一种脱硫岛石灰石浆旋流器旋流子的测控装置系统及方法

技术领域

本发明涉及旋流器技术领域，尤其涉及一种脱硫岛石灰石浆旋流器旋流子的测控装置系统及方法。

背景技术

目前，燃煤过程产生的二氧化硫是大气污染的主要来源。湿式石灰石-石膏法烟气脱硫工艺具有技术成熟、可靠性高、操作简单等优点，被广泛应用于火力发电厂脱硫工艺。其中石灰石浆液的浓度、细度等性能是影响其脱硫效率的主要因素之一。因此，制备性能优良的石灰石浆液对提高脱硫效率、降低火力发电厂的二氧化硫排放具有重要意义。

火力发电厂湿式脱硫系统中的石灰石浆液是经石灰石破碎成一定粒径后，按照一定比例与水混合而制得的具有一定浓度的浆液。石灰石经称重皮带称重，输送至球磨机与水混合进行制浆，制出后的浆液储流至循环浆液箱，通过浆液循环泵输送至旋流器进行分离。分离的溢流成品浆液存于石灰石浆液箱中作为备用，底流浆液为不合格浆液，重新返回球磨机进一步研磨。

旋流器是影响石灰石浆液性能的关键设备，一般每个旋流器配置4-6个旋流子，每个旋流子入口有手动调节阀，可以进行调节和隔离，正常运行时留有备用旋流子，因此当前运行控制缺乏必要的测量和调节手段，以就地手动为主(参见“台山发电厂石灰石浆液制备系统的调整”，高小春等，广东电力，2006，19(11):66-68)。

CN2678776U公开了组合式石膏浆旋流器，由分配阀、旋流子和相应管道组成，其中分配阀(1)由中空的阀体(11)和中空的滑动阀杆(12)构成，滑动阀杆位于阀体中，在阀体内设有隔离圈(15)，将阀体内的空腔分割成两部分，左边是旋流子浆液分配腔(13)，右边是再循环浆液分配腔(14)；旋流子浆液分配腔的壁上沿轴向布置有石膏浆引出管(5)通向各旋流子(4)，再循环浆液分配腔的壁上设有石膏浆再循环出口(3)；中空的滑动阀杆的盲端接执行机构(2)，另一端敞口，迎向石膏浆来流；在滑动阀杆的壁上开有长条形侧孔(121)，用来连通再循环浆液分配腔。

CN104689929A公开了一种石灰石旋流器分配装置，该分配装置包括分配箱，所述分配箱与石灰石旋流器的底流管和溢流管连接，所述分配箱下方分别设置有溢流槽和分流槽，所述溢流槽下方设置有循环管、所述溢流槽侧壁上设置有成品管、所述分流箱上设置有分流管。解决了石灰石浆液分配的动力问题，节省空间，降低设备费用，同时使成品浆液密度在较小范围内波动，易于推广实用。

但上述装置均没有解决旋流子底流堵塞造成的“溢流跑粗”问题，会造成石灰石制浆成品不合格，严重影响后续的脱硫工艺正常进行。

因此，开发一种脱硫岛石灰石浆旋流器旋流子的测控装置系统及方法，及时发现旋流子堵塞情况，对保证石灰石制浆成品合格具有重要意义。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种脱硫岛石灰石浆旋流器旋流子的测控装置系统及方法，通过设置振动测量装置和底流流量测量装置来检测旋流子的振幅和底流流量，准确判断旋流子是否发生堵塞；当检测到旋流子堵塞后，可自动启动旋流子切换步骤，有效降低了用户操作强度和工作量，避免了因“溢流跑粗”造成的石灰石浆液品质下降。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种脱硫岛石灰石浆旋流器旋流子的测控装置系统，所述测控装置系统包括控制单元、振动测量装置、底流流量测量装置和进口电动阀；所述控制单元包括输入卡件和输出卡件；所述振动测量装置和底流流量测量装置均与输入卡件相连；所述进口电动阀与输出卡件相连。

本发明所述的脱硫岛石灰石浆旋流器旋流子的测控装置系统中的振动测量装置和底流流量测量装置检测旋流子的振幅和底流流量，控制单元根据振幅和底流流量数据准确判断旋流子是否发生堵塞；当检测到旋流子堵塞后，控制单元可调控进口电动阀，实现旋流子切换。所述的测控装置系统设计合理，结构简单，解决了发电厂脱硫岛旋流器故障而导致石灰石制浆品质得不到保障的问题，具有大规模推广应用前景。

优选地，所述控制单元包括逻辑结算单元。

优选地，所述输入卡件、逻辑结算单元与和输出卡件通过控制总线依次连接。

优选地，所述控制单元包括与逻辑结算单元依次连接的IEC61131-3功能模块、实时操作控制模块和硬件模块。

优选地，所述振动测量装置设置在旋流子的侧壁。

优选地，所述振动测量装置与旋流子的数量相同。

优选地，所述底流流量测量装置包括超声波流量测量装置。

优选地，所述底流流量测量装置与旋流子的数量相同。

优选地，所述进口电动阀与旋流子的数量相同。

本发明中所述振动测量装置与旋流子的数量相同，所述底流流量测量装置与旋流子的数量相同，这样可以对脱硫岛石灰石浆旋流器的每一个旋流子的振幅和底流流量分别进行监测，及时发现旋流子堵塞情况。

