专利名称：湿烟道气脱硫吸收塔中测泡沫和充气浆料位的料位检测器的制作方法
湿烟道气脱硫吸收塔中测泡沬和充气浆料位的料位检测器技术领域
本发明大体涉及料位检测器，并且更具体而言，涉及用于与在湿烟道气脱硫吸收 塔中的液体料位检测器结合起来检测泡沫和充气浆料位的料位传感器组件。该检测器将测 量泡沫和/或充气浆料位。
背景技术：
某些矿物燃料功率装置燃烧煤来产生蒸汽和发电。煤包含硫。作为煤燃烧的结果， 一部分硫与氧反应，并且形成二氧化硫(SO2),二氧化硫存在于由燃烧产生的烟道气中。二 氧化硫是一种已知的污染物。因此，一些国家已经设立了环境法规来限制烟道气中二氧化 硫的量。减少或者消除烟道气中二氧化硫的一种方法是在脱硫吸收塔中处理烟道气。烟道 气可与吸收塔中的湿石灰石(CaCO3)浆反应以形成亚硫酸钙(CaSO3)和硫酸钙(CaSO4)。
吸收塔典型地为50-60英尺直径的压力容器，其容纳为40英尺或者更多的石灰石 /石膏浆料位。吸收塔通常限定用于将烟道气引入到吸收塔中的入口管道和用于排出经处 理的气体的出口管道。在某些情况下，引风机在吸收塔的前面不远处定位在入口管道中。使 用自动控制来在吸收塔中保持预定的浆料位。
在吸收塔中的烟道气、浆和其它化学物以及在吸收塔的底部处被注入到浆中的空 气之间的化学反应可产生漂浮在浆上的泡沫和充气浆。如果未检测到，则泡沫和/或充气 浆可聚集并溢出到入口管道中，并且损坏引风机。发明内容
根据本文所公开的各方面，提供一种料位检测器，其包括可安装成通过由容器限 定的壁并进入容器的内部区域中的套管。套管可相对于容器壁以小于45度的角度安装。料 位检测器包括延伸到由套管限定的孔口中的料位感测探头。该料位感测探头配置成检测容 器中的多个泡沫和/或充气浆料位。一个或多个连接器定位在容器外部以可移除地将料位 感测探头支承在孔口内。料位感测探头经由延伸到孔口中的一个或多个开口而与内部区域 连通。
在一个实施例中，一个或多个连接器(例如，凸缘式连接器或者螺纹联接件)和料 位感测探头可操作来使料位感测探头能够从容器外部的位置进行安装和从套管中移除，而 无需进入内部区域。
在一个实施例中，料位感测探头限定使得探头被保持在从套管的内表面间隔开的 位置上的刚度。另外，间隔件可在套管中定位在料位感测探头和套管的内壁之间。
料位检测器可包括液体料位传感器和比较器�？�(例如，可编程逻辑控制器)。在 一个实施例中，比较器�？橛胍禾辶衔淮衅骱土衔桓胁馓酵吠ㄐ�。另外，比较器�？榘� 算法,算法通过从由料位感测探头产生的料位测量值中减去由液体料位传感器产生的液体 料位测量值来产生泡沫和充气浆料位测量值。
料位感测探头可为射频(RF)导纳探头、导波雷达探头或者其它探头，诸如可以从套管间隔开的构造安装的那些。
本文还公开了一种用于测量容器中泡沫和充气浆的方法。该方法包括提供套管， 套管可安装到容器上，并且可通过由容器限定的壁而延伸到容器的内部区域中。该套管可 相对于容器壁以小于45度的角度安装。提供了料位感测探头，其可安装在由套管的内表面 限定的孔口中。还提供了液体料位传感器，其可安装到容器上，并且可通过壁而延伸到容器 的内部区域中。还提供了与液体料位传感器和料位感测探头通信的比较器模块。比较器模 块通过从由料位感测探头产生的另一个料位测量值中减去由液体料位传感器产生的液体 料位测量值来产生泡沫和充气浆料位测量值。
现在参照附图，其为示例性实施例，并且其中，相似元件以相似方式标号。
图1为其中安装有泡沫检测组件的容器的示意性侧视截面图2为其中安装有图1的泡沫检测组件的容器区段的侧视截面图3为沿线3-3得到的图2的泡沫检测组件的一部分的俯视截面图4为具有图2的泡沫检测组件的另一个实施例的容器区段的侧视截面图5为示出为被从泡沫检测组件中移除的图4的料位感测探头的侧视截面图6为示出为被从泡沫检测组件中移除的图2的料位传感器的侧视图；以及
