专利名称：取样式浆液密度测量法的制作方法
取样式浆液密度测量法
技术领域：
本发明属于浆液密度测量技术领域，特别适合锅炉机组烟气脱硫岛浆液及其他浆液密度的测量。
背景技术：
目前，烟气脱硫岛浆液密度测量使用较多的有三种测量方法，但三种方法均存在一定的不足，不能满足脱硫浆液密度测量系统稳定运行、准确测量的需要，影响锅炉排放烟气脱硫效率，三种方法分别是1、科氏力质量流量计密度测量法，其缺点是按流量计使用要求确定通过流量计的流量，引起管路堵塞，测量终止；增大通过流量计的流量，会加快流量计磨损，引起测量管机械结构发生改变，流量计很快损坏，寿命缩短；测量原理是通过浆液密度影响流量计共振频率，将振动参数的变化进行检测，计算浆液密度，进行物理量转换，该方法存在多个产生误差的环节。2、差压法测量密度，其缺点是测量吸收塔不同高度间差压的方法，得到的是塔内搅拌器、浆液循环泵、氧化风机运行状态下的浆液密度，此时吸收塔内的浆液处于悬浮状态下，不是稳态下的浆液密度，与实际需要的浆液密度偏差大且偏差变化无常；测量竖直管道内流动浆液差压，流量大测量误差大，测得值甚至无参考意义，流量小取样管路堵塞，引起测量终止。3、Y射线放射吸收测量法测量密度。其缺点是要有放射性物质使用证，限制其使用；对周围环境造成放射性污染，对人员造成放射性辐射伤害；设备及人员必须满足卫生局放射源使用监管要求；取样管内壁结垢影响测量精度；测量原理是利用通过不同密度浆液对放射剂量衰减不同，检测穿过浆液后的放射剂量，换算成浆液密度，进行物理量转换，该方法也存在多个产生误差环节。
发明内容本发明目的是解决现有测量手段不能满足脱硫吸收塔内浆液密度测量系统稳定运行、准确测量的问题，提供一种取样式浆液密度测量法。本发明使用最原始的测量手段，自动周期性将石膏/石灰石浆液送入浆液样品管或浆液样品容器，周期性测量浆液密度，解决了测量不准确、容易堵塞、寿命短和使用放射源等问题。本发明提供的取样式浆液密度测量法包括第1、设置一个与浆液吸收塔或石膏浆液排出泵出口管路连接的浆液样品管或浆液样品容器；第2、将待测浆液自动周期性的取样到上步所述的浆液样品管或浆液样品容器中；第3、待第2步浆液样品处于静止、稳态后，利用压强法或称重法进行测量，经计算得到浆液密度；第4、将浆液样品管或浆液样品容器中的浆液样品排空，等待下一次测量；第5、以上测量步骤自动周期进行。根据压强法或称重法的不同，本发明所采用的具体技术方案分别是，方案1、压强法一本发明第3步所述的压强法的具体测量过程是在浆液样品管上设置两个压强测点，两个压强测点间高度差为H，将两个压强测点与差压变送器连接，测量两个压强测点处的差压P，利用公式P =P/Hg经过计算即可得到浆液密度值。方案2、压强法二本发明第3步所述的压强法的另一种测量过程是制作一个固定高度的浆液样品管，即在浆液样品管上设置一个压强测点，在压强测点上方设定高度为H处设置一个旁路浆液溢流管，将压强测点与压强变送器连接，测量压强测点处的压强P，利用公式P =P/Hg经过计算即可得到浆液密度值。方案3:称重法一本发明第3步所述的称重法的具体测量过程是制作一个容积确定的浆液样品容器，自动将待测浆液样品送入浆液样品容器中， 自动称量浆液样品容器和浆液样品共同质量，总质量减去浆液样品容器质量得到样品质量，样品质量除以浆液样品容器的容积得到浆液密度值。方案4 称重法二本发明第3步所述的称重法的另一种测量过程是自动将待测浆液样品充入浆液样品容器中，然后自动称量浆液样品容器和样品共同质量，总质量减去浆液样品容器质量得到样品质量，自动测量浆液样品容器内浆液样品体积，样品质量除以样品体积得到浆液密度。以上四个方案均根据需要设定测量周期，每一周期进行一次清洗，从而达到准确、 稳定测量浆液密度的目的。