罗斯蒙特 pH 计在 FGD 系统中的应用

摘要：本文针对 FGD 特殊工况条件，分析了 pH 计在使用中存在问题的原因，并对安装方式和安装位置进行了对比，zui后提出了 FGD 系统中 pH 计合理使用的建议。

FGD（Flue  Gas  Desulfurization）系统中需要监测、控制脱硫塔浆液的 pH 值，原因是该 pH 值对整个 FGD 运行工况及经济性的好坏起着重要的作用，直接影响脱硫效率，因此，pH 计测量的准确性与使用效果的好坏在 整个 FGD 系统中至关重要。但是，由于脱硫系统 pH 值检测点浆液的特殊性（温度较高、含固体悬浮物、黏附 性大，氯离子含量高，有一定的冲击压力，电极易磨损），pH  计的使用效果一直不是很理想。本文结合我公司 在众多脱硫项目中 pH 计的使用经验，根据我们的探索研究，提出了一套在 FGD 系统中对 pH 计应用行之有效的典型方案。

一．pH 传感器的选型

在工程实际应用中，pH 传感器的选型是否正确至关重要，根据 FGD 被测介质的特点，pH 传感器需遵循以下原则进行选型：

耐高温、耐磨损、抗腐蚀、易清洗

测量准确、稳定、可靠

安装方便、易于拆卸，可在线插拔

维护方便、操作简单

有一定的抗冲击能力

目前，我公司使用过的产品有：Honeywell 的 07774-20-23 传感器、E+H 的 CPS11D-7BA21 传感器、美国德 菲公司的 T23-PH-MA-UM 传感器、ABB 的 TB557/12ABF19 传感器、艾默生的 396R-21-54 传感器，它们的选 型都是依据上述原则。

二．   pH 传感器的安装位置

由于 FGD 系统中浆液对 pH 电极有一定的冲击力，压力为 2-6bar，所以 pH 传感器安装位置的选择是个关

键，其直接影响 pH 计的使用效果。

1．  我公司设计的 pH 传感器安装位置（包括在建和已建成项目）：

石膏脱水间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

从现场实际运行和维护情况来看，pH 传感器在这 3 点使用后，均有不同程度的损坏。

1.1   pH 传感器安装在石膏脱水间旋流站入口母管附近和石膏排出泵小回流管旁路附近，这是近期项目较为常见 的安装位置，总体使用情况略好。但也有特例，如奥里油和海勃湾项目使用德国某品牌的产品，两个项目的 pH 传感器均安装在石膏脱水间旋流站入口母管处，经现场运行人员反馈，出现了以下问题：pH 玻璃电极在运行中 容易被浆液冲刷破裂；pH 传感器的密封和耐压性能差，浆液会进入保护套管和电缆插头。这说明 pH 传感器本 身的问题也是影响仪器使用好坏的一个重要因素.

1.2   pH 传感器安装在吸收塔石膏排出泵出口母管附近，这是我公司早期项目常见的安装位置。由于次位置离吸

收塔近，所以是的测量点，但是此处的压力和冲击过大，长时间运行，很容易出现 pH 传感器被浆液冲断， 从而造成运营成本增加，维护量加大。并且该安装位置偏高（在设备平台上），维护、检修有一定难度，因此不 建议采用此种方式。不过也有特例，在常熟、西柏坡两个项目中，使用 Honeywell 的 pH 计，经现场反馈，已使 用两年多，运行情况比较好，测量比较准确，只是安装仪表的平台振动对测量值有影响，会产生偏差，另外， 维护拆卸 pH 计时，电缆容易缠绕损坏。

2．  其它可以考虑的 pH 传感器取样位置

我公司 FGD 系统引进了美国 B&W 公司技术，针对 pH 传感器的取样位置，B&W 公司也提出了三种选择：

µ       直接从吸收塔里取样

µ       从吸收塔石膏排出泵入口取样

µ       从吸收塔石膏排出泵出口母管取样（这也是我公司早期采用这种方式的原因）

以上三种选择的优缺点：

a． 直接从吸收塔里取样，距离地面近，操作简单，运行维护方便，但长期使用会产生堵塞现象，不过可以增 加冲洗水来解决此问题。总体评价：在吸收塔里直接取样的方式，使整个测量系统寿命延长、管路走线简 单，推荐使用。

b． 从吸收塔石膏排出泵入口取样，这个情况会比较复杂，因为通常入口处有两个吸收塔石膏排出泵，选用哪

个入口作为取样点值得考虑，所以这种方式不适合现实情况，不予以考虑。

c． 从吸收塔石膏排出泵出口母管取管（与 1.2 相同）。

三．   pH 电极的安装方式及相应经济对比

pH 传感器主要有三种安装方式：在线式（即直插式）、沉浸式和流通式。FGD 系统一般采用在线式安装方式，废水系统通常采用浸没式和流通式。

1．  在线式（直插式）：直接在水平浆液母管上安装一套 pH 传感器（通常为两支传感器冗余测量）。

2．  流通式：在香港中华电力和印尼 TJB 项目中，经过与艾默生公司一起探讨，借鉴美国 B&W 公司的经验， 设计了流通式 pH 传感器安装方式，即在吸收塔附近的空地上建造一个流通池，把浆液引入流通池的 pH 传感器杯内，pH传感器测量杯中的浆液。实践证明，该设计方案直接从吸收塔里取样，使用效果良好，可以大量推广运用。

流通式安装方式看似比在线式复杂，经济成本也略高一些，但结合控制、工艺、土建等相关专业方面的意见，大家一致认为流通式比在线式好。因为其结构简单，流通池建造在平地上，安装检修都很容易，同时增加 一个流通池也不会影响工艺其它方面的设计；而直插式则受取样点位置的高低不同，影响到检修、维护工作。 综上所述，pH 传感器采用流通式安装方式，直接从吸收塔取样，是一种优化设计的结果。

四． 结论

综合以上分析，虽然从传感器的性能指标上看，大多数产品满足我公司设计位置的工艺参数，但是，pH 计在 FGD 系统中使用效果总体不甚理想。从选型、安装、维护等要求出发，首先要严格筛选传感器，选择适合测 量介质、适合使用工况的传感器，优先选用本体材质为不锈钢、带有隔膜的传感器。为延长传感器的使用寿命 及降低成本，传感器应尽量安装在支管上，改变冲洗水的方式，减小冲洗水的压力，采用流通式的安装方式， 同时加强维护保养，才可以充分发挥传感器的性能，更好的满足脱硫系统的控制要求。