羅斯蒙特 pH 計在 FGD 系統中的應用
摘要：本文針對 FGD 特殊工況條件，分析了 pH 計在使用中存在問題的原因，并對安裝方式和安裝位置進行了對比，zui后提出了 FGD 系統中 pH 計合理使用的建議。
FGD（Flue Gas Desulfurization）系統中需要監測、控制脫硫塔漿液的 pH 值，原因是該 pH 值對整個 FGD 運行工況及經濟性的好壞起著重要的作用，直接影響脫硫效率，因此，pH 計測量的準確性與使用效果的好壞在 整個 FGD 系統中至關重要。但是，由于脫硫系統 pH 值檢測點漿液的特殊性（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 計的使用效果一直不是很理想。本文結合我公司 在眾多脫硫項目中 pH 計的使用經驗，根據我們的探索研究，提出了一套在 FGD 系統中對 pH 計應用行之有效的典型方案。
一．pH 傳感器的選型
在工程實際應用中，pH 傳感器的選型是否正確至關重要，根據 FGD 被測介質的特點，pH 傳感器需遵循以下原則進行選型：
耐高溫、耐磨損、抗腐蝕、易清洗
測量準確、穩定、可靠
安裝方便、易于拆卸，可在線插拔
維護方便、操作簡單
有一定的抗沖擊能力
目前，我公司使用過的產品有：Honeywell 的 07774-20-23 傳感器、E+H 的 CPS11D-7BA21 傳感器、美國德 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 型都是依據上述原則。
二． pH 傳感器的安裝位置
由于 FGD 系統中漿液對 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關
鍵，其直接影響 pH 計的使用效果。
1． 我公司設計的 pH 傳感器安裝位置（包括在建和已建成項目）：
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
從現場實際運行和維護情況來看，pH 傳感器在這 3 點使用后，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，這是近期項目較為常見 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目使用德國某品牌的產品，兩個項目的 pH 傳感器均安裝在石膏脫水間旋流站入口母管處，經現場運行人員反饋，出現了以下問題：pH 玻璃電極在運行中 容易被漿液沖刷破裂；pH 傳感器的密封和耐壓性能差，漿液會進入保護套管和電纜插頭。這說明 pH 傳感器本 身的問題也是影響儀器使用好壞的一個重要因素.
1.2 pH 傳感器安裝在吸收塔石膏排出泵出口母管附近，這是我公司早期項目常見的安裝位置。由于次位置離吸
收塔近，所以是的測量點，但是此處的壓力和沖擊過大，長時間運行，很容易出現 pH 傳感器被漿液沖斷， 從而造成運營成本增加，維護量加大。并且該安裝位置偏高（在設備平臺上），維護、檢修有一定難度，因此不 建議采用此種方式。不過也有特例，在常熟、西柏坡兩個項目中，使用 Honeywell 的 pH 計，經現場反饋，已使 用兩年多，運行情況比較好，測量比較準確，只是安裝儀表的平臺振動對測量值有影響，會產生偏差，另外， 維護拆卸 pH 計時，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 系統引進了美國 B&W 公司技術，針對 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）
以上三種選擇的優缺點：
a． 直接從吸收塔里取樣，距離地面近，操作簡單，運行維護方便，但長期使用會產生堵塞現象，不過可以增 加沖洗水來解決此問題。總體評價：在吸收塔里直接取樣的方式，使整個測量系統壽命延長、管路走線簡 單，推薦使用。
b． 從吸收塔石膏排出泵入口取樣，這個情況會比較復雜，因為通常入口處有兩個吸收塔石膏排出泵，選用哪
個入口作為取樣點值得考慮，所以這種方式不適合現實情況，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經濟對比
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 系統一般采用在線式安裝方式，廢水系統通常采用浸沒式和流通式。
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量）。
2． 流通式：在香港中華電力和印尼 TJB 項目中，經過與艾默生公司一起探討，借鑒美國 B&W 公司的經驗， 設計了流通式 pH 傳感器安裝方式，即在吸收塔附近的空地上建造一個流通池，把漿液引入流通池的 pH 傳感器杯內，pH傳感器測量杯中的漿液。實踐證明，該設計方案直接從吸收塔里取樣，使用效果良好，可以大量推廣運用。
流通式安裝方式看似比在線式復雜，經濟成本也略高一些，但結合控制、工藝、土建等相關專業方面的意見，大家一致認為流通式比在線式好。因為其結構簡單，流通池建造在平地上，安裝檢修都很容易，同時增加 一個流通池也不會影響工藝其它方面的設計；而直插式則受取樣點位置的高低不同，影響到檢修、維護工作。 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，是一種優化設計的結果。
四． 結論
綜合以上分析，雖然從傳感器的性能指標上看，大多數產品滿足我公司設計位置的工藝參數，但是，pH 計在 FGD 系統中使用效果總體不甚理想。從選型、安裝、維護等要求出發，首先要嚴格篩選傳感器，選擇適合測 量介質、適合使用工況的傳感器，優先選用本體材質為不銹鋼、帶有隔膜的傳感器。為延長傳感器的使用壽命 及降低成本，傳感器應盡量安裝在支管上，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， 同時加強維護保養，才可以充分發揮傳感器的性能，更好的滿足脫硫系統的控制要求。