本发明的优点和积极效果该测量方法解决了在线连续测量无法解决的问题，具有下列优点1、本发明自动周期性地将所测浆液取出少部分作为样品，通过自动称量样品质量，自动测量计算样品体积(或样品体积固定)，以样品质量除以样品体积，得到所测浆液密度。或者测量样品压强，取样品固定高度、或测量不同液柱高度间的样品差压，利用压强与密度间的关系测量密度。2、本发明自动将所测浆液取出一部分作为样品，通过称重或者测量液体压强的方式测量密度，以上操作重复进行，达到测量浆液密度的目的。该方法科学地保证了浆液密度测量的准确性，自动周期性取样、自动周期性测量是达到该种测量方法的前提，目前，仪表测量系统尚没有自动周期性地将部分被测介质取出作为样品，直接或间接测量其物理量， 达到测量目的的设备/系统。3、本发明直接应用质量比体积的物质密度定义，以及由此导出的液体压强等于液柱高度、液体密度与重力加速度之积的函数关系，该测量方法没有其它物理量的转换关系，方法最原始，产生的误差环节最少。4、该方法为周期测量，每一测量周期对测量系统进行冲洗，不会堵塞测量通路。5、该方法将浆液取出，待浆液处于静止、稳态后进行测量，测量浆液真正密度，判断是否满足浆液出石膏条件，浆液测量后立即放掉浆液，浆液不会发生沉淀堵塞测量通路。6、使用常规测量手段，无放射源污染人和环境问题，无放射源管理问题。7、设备使用寿命长，测量系统不会整体损坏，与科氏力质量流量计测量密度或Y 射线放射吸收测量法测量密度比较，无需更换整体设备，节省维护费用。
图1是实施例1本发明方案1双压强变送器设备连接图。图2是本发明方案1双压强变送器方案的控制流程图。图3是实施例2本发明方案2单压强变送器方案设备连接图。图4是本发明方案2单压强变送器方案的控制流程图。图5是实施例3本发明方案3或4称重法方案设备连接图。图6是本发明方案3或4称重法方案的控制流程图。图中，1第一电磁-气动阀门，2第二电磁-气动阀门，3第三电磁-气动阀门，4浆液样品管，5旁路浆液溢流管，6称重装置，7浆液样品容器，8PLC控制器，9超声波液位测量
直ο
具体实施方式本发明提供的取样式浆液密度测量法的总体步骤包括第1、设置一个与浆液吸收塔或石膏浆液排出泵出口管路连接的浆液样品管或浆液样品容器；第2、将待测浆液自动周期性的取样到上步所述的浆液样品管或浆液样品容器中；第3、待第2步浆液样品处于静止、稳态后，利用压强法或称重法进行测量，经计算得到浆液密度
第4、将浆液样品管或浆液样品容器中的浆液样品排空，等待下一次测量。第5、以上测量步骤自动周期进行。本发明提供的具体实施例根据采用的密度计算方法的不同，其第3步中的测量过程和计算各有不同，其余各步基本相同，下面通过具体实施例分别叙述如下。实施例1方案1、压强法一如图1所示双压强变送器设备连接图，浆液样品管4通过第一电磁-气动阀门1 连接浆液吸收塔的底部或石膏浆液排出泵出口支路(图中略)，通过第二电磁-气动阀门2 连接工业水管路，通过第三电磁-气动阀门3连接排地沟管路。在浆液样品管上设置两个压强测点，两个压强测点间高度差为H，将两个压强测点与压强变送器连接(图中未画出)。测量开始时，每隔一定时间(如半小时)打开阀门1， 由压强测点2的信号判断进入浆液样品管中的浆液量满足需要后，关闭阀门1，延时短暂时
