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羅斯蒙特 pH 計(jì)在 FGD 系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要：本文針對(duì) FGD 特殊工況條件，分析了 pH 計(jì)在使用中存在問(wèn)題的原因，并對(duì)安裝方式和安裝位置進(jìn)行了對(duì)比，zui后提出了 FGD 系統(tǒng)中 pH 計(jì)合理使用的建議。

FGD（Flue  Gas  Desulfurization）系統(tǒng)中需要監(jiān)測(cè)、控制脫硫塔漿液的 pH 值，原因是該 pH 值對(duì)整個(gè) FGD 運(yùn)行工況及經(jīng)濟(jì)性的好壞起著重要的作用，直接影響脫硫效率，因此，pH 計(jì)測(cè)量的準(zhǔn)確性與使用效果的好壞在 整個(gè) FGD 系統(tǒng)中至關(guān)重要。但是，由于脫硫系統(tǒng) pH 值檢測(cè)點(diǎn)漿液的特殊性（溫度較高、含固體懸浮物、黏附 性大，氯離子含量高，有一定的沖擊壓力，電極易磨損），pH  計(jì)的使用效果一直不是很理想。本文結(jié)合我公司 在眾多脫硫項(xiàng)目中 pH 計(jì)的使用經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)我們的探索研究，提出了一套在 FGD 系統(tǒng)中對(duì) pH 計(jì)應(yīng)用行之有效的典型方案。

一．pH 傳感器的選型

在工程實(shí)際應(yīng)用中，pH 傳感器的選型是否正確至關(guān)重要，根據(jù) FGD 被測(cè)介質(zhì)的特點(diǎn)，pH 傳感器需遵循以下原則進(jìn)行選型：

耐高溫、耐磨損、抗腐蝕、易清洗

測(cè)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠

安裝方便、易于拆卸，可在線插拔

維護(hù)方便、操作簡(jiǎn)單

有一定的抗沖擊能力

目前，我公司使用過(guò)的產(chǎn)品有：Honeywell 的 07774-20-23 傳感器、E+H 的 CPS11D-7BA21 傳感器、美國(guó)德 菲公司的 T23-PH-MA-UM 傳感器、ABB 的 TB557/12ABF19 傳感器、艾默生的 396R-21-54 傳感器，它們的選 型都是依據(jù)上述原則。

二．   pH 傳感器的安裝位置

由于 FGD 系統(tǒng)中漿液對(duì) pH 電極有一定的沖擊力，壓力為 2-6bar，所以 pH 傳感器安裝位置的選擇是個(gè)關(guān)

鍵，其直接影響 pH 計(jì)的使用效果。

1．  我公司設(shè)計(jì)的 pH 傳感器安裝位置（包括在建和已建成項(xiàng)目）：

石膏脫水間旋流站入口母管附近

吸收塔石膏排出泵出口母管附近

吸收塔石膏排出泵小回流管旁路附近

從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行和維護(hù)情況來(lái)看，pH 傳感器在這 3 點(diǎn)使用后，均有不同程度的損壞。

1.1   pH 傳感器安裝在石膏脫水間旋流站入口母管附近和石膏排出泵小回流管旁路附近，這是近期項(xiàng)目較為常見(jiàn) 的安裝位置，總體使用情況略好。但也有特例，如奧里油和海勃灣項(xiàng)目使用德國(guó)某品牌的產(chǎn)品，兩個(gè)項(xiàng)目的 pH 傳感器均安裝在石膏脫水間旋流站入口母管處，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員反饋，出現(xiàn)了以下問(wèn)題：pH 玻璃電極在運(yùn)行中 容易被漿液沖刷破裂；pH 傳感器的密封和耐壓性能差，漿液會(huì)進(jìn)入保護(hù)套管和電纜插頭。這說(shuō)明 pH 傳感器本 身的問(wèn)題也是影響儀器使用好壞的一個(gè)重要因素.

