手動取樣、實(shí)驗(yàn)室測量密度的方法控制吸收塔的運(yùn)行。
影響科氏力原理密度計(jì)運(yùn)行的主要問題是：1、管路堵塞，需要運(yùn)行人員定期沖洗，即便如此，亦需檢修人員經(jīng)常拆開管路疏通堵塞物。2、密度計(jì)磨損，磨損后產(chǎn)生測量誤差，需經(jīng)常標(biāo)定；磨損較嚴(yán)重后，不能標(biāo)定至合格；磨損進(jìn)一步嚴(yán)重后，燒損共振線圈，造成密度計(jì)損壞?？剖狭υ砻芏扔?jì)使用壽命短，據(jù)稱，無故障使用時(shí)間僅為一年。
一、工作原理
上圖是設(shè)備連接圖，漿液樣品管（圖中安裝壓力測點(diǎn)的豎直管道）、壓力測點(diǎn)1（PI-1）、壓力測點(diǎn)2（PI-2）、氣控閥門1、氣控閥門2、氣控閥門3為新增加設(shè)備。漿液樣品管上有兩個壓力測點(diǎn)：壓力測點(diǎn)1（PI-1）和壓力測點(diǎn)2（PI-2），用于測量安裝處壓力（P1和P2）, 漿液樣品管連接閥門1、閥門2和閥門3，閥門1連接吸收塔底部，閥門2連接工藝水管路，閥門3安裝在漿液樣品管底部，連接排地溝管路。
每隔一定時(shí)間（如10分鐘）打開閥門1，由壓力測點(diǎn)2信號判斷進(jìn)入漿液樣品管的漿液量滿足需要后，關(guān)閉閥門1，延時(shí)3S待漿液樣品管內(nèi)漿液穩(wěn)定后，計(jì)算漿液密度（壓力測點(diǎn)1測量的壓力為P1，壓力測點(diǎn)2測量的壓力為P2，漿液密度為ρ，重力加速度為g，兩壓力測點(diǎn)間高度差為H）：ρ=(P1-P2)/Hg，將計(jì)算值儲存，直到下一測量周期更新新值。打開閥門3，將漿液樣品管內(nèi)漿液放掉，由壓力測點(diǎn)1信號及短期延時(shí)確認(rèn)漿液放空，關(guān)閉閥門3，打開閥門2將工業(yè)水放入漿液樣品管，對漿液樣品管及所連設(shè)備進(jìn)行清洗，由壓力測點(diǎn)2信號確認(rèn)清洗水量滿足需要，關(guān)閉閥門2，打開閥門3，將沖洗水放掉，由壓力測點(diǎn)1信號及短期延時(shí)確認(rèn)沖洗水放空，關(guān)閉閥門3。待下一測量時(shí)間重復(fù)該操作，周期完成漿液密度測量，測量周期根據(jù)實(shí)際需要自行設(shè)定。測量計(jì)算與閥門控制由PLC實(shí)現(xiàn)。
二、改造實(shí)施方案：
1、差壓在線密度計(jì)電源采用原科氏力密度計(jì)電源，密度信號接入原科氏力密度計(jì)信號回路，原科氏力密度計(jì)流量信號廢除。
差壓在線密度計(jì)密度計(jì)現(xiàn)場安裝
2、系統(tǒng)取用樣品液利用原吸收塔漿液化驗(yàn)取樣孔，制作三通保留原化驗(yàn)取樣功能，差壓在線密度計(jì)密度計(jì)沖洗水使用吸收塔漿液化驗(yàn)取樣管路沖洗水（脫硫島工藝水）。
3、差壓在線密度計(jì)密度計(jì)取樣管采用316L不銹鋼+襯塑無縫鋼管的形式，安裝壓力變送器的異型管路實(shí)現(xiàn)襯塑難度大、成本高，采用Ф57（DN50）316L不銹鋼制作，為了提高測量精度用于增加高度的豎直管道選用Ф57（DN50）襯塑無縫鋼管制作，兩差壓取樣法蘭間距0.5米。
4、安裝一臺羅斯蒙特法蘭安裝型壓力變送器用于控制進(jìn)入樣品管液位，一臺羅斯蒙特雙法蘭型差壓變送器用于測量高、低取樣點(diǎn)間差壓。
5、PLC選用西門子S7-200，CPU卡件為CPU224，帶兩模擬量輸入，一模擬量輸出，14開關(guān)量輸入，10開關(guān)量輸出。
6、計(jì)算控制箱設(shè)置自動測量、測量運(yùn)行、測量結(jié)束、綜合故障指示燈；設(shè)置手動測試、閥門試驗(yàn)、校驗(yàn)儀表、故障復(fù)位按鈕；設(shè)置自動測量開關(guān)用于控制自動周期測量的投入與切除。