第二方面，本发明还提供一种脱硫岛石灰石浆旋流器旋流子的测控方法，所述测控方法采用第一方面所述的脱硫岛石灰石浆旋流器旋流子的测控装置系统进行；所述测控方法包括工作步骤和旋流子切换步骤。

优选地，所述工作步骤包括：

(1)启动控制单元，加载IEC61131-3功能模块和实时操作控制模块，监测旋流子的振幅和底流流量；

(2)判断旋流子的振幅是否加倍，若没有加倍，则继续监测旋流子的振幅和底流流量；若旋流子的振幅加倍，则检测旋流子的底流流量；

(3)判断旋流子的底流流量是否降低，若旋流子的底流流量降低，则自动启动旋流子切换步骤；若旋流子的底流流量未发生降低，则发出报警，并人工确认旋流子是否堵塞；

(4)若旋流子堵塞，则自动启动旋流子切换步骤；若旋流子未堵塞，则继续监测旋流子的振幅和底流流量；

优选地，所述旋流子切换步骤包括：

(1’)关闭堵塞旋流子的进口电动阀；

(2’)打开备用旋流子的进口电动阀；

(3’)判断备用旋流子的底流流量是否正常；

(4’)底流流量未正常则等待并报警，底流流量正常则退出旋流子切换步骤。

本发明所述的脱硫岛石灰石浆旋流器旋流子的测控方法启动控制单元，加载IEC61131-3功能模块和实时操作控制模块，及时监测旋流子的振幅和底流流量；首先判断旋流子的振幅情况，若振幅没有加倍，则说明此时的旋流子是正常的，继续监测旋流子的振幅和底流流量；若旋流子的振幅加倍，则进一步检测旋流子的底流流量情况，若旋流子的底流流量降低，则说明此时的旋流子发生堵塞，自动启动旋流子切换步骤；若旋流子的底流流量未发生降低，说明此时旋流子情况不确定，则发出报警，并人工来确认旋流子是否堵塞；若确认旋流子堵塞，则自动启动旋流子切换步骤；若旋流子未堵塞，则继续监测旋流子的振幅和底流流量。本发明所述的测控方法可自动监测旋流子故障情况，并自动进行旋流子切换步骤，有效避免了旋流子堵塞造成的“溢流跑粗”的问题，脱硫岛石灰石制浆成品合格，有利于后续的脱硫工艺正常进行。

本发明的旋流子切换步骤(4’)中，底流流量未正常则等待并报警，报警之后人工确认旋流子是否堵塞；若确认旋流子堵塞，则自动启动旋流子切换步骤，自动切换到另一个备用旋流子；若旋流子未堵塞，则继续监测该旋流子的振幅和底流流量。

优选地，步骤(2)所述振幅加倍为振幅>前一分钟振幅的平均值1.5倍，例如可以是1.5倍、1.6倍、1.8倍、2倍、2.3倍或2.5倍等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(3)所述底流流量降低为底流流量<前一分钟底流流量平均值的70％，例如可以是70％、60％、50％、40％或20％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述测控方法包括工作步骤和旋流子切换步骤；所述工作步骤包括：

(1)启动控制单元，加载IEC61131-3功能模块和实时操作控制模块，监测旋流子的振幅和底流流量；

(2)判断旋流子的振幅是否>前一分钟振幅的平均值1.5倍，若没有>前一分钟振幅的平均值1.5倍，则继续监测旋流子的振幅和底流流量；若旋流子的振幅>前一分钟振幅的平均值1.5倍，则检测旋流子的底流流量；

(3)判断旋流子的底流流量是否降低，若旋流子的底流流量<前一分钟底流流量平均值的70％，则自动启动旋流子切换步骤；若旋流子的底流流量没有<前一分钟底流流量平均值的70％，则发出报警，并人工确认旋流子是否堵塞；

(4)若旋流子堵塞，则自动启动旋流子切换步骤；若旋流子未堵塞，则继续监测旋流子的振幅和底流流量；

所述旋流子切换步骤包括：

(1’)关闭堵塞旋流子的进口电动阀；

(2’)打开备用旋流子的进口电动阀；

(3’)判断备用旋流子的底流流量是否正常；

(4’)底流流量未正常则等待并报警，底流流量正常则退出旋流子切换步骤。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

(1)本发明提供的脱硫岛石灰石浆旋流器旋流子的测控装置系统结构简单，设计合理，可以自动监测旋流子故障情况并自动切换到正常的备用旋流子，有效降低了用户操作强度和工作量；

(2)本发明提供的脱硫岛石灰石浆旋流器旋流子的测控方法使脱硫岛石灰石制浆品质得到保障，有效避免了因“溢流跑粗”造成的石灰石浆液品质下降的问题，适合大规模推广应用。