图7为显示为从泡沫检测组件中移除了料位传感器的图2的泡沫检测组件的套管 的侧视图。
具体实施方式
本文公开的是用于测量容器中(例如，在湿烟道气脱硫系统的吸收塔中)泡沫料 位的料位检测器。参照附图1和2，料位检测器大体由100指出。料位检测器100包括与第 一发送器400通信的泡沫/充气浆检测组件200，以及与第二发送器420通信的液体检测 组件300。第一发送器400和第二发送器420与比较器�？�500 (例如可编程逻辑控制器/ 计算机程序和/或控制器)通信，用于比较和计算容器泡沫和充气浆料位，如下面更详细地 描述的那样。泡沫/充气浆检测组件200测量容器212A中的泡沫、充气浆和液体料位的组 合料位。液体检测组件300定位在容器212A的低于正常的液体料位N的部分中(例如，容 器的底部262部分)，并且可包括例如差压传感器或者测量液体料位的其它合适的传感器。 比较器�？�500包括算法，算法可操作来从组合料位(即泡沫、充气浆和液体料位的组合料 位)中减去液体料位，从而得出容器212A中的泡沫和充气浆料位。比较器�？�500与显示 器和控制�？橥ㄐ�。显示器的屏幕部分展示表示容器212A中泡沫料位的标记，它们诸如呈 传达容器212A中的泡沫和充气浆的料位的数值、表、图等的形式。控制�？榻邮绽醋员冉� 器模块500的组合泡沫和充气浆料位信号，并且将组合泡沫和充气浆料位信号转换成控制 信号来控制设备，诸如湿烟道气脱硫系统中的防起泡剂和料位控制阀。
如图1和2所示，泡沫/充气浆检测组件200包括套管210，例如管，套管210延伸 通过容器212A的壁212 (例如竖直壁)，并且进入容器212A的内部区域214中。套管210 可安装成使得其最上面的表面210A相对于基准线V(即壁212的外表面212D)呈大约15 度的角度A。泡沫/充气浆检测组件200包括料位感测探头230，诸如但不限于射频(RF)导纳探头和导波雷达探头，料位感测探头230可移除地固定到套管210的位于容器212A的 外部212B的端部216上。如下所述，套管210的远端256限定开口 254，使得料位感测探头 230能够与内部区域214连通。在一个实施例中，套管210和料位感测探头230在大致向下 的方向上从壁212延伸向容器212A的底部262。虽然料位感测探头230被描述为RF导纳 探头或者导波雷达探头，但可使用其它料位感测探头，包括但不限于可以从套管210间隔 开的构造安装的那些。
第一连接器232 (诸如但不限于凸缘式接头、螺纹联接件和卡口式配件)通过锁定 部件234 (例如，螺纹联接件或者压缩配件)固定到料位感测探头230上。第一连接器232 通过安装在套管210上的第二连接器244 (例如，凸缘式接头、螺纹联接件或者卡口式配件) 可移除地固定到套管210上。第一连接器232和第二连接器244分别位于容器212A的外 部212B，并且互相协作来将料位感测探头230定位在由套管210的内壁218限定的孔口内 部。料位感测探头230限定一定刚度，使得料位感测探头保持从内壁218间隔开，例如，基 本同心地定位在套管210内。因此料位感测探头230可相对于基准线V(例如竖直壁212) 以大约15度的角度安装和操作。通过第一连接器232和第二连接器244，从在R点处的锁 定部件234到料位感测探头230的自由端237，以悬臂构造支承料位感测探头230。因此设 置在容器212A的内部区域214内的料位感测探头230的部分没有固定到其上的支承部件。 料位感测探头230的另一端239被包含在壳体236内，并且经由适当的传输装置238 (例如 有线和/或无线传输)与第一发送器400通信。第一发送器400与比较器�？�500通信。 虽然套管210被示出及描述为可相对于基准线V以15度的角度A安装，但是也可使用其它 角度，例如还可使用可相对于基准线V以小于45度的角度或者在大约14度到16度之间的 角度安装的套管210，而不背离本文所公开的较宽的方面。