7、DCS畫面不做改動，原科氏力密度計(jì)顯示密度值即為新密度計(jì)顯示值。
8、誤差分析：羅斯蒙特差壓變送器標(biāo)稱誤差0.075%，使用40 KPa量程，*大**誤差為0.075 KPa即30Pa，對應(yīng)到密度*大**誤差為30/9.8/0.5=6 Kg/m3。
三、改造后的運(yùn)行
密度計(jì)改造工程于6月12日安裝完畢，6月13日進(jìn)入調(diào)試階段，調(diào)試初期設(shè)定測量周期為10分鐘，樣品管漿液滿足需要壓力設(shè)定值設(shè)置為90KPa，進(jìn)漿時(shí)間為30S，壓力變送器量程0-150 KPa，差壓變送器量程0-40KPa，根據(jù)ρ=(P1-P2)/Hg，DCS內(nèi)密度量程設(shè)置為2040Kg/m3,
參數(shù)優(yōu)化：投運(yùn)后出現(xiàn)退出測量現(xiàn)象，診斷系統(tǒng)報(bào)樣品管進(jìn)漿異常，檢查進(jìn)漿氣控閥1正常，調(diào)取吸收塔測量液位用壓力測點(diǎn)歷史曲線發(fā)現(xiàn)壓力*低至91 KPa，確認(rèn)為因吸收塔液位低樣品管進(jìn)漿不足引起，將樣品管漿液滿足需要壓力設(shè)定值修改為75KPa，進(jìn)漿時(shí)間修改為90S，測量退出現(xiàn)象消失。
缺陷消除：每一測量周期密度輸出應(yīng)為本周期測得的恒定值，但DCS顯示值有3-4 Kg/m3 的變化幅度，原因?yàn)槭┕r(shí)差壓信號電纜接頭未進(jìn)行屏蔽連接，拆開電纜街頭，將接頭進(jìn)行重新處理，接好屏蔽，DCS顯示值變化幅度小于1Kg/m3 ，歷史曲線為恒定值，缺陷消除。
密度計(jì)測量值與人工測量結(jié)果比對：人工測量采取量取固定體積樣品稱重的方法，為了提高人工測量的精度，使用固定體積、細(xì)口量筒，以減小觀測液面不準(zhǔn)確引起的誤差。本次改造使用1000mL量筒。
測量比對試驗(yàn)數(shù)據(jù)：
6月24日開始停止對該套密度測量系統(tǒng)的分析、觀察及程序優(yōu)化，測量周期更改為30分鐘，儀表正式連續(xù)投運(yùn)，至今日測量系統(tǒng)無中斷，運(yùn)行穩(wěn)定，測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，得到監(jiān)盤人員的好評。
結(jié)論：本測量系統(tǒng)除去解決了原密度計(jì)壽命短、測量管路堵塞的難題外，具有如下特點(diǎn)：
1、該方法測得的是漿液穩(wěn)定狀態(tài)下的密度，反映的是漿液真正的密度特性，無論是測量塔內(nèi)實(shí)時(shí)狀態(tài)下漿液密度，還是管道中流動的漿液密度，都存在漿液擾動，不如該測量方法測得的密度值更接近實(shí)際值；
2、無影響測量精度的不可控因素，液位高度、密度與壓力的關(guān)系由質(zhì)量除體積計(jì)算密度公式導(dǎo)出，相當(dāng)于密度的定義，所以影響精度的因素僅為測量壓力的精度，而目前羅斯蒙特、霍尼韋爾壓力變送器技術(shù)已相當(dāng)成熟，所以該產(chǎn)品質(zhì)量不受生產(chǎn)、安裝工藝的影響；
3、測量周期設(shè)置為10分鐘，足以滿足系統(tǒng)投自動的需要。該系統(tǒng)能夠?qū)y量周期設(shè)置為5分鐘。目前脫硫島吸收塔生產(chǎn)工藝將測量周期設(shè)置為30分鐘足以滿足運(yùn)行需要；
以上就是差壓在線密度計(jì)電廠脫硫吸收塔漿工作原理及改造方案，希望用戶在今天遇到類事的問題能夠自已解決。
