脱硫吸收塔在线 pH 计的技术改造

1pH计测量原理和浆液特性介绍

1.1 pH电极测量原理

pH电极主要利用电位式测量方法，检测水溶液中H+离子的活度。外壳材质大多是复合膜，膜内外两侧是水化硅胶层。硅胶层如果长时间不与水溶液接触，就会干燥龟裂，造成电极损坏。一般情况下，pH电极内部在出厂时已经充满电解液，要求pH电极无论处于保存状态还是使用状态，都必须浸泡在水溶液中。

1.2 石膏浆液的特点

石膏浆液成分复杂，其特点主要有三个:一是温度高，夏季吸收塔浆液温度可以达到 50℃以上，接近pH电极的工作极限温度。而且液体的温度越高，pH值越低;二是杂质多，尽管石灰石颗粒已非常小，但仍有小部分其他物质通过各种途径进入吸收塔，损坏电极或者堵塞流通池的排污口;三是沉积快，石膏和石灰石的沉积速度非常快，混浊的石膏浆液只需静止数十秒，即可见清晰的分层。这种特性很容易造成。pH 计取样管道和流通池堵塞。由于石膏浆液的特殊性，对于其pH值的测量，理想的状态是流速低，压力小，温度控制在25℃左右。

2石膏浆液在线pH计改造

珠海电厂原在线pH计测量电极安装在石膏排除泵至石膏旋流站母管的旁路取样管道上，旁路管径约50mm，配有冲洗水装置，手动冲洗。

在实际运行过程中，石膏排出泵并非连续运行，当泵停止运行时，取样管道无蓄水(浆)功能，导致粘附在玻璃电极表面的浆液干涸龟裂，影响电极寿命。加上浆液有易堵塞的特点，旁路上无法安装节流装置，系统正常运行时，取样管内浆液流速过快，对电极磨损比较严重。

目前，pH电极测量前主要有插入式和外接流通池两种方案，插入式对取样点的要求较高，电极需安装在吸收塔浆液液面附近的位置，开孔定位难度大外接流通池需回收浆液，将石膏浆液地坑作为石膏浆液的回收点。吸收塔的浆液溢流后，会流到旁边的浆液地坑，地坑的浆液回收泵会根据控制程序设定的逻辑条件，自动将浆液抽回吸收塔。

至于电极的选择，考虑到石膏浆液杂质很多，电导率低，浆液流经电极的时候，摩擦产生的静电会被迅速带走，不影响电极电位，故选用复合pH电极复合pH电极一般集pH测量电极，参比电极和温度测量电极于一身，结构简单，成本低。

首次技改时，对石膏浆液的特性了解不足，基本沿用了传统的取样测量方法，只是加粗了取样管道，结果导致系统运行不足1h，沉淀的石膏浆就将取样阀和流通池堵塞.

二次方案考虑增加一路冲洗水，即在排污管端加装一个二位三通阀，冲洗时间根据实际工况，由二次表的继电器控制。该方案实施后，系统只正常运行半天，泥浆就沉淀在电磁阀控制腔的死角位，和弹簧粘合在一起，导致阀芯切换失效。

我们分析了石膏浆液的特点，决定设计新的流通池，将流通池直接安装在取样法兰上面，从而省略取样管道，冲洗水端口安装在流通池内，用直通电磁阀控制通断，冲洗水管道加粗为排污管道的4倍，这样在冲洗的时候，冲洗水自动分两路排放，一路冲洗排污管，另一路将流通池和取样阀沉淀的泥浆冲回吸收塔。冲洗的同时，还可以清洗一下玻璃电极，防止浆液黏附在玻璃电极上，减少测量误差。

三次方案实施后，系统运行了2天，之后因为有较大颗粒堵塞流通池的排污孔，导致浆液沉积完全堵塞流通池。在流通池前端加装了1个多孔的滤网，滤网有一定的厚度，滤网孔径小于排放口。至此，改造基本完成，每个吸收塔配2台pH计，分别安装在吸收塔府部的两端。经过多次对流通池布局的微调和调整冲洗间隔参数后，整个在线pH计能够正常运行，满足运行值班人员监测要求。

流通池是整个技改最关键的部分，为电厂自主设计。流通池一端带法兰，呈水平圆柱状。安装时，流通池法兰与吸收塔备用取样孔法兰孔连接，打开备用孔阀门后，可将浆液取样。流通池孔径50mm，长250 mm，材质为316不锈钢。

流通池顶部有两个孔:备用孔和电极孔;底部有一个冲洗水孔，孔径是12.7mm;尾部是排污孔，石膏浆液从排污孔流出，排放到浆液地坑。该孔出水孔径6.35mm，外接不短于200mm长，6.35mm内径的不锈钢管; 滤网孔径约3mm，设计原则是孔径小于排污孔。因为浆液内会有一些颗粒相对较大的杂物，会堵塞排污孔，且系统无法自动清理。加装滤网后，即使杂物堵塞滤网的个别孔径，也不影响浆液流通，等系统自动冲洗的时候，冲洗水会将杂物反冲回吸收塔。

3  结语

珠海电厂脱硫系统安装上述pH计后，按浆液的密度。压力等参数调整冲洗水的冲洗频率，以防堵塞。冲洗水电磁阀由 pH 计自带冲洗程序控制，无需改动热工控制信号 改造后已运行三年，效果良好，在保持冲洗水不停运的情况下，极少出现堵塞现象，电极的使用寿命超过6个月，维护工作量较之前大为减少。整个技改过程中，主要难题在于浆液堵塞的处理，流通池的结构，冲洗水的方式从不加冲洗水到加二位三通电磁阀控制，再到最后的定型方案，我们都做了大量的工作 改造后，测量系统已经解决大部分问题，现在还有测量物(浆液)温度较高的问题尚待解决，不过浆液温度值在pH电极允许工作温度范围内，暂不影响整体运行效果。