5间(如3S)待浆液样品管内浆液稳定后，分别测量两个压强测点处的压强Pl和P2，利用公式P = (Pl_P2)/Hg(压强测点1测量的压强为P1，压强测点2测量的压强为P2，浆液密度为P，重力加速度为g，两压强测点间高度差为H)经过计算即可得到浆液密度值。将计算的密度值储存，直到下一测量周期更新新值。(如使用差压变送器，需在浆液样品管底部、电磁-气动阀门3上部另设置一压强变送器用于控制液位。)测量结束后，打开阀门3，将浆液样品管内浆液放掉，由压强测点1的信号及短期延时确认浆液放空，关闭阀门3，打开阀门2将工业水放入浆液样品管，对浆液样品管及所连设备进行清洗，由压强测点2的信号确认清洗水量满足需要，关闭阀门2，打开阀门3，将冲洗水放掉，由压强测点1的信号及短期延时确认冲洗水放空，关闭阀门3，待下一测量时间重复该操作，周期完成浆液密度测量，测量周期根据实际需要自行设定。测量计算与阀门控制由PLC控制器实现。本发明实施例1所述的压强法一的控制流程参见图2。实施例2方案2、压强法二如图3所示的单压强变送器方案设备连接图，图中，在浆液样品管4上只设置一个压强测点，将上方的压强测点2去掉，同时在压强测点上方设定高度为H处设置一个旁路浆液溢流管5，在旁路浆液溢流管5内设置液位测点I(LI-I)和液位测点2(LI1)两个测点， 将压强测点与压强变送器连接，其余结构同实施例1。测量时，每隔一定时间(如半小时)打开阀门1，由液位测点1信号判断进入浆液样品管的浆液高度到达H后，关闭阀门1，由液位测点2判断浆液高度不会超过H，延时短暂时间(如3 待浆液样品管内浆液稳定后，测量压强测点处的压强，根据公式P =Pl/ Hg(压强测点1测量的压强为P1，浆液密度为P，重力加速度为g，压强测点至液位最高点高度为H)计算浆液密度，将计算值储存，直到下一测量周期更新新值。测量结束后打开阀门3，将浆液样品管内浆液放掉，由压强测点1信号及短期延时确认浆液放空，关闭阀门3，打开阀门2将工业水放入浆液样品管，对浆液样品管、浆液溢流管及所连设备进行清洗，由液位测点1、液位测点2信号确认清洗水量满足需要，关闭阀门 2，打开阀门3，将冲洗水放掉，由压强测点1信号、液位测点1、液位测点2信号及短期延时确认冲洗水放空，关闭阀门3。待下一测量时间重复该操作，周期完成浆液密度测量，测量周期根据实际需要自行设定。测量计算与阀门控制由PLC控制器实现。本实施例所述的压强法二的控制流程参见图4。本发明提供的双压强变送器方案和单压强变送器方案各有所长，均能达到解决现有测量手段不能满足脱硫吸收塔内浆液密度测量系统稳定运行、准确测量的问题，单压强变送器方案在测量精度、投资费用、安装简易方面相对双压强变送器方案存在优势，但液位测点1、液位测点2的选型要慎重，该型测点需要一定的维护工作量。实施例3方案4 称重法二如图5所示称重法方案设备连接图，图中将浆液样品容器7置于称重装置6上，浆液样品容器7上方通过第一电磁-气动阀门1接被测浆液，通过第二电磁-气动阀门2接工业水管路，浆液样品容器7上方同时设置超声波液位测量装置9，浆液样品容器7底部通过第三电磁-气动阀门3连接排地沟管路。每一测量周期开始时，电磁阀1带电打开自动将待测浆液样品送入浆液样品容器中，超声波液位测量装置检测确认浆液量满足测量需要，电磁阀1失电关闭停止向浆液样品容器进浆液，待浆液样品容器内浆液及浆液液面稳定后，记录此时超声波液位测量装置测得的液位，根据样品容器截面积计算出浆液体积。称量此时样品容器质量，除去样品容器自身质量得到浆液质量，通过质量除以体积运算得到浆液密度，测得的密度值以4-20mA电流形式送出，该密度为此测量周期测量值，保持到下一测量周期更新新值。电磁阀3带电打开将样品容器内浆液放掉，电磁阀3失电关闭。电磁阀2带电打开向浆液样品容器放入冲洗水，由超声波液位测量装置检测确认水量满足需要，电磁阀2失电关闭。电磁阀3带电打开将样品容器内冲洗水放掉，电磁阀3失电关闭，完成一个测量周期。测量按周期循环往复进行，测量周期根据需要设定。测量计算、阀门控制、周期控制由PLC控制器实现。本实施例称重法方案的控制流程参见图6。方案3 称重法一本实施例中的浆液样品容器也可以制作成一个容积确定的浆液样品容器，与称重法二类似，不同的是浆液样品容器体积固定，进浆时保证浆液充满浆液样品容器，依据质量除以体积的密度定义得到密度值。以上两个方案均根据需要设定测量周期，每一周期进行一次清洗，从而达到准确、 稳定测量浆液密度的目的。