相对于基准线V (例如，容器212A的壁212)以大约为15度、14度到16度或者小 于45度的角度安装套管210和料位感测探头230会将探头230布置成离开容器212A的中 心部分，在该中心部分处，浆可以比在临近壁的区域中的速度更高的速度行进。浆以如此高 的速度行进可导致探头230损坏从而引起错误的料位测量值。另外，当角度A被增加超过 45度时，料位感测探头230会倾向于弯曲并且在套管210内变得不同心，因此从而引起不准 确的料位测量值。
如图2所示，套管210包括安装部分240和测量部分250，它们通过连接器220 (例 如成对的凸缘242和252、螺纹联接件或者卡口式配件)可移除地彼此固定。安装部分240 可例如通过焊接接头222安装到壁212上。安装部分240的端部246和测量部分250定位 在容器212A的内部区域214中，并且还定位成相对于基准线V(例如竖直壁212)呈大约15 度、14度到16度或者小于45度的角度A。安装部分240由金属或者可与容器212A的合金 类似的合金制成。
测量部分250由可经受浆、充气浆和泡沫的腐蚀特性的材料制成。在一个实施例 中，测量部分250为单件管，诸如但不限于玻璃纤维增强管、塑料管或者不锈钢管。塑料和 纤维增强管可用来降低成本并且简化制造和组装。测量部分250在其远端256处具有开口 254。测量部分250还包括延伸其中的多个通道258。如在图2和3中所示，通道258定位 在测量部分250的朝向容器212A的底部262的第一区段260上，例如在限定通过点B、C和 D的、小于180度的圆弧的区段B⑶中。开口 254和通道258允许浆、充气浆和泡沫进入测量部分250并与料位感测探头230连通。测量部分250的朝向容器212A的顶部266的第二区段264 (例如区段BED)是基本上实心的，并且没有延伸通过其中的通道。因此，第二区段264保护料位感测探头230不受在容器212A中循环的向下掉落的浆的撞击。
在一个实施例中，料位感测探头230包括探头杆272，例如由可与浆、充气浆和泡沫相容的材料(诸如但不限于碳钢)制造的实心圆柱轴。在一个实施例中，探头杆272具有为大约O. 84英寸的外径，包括可设置在其上的耐腐蚀涂层或者隔离材料。涂层或隔离材料还使得探头杆272上的浆、充气浆和泡沫的积累减到最少。探头杆272在长度L上为大约7 英尺到20英尺。在一个实施例中，探头杆272涂敷有耐腐蚀隔离材料，诸如但不限于热塑性含氟聚合物树脂(例如，Kynar :)、聚乙二烯氟化物(PVDF)和/或聚四氟乙烯(PTFE)。 在一个实施例中，套管210具有为大约3. 5英寸到4. 5英寸的内径。虽然探头杆272被描述为直径为大约O. 84英寸并长度为7英尺到20英尺的带涂层的实心圆柱轴，但可使用其它大小和截面形状，包括但不限于长方形、三角形和/或椭圆截面，以及有任意直径和长度的杆。
图4和图5的泡沫/充气浆检测组件与在图1、图2和图3中所示的泡沫/充气浆检测组件200类似。因此，同样的元件已经被分配了相同的元件标号，其中，第一个数位2 被数字6替代。料位感测探头630包括可操作来支承料位感测探头630的环形间隔件670。 间隔件670延伸通过基本上整个安装部分640并进入测量部分650的一部分中。在一个实施例中，间隔件670延伸到点T，进入测量部分中大约4英寸(从凸缘652测量)。间隔件 670可由诸如但不限于为四氟乙烯或聚四氟乙烯(PTFE)(例如，Tef Ion )的合成含氟聚合物的材料制成，并且被固定到料位感测探头630上。间隔件670使得浆在安装部分640中的积累减到最少。通过第一连接器632和第二连接器644、安装部分640、测量部分650的一部分和间隔件670，从点T到料位感测探头630的自由端637，以悬臂构造支承料位感测探头630。因此，料位感测探头630的从点T到自由端637的部分没有固定到其上的支承部件。