1.2   pH 傳感器安裝在吸收塔石膏排出泵出口母管附近，這是我公司早期項(xiàng)目常見(jiàn)的安裝位置。由于次位置離吸

收塔近，所以是的測(cè)量點(diǎn)，但是此處的壓力和沖擊過(guò)大，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，很容易出現(xiàn) pH 傳感器被漿液沖斷， 從而造成運(yùn)營(yíng)成本增加，維護(hù)量加大。并且該安裝位置偏高（在設(shè)備平臺(tái)上），維護(hù)、檢修有一定難度，因此不 建議采用此種方式。不過(guò)也有特例，在常熟、西柏坡兩個(gè)項(xiàng)目中，使用 Honeywell 的 pH 計(jì)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)反饋，已使 用兩年多，運(yùn)行情況比較好，測(cè)量比較準(zhǔn)確，只是安裝儀表的平臺(tái)振動(dòng)對(duì)測(cè)量值有影響，會(huì)產(chǎn)生偏差，另外， 維護(hù)拆卸 pH 計(jì)時(shí)，電纜容易纏繞損壞。

2．  其它可以考慮的 pH 傳感器取樣位置

我公司 FGD 系統(tǒng)引進(jìn)了美國(guó) B&W 公司技術(shù)，針對(duì) pH 傳感器的取樣位置，B&W 公司也提出了三種選擇：

µ       直接從吸收塔里取樣

µ       從吸收塔石膏排出泵入口取樣

µ       從吸收塔石膏排出泵出口母管取樣（這也是我公司早期采用這種方式的原因）

以上三種選擇的優(yōu)缺點(diǎn)：

a． 直接從吸收塔里取樣，距離地面近，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)方便，但長(zhǎng)期使用會(huì)產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，不過(guò)可以增 加沖洗水來(lái)解決此問(wèn)題。總體評(píng)價(jià)：在吸收塔里直接取樣的方式，使整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)壽命延長(zhǎng)、管路走線簡(jiǎn) 單，推薦使用。

b． 從吸收塔石膏排出泵入口取樣，這個(gè)情況會(huì)比較復(fù)雜，因?yàn)橥ǔＨ肟谔幱袃蓚€(gè)吸收塔石膏排出泵，選用哪

個(gè)入口作為取樣點(diǎn)值得考慮，所以這種方式不適合現(xiàn)實(shí)情況，不予以考慮。

c． 從吸收塔石膏排出泵出口母管取管（與 1.2 相同）。

三．   pH 電極的安裝方式及相應(yīng)經(jīng)濟(jì)對(duì)比

pH 傳感器主要有三種安裝方式：在線式（即直插式）、沉浸式和流通式。FGD 系統(tǒng)一般采用在線式安裝方式，廢水系統(tǒng)通常采用浸沒(méi)式和流通式。

1．  在線式（直插式）：直接在水平漿液母管上安裝一套 pH 傳感器（通常為兩支傳感器冗余測(cè)量）。

2．  流通式：在香港中華電力和印尼 TJB 項(xiàng)目中，經(jīng)過(guò)與艾默生公司一起探討，借鑒美國(guó) B&W 公司的經(jīng)驗(yàn)， 設(shè)計(jì)了流通式 pH 傳感器安裝方式，即在吸收塔附近的空地上建造一個(gè)流通池，把漿液引入流通池的 pH 傳感器杯內(nèi)，pH傳感器測(cè)量杯中的漿液。實(shí)踐證明，該設(shè)計(jì)方案直接從吸收塔里取樣，使用效果良好，可以大量推廣運(yùn)用。

流通式安裝方式看似比在線式復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)成本也略高一些，但結(jié)合控制、工藝、土建等相關(guān)專業(yè)方面的意見(jiàn)，大家一致認(rèn)為流通式比在線式好。因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流通池建造在平地上，安裝檢修都很容易，同時(shí)增加 一個(gè)流通池也不會(huì)影響工藝其它方面的設(shè)計(jì)；而直插式則受取樣點(diǎn)位置的高低不同，影響到檢修、維護(hù)工作。 綜上所述，pH 傳感器采用流通式安裝方式，直接從吸收塔取樣，是一種優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果。

四． 結(jié)論

綜合以上分析，雖然從傳感器的性能指標(biāo)上看，大多數(shù)產(chǎn)品滿足我公司設(shè)計(jì)位置的工藝參數(shù)，但是，pH 計(jì)在 FGD 系統(tǒng)中使用效果總體不甚理想。從選型、安裝、維護(hù)等要求出發(fā)，首先要嚴(yán)格篩選傳感器，選擇適合測(cè) 量介質(zhì)、適合使用工況的傳感器，優(yōu)先選用本體材質(zhì)為不銹鋼、帶有隔膜的傳感器。為延長(zhǎng)傳感器的使用壽命 及降低成本，傳感器應(yīng)盡量安裝在支管上，改變沖洗水的方式，減小沖洗水的壓力，采用流通式的安裝方式， 同時(shí)加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)，才可以充分發(fā)揮傳感器的性能，更好的滿足脫硫系統(tǒng)的控制要求。