权利要求
1.一种取样式浆液密度测量法，其特征在于该方法包括第1、设置一个与浆液吸收塔或石膏浆液排出泵出口管路连接的浆液样品管或浆液样品容器；第2、将待测浆液自动周期性的取样到上步所述的浆液样品管或浆液样品容器中；第3、待第2步浆液样品处于静止、稳态后，利用压强法或称重法进行测量，经计算得到浆液密度；第4、将浆液样品管或浆液样品容器中的浆液样品排空，等待下一次测量；第5、以上测量步骤自动周期进行。
2.根据权利要求1所述的取样式浆液密度测量法，其特征在于第3步所述的压强法的具体测量过程是在浆液样品管上设置两个压强测点，两个压强测点间高度差为H，将两个压强测点与差压变送器连接，测量两个压强测点处的差压P，利用公式P =P/Hg经过计算即可得到浆液密度值。
3.根据权利要求1所述的取样式浆液密度测量法，其特征在于第3步所述的压强法的另一种测量过程是制作一个固定高度的浆液样品管，即在浆液样品管上设置一个压强测点，在压强测点上方设定高度为H处设置一个旁路浆液溢流管，将压强测点与压强变送器连接，测量压强测点处的压强P，利用公式P =P/Hg经过计算即可得到浆液密度值。
4.根据权利要求1所述的取样式浆液密度测量法，其特征在于第3步所述的称重法的具体测量过程是制作一个容积确定的浆液样品容器，自动将待测浆液样品送入浆液样品容器中，自动称量浆液样品容器和浆液样品共同质量，总质量减去浆液样品容器质量得到样品质量，样品质量除以浆液样品容器的容积得到浆液密度值。
5.根据权利要求1所述的取样式浆液密度测量法，其特征在于第3步所述的称重法的另一种测量过程是自动将待测浆液样品充入浆液样品容器中，然后自动称量浆液样品容器和样品共同质量，总质量减去浆液样品容器质量得到样品质量，自动测量浆液样品容器内浆液样品体积， 样品质量除以样品体积得到浆液密度。
6.根据权利要求1所述的取样式浆液密度测量法，其特征是自动将所测浆液取出部分变成静止稳定状态，在浆液发生沉淀前通过称重或测量浆液压强的方法测量密度，科学地保证了浆液密度测量的准确性，自动周期性测量是达到该种测量方法的前提，目前，锅炉机组烟气脱硫岛浆液及其他浆液密度测量系统尚没有自动将浆液取出静止稳定后测量浆液密度的设备/系统。
7.根据权利要求1所述的取样式浆液密度测量法，其特征是自动将浆液转换成静止稳定状态，自动周期性测量，周期随需要设定。
全文摘要
一种取样式浆液密度测量法。该法包括一个浆液样品管或浆液样品容器；将待测浆液取样到上步所述的浆液样品管或浆液样品容器中；待第2步浆液样品处于静止、稳态后，利用压强法或称重法进行测量，经计算得到浆液密度；将浆液样品管或浆液样品容器中的浆液样品排空，等待下一次测量。本发明自动周期性的将所测浆液取出少部分作为样品，通过自动称量样品质量，自动测量计算样品体积(或样品体积固定)，以样品质量除以样品体积，得到所测浆液密度。或者测量样品压强，取样品固定高度、或测量不同液柱高度间的样品差压，利用压强与密度间的关系测量密度。该方法的测量误差环节少，测量准确性高，自动周期性进行。
文档编号G01N9/26GK102384884SQ201010270978
公开日2012年3月21日 申请日期2010年9月3日 优先权日2010年9月3日
发明者杨玉娟 申请人:杨玉娟