如在图6和图7中所示，可通过将第一连接器232和第二连接器244相应地彼此脱开并在由箭头F所示的大致方向上取出料位感测探头230来将料位感测探头230从套管 210中移除。因此，料位感测探头可从容器212A的外部212B的位置进行安装和从套管210 中移除，而无需进入内部区域214。
在运行期间，泡沫/充气浆检测组件200在湿烟道气脱硫系统的容器212A中在大约135 °F到大约145 ° 的温度下测量多个泡沫、充气浆和/或浆料位。泡沫/充气浆检测组件200具有料位检测范围S,例如大约4英尺到6英尺的料位检测范围S。料位感测探头 230定位在容器212A中，使得正常的浆料位N在检测范围S内。在一个实施例中，料位感测探头230为RF导纳探头，其使用射频波，并测量位于探头和容器212A的壁212之间的介电材料，例如泡沫和浆的电容和电阻。在一个实施例中，料位感测探头230为导波雷达探头。 料位感测探头230包括适当的电子设备，以产生用于发送到比较器�？�500的第一料位信号。另外，液体料位检测组件300产生用于发送到第二发送器并接着发送到比较器�？�500 的液体料位信号。比较器模块500包括算法，算法配置成从第一料位信号中减去液体料位信号从而获得泡沫和充气浆料位测量值。泡沫和充气浆料位可在显示器上示出和/或由控制�？橛糜诳刂埔瞧鳎钊缡� 道气脱硫系统中的防起泡剂和料位控制阀。
本文还公开了一种用于测量容器中泡沫和充气浆的方法。该方法包括提供套管， 套管可安装到容器上，并且可通过由容器限定的壁而延伸到容器的内部区域中。该套管可 安装成相对于容器壁呈小于45度的角度。提供了料位感测探头，其可安装到由套管的内表 面限定的孔口中。还提供了液体料位传感器，其可安装到容器上，并且可通过壁而延伸到容 器的内部区域中。还提供了与液体料位传感器和料位感测探头通信的比较器�？�。比较器 模块通过从由料位感测探头产生的另一个料位测量值中减去由液体料位传感器产生的液 体料位测量值来产生泡沫和充气浆料位测量值。
虽然参照不同的示例性实施例描述了本公开，但是本领域技术人员应当理解，在 不偏离本发明的范围的情况下，可以作出不同的改变，并且等效物可代替本公开的元件。另 外，在不背离本发明的实质范围的情况下，可以作出很多修改以使特定的情况或者材料适 合于本发明的教导。因此，意图的是本发明不限于作为预期用于实施本发明的最佳模式而 公开的特定实施例，而意图的是本发明将包括落入所附的权利要求的范围内的所有实施 例。
权利要求
1.一种料位检测器，包括 套管，其能够安装到容器上，并且能够通过由所述容器限定的壁而延伸到由所述容器限定的内部区域中，所述套管能够相对于所述容器壁以小于45度的角度安装； 料位感测探头，其配置成测量所述容器中的多个泡沫和充气浆料位，并且延伸到由所述套管的内表面限定的孔口中； 至少一个连接器，其定位在所述容器的外部，并且配置成可移除地将所述料位感测探头支承在所述孔口内；以及 所述料位感测探头经由所述套管中的至少一个开口而与所述内部区域连通，所述至少一个开口延伸到所述孔口中。
2.根据权利要求1所述的料位检测器，其特征在于，所述至少一个连接器和所述料位感测探头能够操作来使所述料位感测探头能够从所述容器外部的位置进行安装和从所述套管中移除，而无需进入所述内部区域。
3.根据权利要求1所述的料位检测器，其特征在于，所述料位感测探头限定使得所述料位感测探头从所述套管的所述内表面间隔开的刚度。
4.根据权利要求1所述的料位检测器，其特征在于，所述料位感测探头配置成在湿烟道气脱硫吸收塔中在大约135华氏度到大约145华氏度的温度下操作。
5.根据权利要求1所述的料位检测器，其特征在于，所述料位感测探头的长度为大约7英尺到20英尺。
