W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Mogą Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej "Polityce prywatności Cookies"

Rozumiem i zgadzam się

System pomiaru i automatycznej kalibracji pH w instalacjach odsiarczania spalin

2021-03-13 / Autor: Janusz Zajączkowski, menadżer branży Energetyka, Endress+Hauser Polska sp. z o.o. / Artykuł sponsorowany

17 sierpnia 2021 roku zaczną obowiązywać nowe, znacznie ostrzejsze limity emisji zanieczyszczeń gazowych i pyłowych z obiektów energetycznych. Jednym z najważniejszych monitorowanych związków będą tlenki siarki reprezentowane przez SO₂.

Dla źródeł o mocy cieplnej wyższej lub równej 300 MW, dopuszczalne średnie stężenie roczne SO₂ w spalinach będzie wynosić nie więcej niż 130 mg/Nm³ dla obiektów istniejących, oraz 75 mg/Nm³ dla źródeł nowo oddawanych do eksploatacji. Nowe wymagania wymuszają jeszcze ostrzejszy reżim technologiczny pracy instalacji mokrego odsiarczania spalin (IMOS), stanowiących podstawową technologię usuwania SO₂ dla tej wielkości obiektów. Jednym z kluczowych kryteriów decydujących o skuteczności mokrego odsiarczania jest zachowanie odpowiedniego reżimu pH w wybranych etapach procesu. Dla automatycznej kontroli pH w takich zastosowaniach Endress+Hauser oferuje system Liquiline Control, będący następcą sprawdzonego już w polskich elektrowniach systemu Topcal.

Od TopCal S do Liquiline Control

Wymagania stawiane systemom pomiarowym pH podobne do opisanych wyżej pojawiają się od lat w różnych branżach przemysłu, nie tylko w energetyce, ale również w hutnictwie, branży przetwórstwa minerałów, przemyśle chemicznym, w technologiach spożywczych i farmaceutycznych. Endress+Hauser Conducta, specjalizujący się w technice analitycznej, już od końca lat 90. XX w. rozwijał projekt „TopCal S” zapewniający ciągły pomiar pH i potencjału redoks z automatycznym czyszczeniem i kalibracją układu pomiarowego. W 2017 roku układ TopCal S został zastąpiony przez nowy system pomiarowy Liquiline Control, w pełni cyfrowy, ze scentralizowanym układem koordynującym pomiar, kalibrację, i funkcję sterowania urządzeniami peryferyjnymi.

Czujniki pomiarowe Memosens

Pierwszym i najważniejszym elementem każdego układu pomiarowego jest sensor przetwarzający wielkość procesową na sygnał elektryczny. W przypadku pH i ORP jest to zintegrowany czujnik ze szklaną elektrodą pomiarową i zamkniętym systemem referencyjnym.

Po zebraniu pozytywnych doświadczeń z czujnikami pH ze stałym (zżelowanym) elektrolitem w części referencyjnej, odstąpiliśmy od stosowania elektrod z ciekłym KCl na instalacjach odsiarczania. Dla użytkowników oznacza to znaczne uproszczenie układu pomiarowego, a także obniżenie kosztów eksploatacji. Czujniki pH ze stałym systemem referencyjnym są krótsze, tańsze i łatwiejsze w montażu. Dodatkowo, nie ma potrzeby utrzymywania w ruchu ciśnieniowego układu podawania KCl, który ponadto wymagał zapewnienia szczelności. Warto nadmienić, że użytkownicy posiadający wcześniej dostarczone czujniki pH z ciekłym KCl również z łatwością i bezkosztowo mogą przejść na system stały, z zachowaniem jednak pierwotnej długości czujników.

Jak jednak wspomniano wcześniej, medium charakteryzuje się skłonnościami do oblepiania czujnika, a także zawiera związki zatruwające część referencyjną, dlatego czujnik pH Ceragel CPS71D w wykonaniu rekomendowanym do pracy na IMOS, posiada wbudowaną pułapkę jonową, a zżelowany elektrolit znajduje pod ciśnieniem 7 barów, co zapewnia jednokierunkową mikro-dyfuzję na zewnątrz czujnika przez ceramiczną membranę części referencyjnej elektrody pH.

Czujniki pomiarowe Memosens posiadają wbudowaną pamięć oraz własny mikroukład przetwarzania analogowo cyfrowego. W pamięci tej zapisywane są jego dane identyfikacyjne, kalibracyjne i ruchowe czujnika. Sygnał pomiarowy z czujnika podawany jest do przetwornika w postaci cyfrowej poprzez bezstykowe łącze indukcyjne umieszczone w jego głowicy. Do transmisji takiego sygnału stosowany jest standardowy przewód 2x2 żyłowy, bez potrzeby używania specjalistycznych przewodów pH używanych w pomiarach analogowych. Tą drogą przetwornik odczytuje z czujnika również wszystkie dane kalibracyjne i diagnostyczne.

Warto nadmienić, że stosowania dla omawianego zadania elektrod pH z ciekłym elektrolitem nie należy uważać za błąd. W wielu wypadkach, zwłaszcza, jeśli proces prowadzony jest w medium silnie zatruwającym, jest to rozwiązanie optymalne i nadal pozostaje ono podstawowym wykonaniem w branży hutniczej i przetwórstwa rud minerałów. Należy również brać je pod uwagę w procesach współspalania lub wyłącznego spalania odpadów. W każdym przypadku zalecamy, aby wybór czujnika uzgadniać z doradcą technicznym lub pracownikiem serwisu Endress+Hauser Polska.