附图说明

图1是具体实施方式中提供的脱硫岛石灰石浆旋流器旋流子的测控装置系统的结构示意图。

图2是具体实施方式中提供的脱硫岛石灰石浆旋流器旋流子的测控方法中工作步骤的流程图。

图3是具体实施方式中提供的脱硫岛石灰石浆旋流器旋流子的测控方法旋流子切换步骤的流程图。

图中：1-控制单元；201-第一振动测量装置；202-第二振动测量装置；203-第三振动测量装置；301-第一底流流量测量装置；302-第二底流流量测量装置；303-第三底流流量测量装置；401-第一进口电动阀；402-第二进口电动阀；403第三进口电动阀；5-输入卡件；6-输出卡件；7-逻辑结算单元；8-湿式球磨机；9-浆液循环箱；10-石灰石浆液箱；11-压力测量装置。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。

作为本发明的一个具体实施方式，提供一种脱硫岛石灰石浆旋流器旋流子的测控装置系统，所述测控装置系统中包括3个旋流子，相应地，包括3个振动测量装置、3个底流流量测量装置和3个进口电动阀。所述的测控装置系统设置在火电厂脱硫系统内，用于监测脱硫岛石灰石浆旋流器内旋流子的工作情况，其结构示意图如图1所示。

所述测控装置系统包括控制单元1、振动测量装置、底流流量测量装置和进口电动阀；所述控制单元1包括输入卡件5和输出卡件6；所述振动测量装置和底流流量测量装置均与输入卡件5相连；所述进口电动阀与输出卡件6相连。

所述控制单元1包括逻辑结算单元7；所述输入卡件5、逻辑结算单元7与和输出卡件6通过控制总线依次连接。

所述控制单元1包括与逻辑结算单元7依次连接的IEC61131-3功能模块、实时操作控制模块和硬件模块。

所述振动测量装置设置在旋流子的侧壁，分别为第一振动测量装置201、第二振动测量装置202和第三振动测量装置203。

所述底流流量测量装置分别为第一底流流量测量装置301、第二底流流量测量装置302和第三底流流量测量装置303。

所述底流流量测量装置为超声波流量测量装置。

所述进口电动阀包括第一进口电动阀401、第二进口电动阀402和第三进口电动阀403。

火电厂脱硫系统内的脱硫岛系统包括湿式球磨机8、浆液循环箱9、石灰石浆液箱10和压力测量装置11。所述湿式球磨机8、浆液循环箱9、压力测量装置11、旋流子和石灰石浆液箱10依次连接。

所述旋流子的底部分别与湿式球磨机8和浆液循环箱9相连。所述压力测量装置11与输入卡件5相连。

火电厂脱硫系统内的脱硫岛系统的工作流程包括：

石灰石经称重皮带称重，输送至湿式球磨机8与水混合进行制浆，制出的浆液储流至浆液循环箱9，通过浆液循环泵输送至旋流子组成的旋流器进行分离。分离的溢流成品浆液存于石灰石浆液箱10中作为备用，底流浆液为不合格浆液，重新返回湿式球磨机8进一步研磨。

作为本发明的一个具体实施方式，还提供一种脱硫岛石灰石浆旋流器旋流子的测控方法，所述测控方法采用上述的脱硫岛石灰石浆旋流器旋流子的测控装置系统进行；所述测控方法包括工作步骤和旋流子切换步骤，工作步骤的流程图如图2所示，旋流子切换步骤的流程图如图3所示。

所述工作步骤包括：

(1)启动控制单元，加载IEC61131-3功能模块和实时操作控制模块，监测旋流子的振幅和底流流量；

(2)判断旋流子的振幅是否>前一分钟振幅的平均值1.5倍，若没有>前一分钟振幅的平均值1.5倍，则继续监测旋流子的振幅和底流流量；若旋流子的振幅>前一分钟振幅的平均值1.5倍，则检测旋流子的底流流量；

(3)判断旋流子的底流流量是否降低，若旋流子的底流流量<前一分钟底流流量平均值的70％，则自动启动旋流子切换步骤；若旋流子的底流流量没有<前一分钟底流流量平均值的70％，则发出报警，并人工确认旋流子是否堵塞；

(4)若旋流子堵塞，则自动启动旋流子切换步骤；若旋流子未堵塞，则继续监测旋流子的振幅和底流流量；

所述旋流子切换步骤包括：

(1’)关闭堵塞旋流子的进口电动阀；

(2’)打开备用旋流子的进口电动阀；

(3’)判断备用旋流子的底流流量是否正常；

(4’)底流流量未正常则等待10s并报警，底流流量正常则退出旋流子切换步骤。

综上所述，本发明提供的脱硫岛石灰石浆旋流器旋流子的测控装置系统结构简单，设计合理，可以自动监测旋流子故障情况并自动切换到正常的备用旋流子，有效降低了用户操作强度和工作量，保障了脱硫岛石灰石浆液的品质，有效避免了因“溢流跑粗”造成的石灰石浆液品质下降的问题。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。