6.根据权利要求1所述的料位检测器，其特征在于，所述料位感测探头包括设置在其上的耐腐蚀涂层。
7.根据权利要求1所述的料位检测器，其特征在于，所述料位感测探头为射频导纳探头。
8.根据权利要求1所述的料位检测器，其特征在于，所述至少一个连接器包括固定到所述套管上的第一凸缘和固定到所述料位感测探头上的第二凸缘，并且其中，所述第一凸缘和所述第二凸缘可移除地彼此连接。
9.根据权利要求1所述的料位检测器，其特征在于，所述套管能够相对于所述容器壁以大约14度到大约16度的角度安装。
10.根据权利要求1所述的料位检测器，其特征在于，所述料位感测探头能够相对于容器壁以大约14度到大约16度的角度安装和操作。
11.根据权利要求1所述的料位检测器，其特征在于，所述套管和所述料位感测探头从所述壁延伸向所述容器的底部部分。
12.根据权利要求1所述的料位检测器，其特征在于，所述套管包括固定到所述壁上的安装部分，以及在所述容器内部可移除地连接到所述安装部分上的测量部分，所述安装部分为金属材料，并且所述测量部分配置成允许浆、充气浆和泡沫与所述料位感测探头进行接触。
13.根据权利要求12所述的料位检测器，其特征在于，所述测量部分由塑料或者其它非金属材料制成。
14.根据权利要求12所述的料位检测器，其特征在于，所述测量部分包括延伸通过其中的多个通道。
15.根据权利要求7所述的料位检测器，其特征在于，所述射频导纳探头配置成使用射频信号，并且配置成测量设置在所述射频导纳探头和所述壁之间的材料的电容和电阻。
16.根据权利要求1所述的料位检测器，其特征在于，所述料位检测器进一步包括液体料位传感器。
17.根据权利要求16所述的料位检测器，其特征在于，所述料位检测器进一步包括与所述液体料位传感器和所述料位感测探头通信的比较器�？椋⑶移渲校霰冉掀髂？榘ㄋ惴ǎ鏊惴ㄅ渲贸赏ü佑伤隽衔桓胁馓酵凡牧硪桓隽衔徊饬恐抵屑跞ビ伤鲆禾辶衔淮衅鞑囊禾辶衔徊饬恐道床菽统淦衔徊饬恐怠�
18.根据权利要求1所述的料位检测器，其特征在于，所述料位感测探头从所述套管的所述内表面间隔开，并且基本同心地定位在所述孔口内。
19.根据权利要求1所述的料位检测器，其特征在于，所述料位感测探头为导波雷达探头。
20.一种用于检测容器中的泡沫和充气浆的方法，包括 使用安装到由套管的内表面限定的孔口中的料位感测探头来测量液体、泡沫和充气浆料位，所述套管安装到容器上，以通过由所述容器限定的壁而延伸到所述容器的内部区域中，其中，所述套管相对于所述容器壁以小于45度的角度安装； 使用安装到所述容器上并通过所述壁而延伸到所述容器的所述内部区域中的液体料位传感器来测量液体料位；以及 使用与所述液体料位传感器和所述料位感测探头通信的比较器�？椋酝ü佑伤隽衔桓胁馓酵凡牧硪桓隽衔徊饬恐抵屑跞ビ伤鲆禾辶衔淮衅鞑囊禾辶衔徊饬恐道慈范ㄅ菽统淦衔弧�
全文摘要
本发明涉及湿烟道气脱硫吸收塔中测泡沫和充气浆料位的料位检测器。一种料位检测器包括套管，该套管可安装到容器上，并且可延伸通过由容器限定的壁并进入该容器限定的内部区域中。该套管可相对于容器壁以小于45度的角度A安装。料位检测器包括料位感测探头，该料位感测探头延伸到由套管的内表面限定的孔口中。料位感测探头配置成测量容器中的多个泡沫和充气浆料位。一个或多个连接器定位在容器的外部，以可移除地将料位感测探头支承在孔口内。料位感测探头经由延伸到孔口中的一个或多个开口而与内部区域连通。
文档编号G01F23/00GK102997973SQ20121043324
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月14日 优先权日2011年9月14日
发明者P·J·博丹基克 申请人:阿尔斯通技术有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
