介紹了LDE系列電磁流量計(jì)在沸石分子篩生產(chǎn)中的應(yīng)用過程和設(shè)計(jì)選型的基本原則,并指出設(shè)計(jì)選型及安裝使用過程中必須注意的一些問題。
流量測(cè)量是化工生產(chǎn)過程控制和工業(yè)計(jì)量中的一個(gè)更為重要的方面。在沸石分子篩生產(chǎn)過程中,參與導(dǎo)向劑配制、混合成膠和分子篩過濾、交換、洗滌一體化過程的各種物料必須以一定的量或比例投入,才能滿足工藝條件,生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。
電磁流量計(jì)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制成,用來測(cè)量導(dǎo)電流體的體積流量,要求所測(cè)介質(zhì)具有一定的電導(dǎo)率(電導(dǎo)率值不小于20μS/cm)。由于其的優(yōu)點(diǎn),目前已廣泛應(yīng)用于石化、給排水、冶金、造紙等行業(yè)。雖然它的價(jià)格較高高,但其精度高,維護(hù)量小,使用壽命長(zhǎng),有較高高的性價(jià)比。
蘭州石化公司催化劑廠二套微球裝置在1995年改造時(shí),使用過模擬型電磁流量計(jì),因工藝原因大部分停用。2001年1·5 kt/a***穩(wěn)分子篩裝置使用了3臺(tái)德國(guó)科隆公司原裝進(jìn)口IFM5080系列數(shù)字智能型電磁流量計(jì),用于帶式過濾機(jī)漿液、交換液計(jì)量,使用情況較高好。
新建的6 kt/a***穩(wěn)分子篩裝置需要測(cè)量的介質(zhì)主要有高低堿偏鋁酸鈉溶液、水玻璃溶液、硫酸鋁溶液、***土溶液、硫酸銨溶液、硅鋁凝膠、分子篩漿液和過濾水。這些介質(zhì)溫度一、腐蝕性強(qiáng)、漿液含有大量固體顆粒,而且要求流量計(jì)的壓力損失盡量小。這些儀表對(duì)于裝置的平穩(wěn)運(yùn)行以及質(zhì)量控制***關(guān)重要。綜合以上因素,該裝置選用了電磁流量計(jì)。目前使用情況良好,深受現(xiàn)場(chǎng)使用、維護(hù)人員好評(píng)。本文根據(jù)電磁流量計(jì)的原理、結(jié)構(gòu),將其特點(diǎn)、設(shè)計(jì)選型及安裝時(shí)的注意事項(xiàng)作***總結(jié),以供參考。
在6 kt/a***穩(wěn)分子篩裝置使用的26臺(tái)電磁流量計(jì)中,有12臺(tái)應(yīng)用于成膠罐溶液進(jìn)料、水平帶式過濾機(jī)漿液進(jìn)料等的關(guān)鍵儀表選用了德國(guó)科隆公司原裝進(jìn)口IFM5080K/D2CAP電磁流量計(jì)。該流量計(jì)采用陶瓷襯里,電容式,無電極,口徑從DN15~DN100不等,轉(zhuǎn)換器與傳感器一體化安裝。另外14臺(tái)用于過濾水、硫酸銨等介質(zhì)的儀表選用的是上海光華·艾爾美國(guó)公司生產(chǎn)的IFM4080K型電磁流量計(jì),采用PFA襯里(帶有鋼網(wǎng)骨架支撐層),Pt電極或Mo2Ti電極,口徑從DN25~DN50不等,轉(zhuǎn)換器與傳感器一體化安裝。
1 電磁流量計(jì)的正確選型
1.1 電磁流量計(jì)的選型原則
1)被測(cè)流體必須是導(dǎo)電性的液體或漿液,其電導(dǎo)率應(yīng)不小于0.5μS/cm,被測(cè)流體中不應(yīng)含較高多的鐵磁性物質(zhì)或氣泡;
2)應(yīng)根據(jù)被測(cè)流體的溫度、工作壓力、腐蝕性、磨損性等特性選擇相應(yīng)的壓力等級(jí)、襯里材料、電極材料及儀表結(jié)構(gòu)形式;
3)如果用于測(cè)量高溫流體、劇烈振動(dòng)、嚴(yán)重浸水、強(qiáng)腐蝕的場(chǎng)合,可以使用分體型流量計(jì),傳感器和轉(zhuǎn)換器分開安裝于2個(gè)不同地點(diǎn),并使用2芯屏蔽電纜及2芯橡皮軟電纜將它們連接起來,電纜長(zhǎng)度不超過30 m,以保證測(cè)量性能。
1·2 傳感器通徑的選擇
電磁流量計(jì)可以連續(xù)測(cè)量較高寬流量范圍的流量,并可在現(xiàn)場(chǎng)方便地?cái)U(kuò)大或縮小量程,且不影響準(zhǔn)確度。因此,一般情況下用戶選擇流量計(jì)的通徑等于管路的管徑即可。這種選擇安裝方便,壓力損失很小,不須異徑管.但其前提條件是上限流速應(yīng)滿足0.5~10 m/s的范圍。***的選擇是在經(jīng)濟(jì)流速1.5~3 m/s的范圍內(nèi)。
如果被測(cè)流體介質(zhì)為分子篩漿液時(shí),容易造成沉淀和淤積,推薦上限流速大于3 m /s,這樣容易消除沉淀現(xiàn)象。如果達(dá)不到3 m /s的流速,應(yīng)加裝異徑管,選用傳感器通徑小于管道的管徑。在漿液測(cè)量時(shí),要特別考慮這特點(diǎn)。但是,要注意異徑管的中心錐角一般不要大于15°。
1·3電磁流量計(jì)高流量選擇
電磁流量計(jì)高流量應(yīng)為實(shí)際高流量的上***檔。量程的設(shè)定要考慮正常流量超過滿量程的***半,這樣的測(cè)量精度才***。
1·4 電極形式的選擇
測(cè)量過濾水等介質(zhì)可用標(biāo)準(zhǔn)型Pt電極或Mo2Ti電極。
測(cè)量硅鋁凝膠、分子篩漿液等流量時(shí),電極上容易結(jié)垢,往往造成特點(diǎn)漂移和輸出指示不穩(wěn)定,有時(shí)甚至造成電極開路而無法測(cè)量,需要經(jīng)常清洗,因此,***選用電容式無突出電極產(chǎn)品。
1·5 襯里材料的選擇
襯里材料應(yīng)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性、磨損性、黏稠程度和溫度來選擇。
陶瓷襯里具有優(yōu)良的耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿腐蝕的性能,它具有可靠的耐高溫性,高溫下不變形,不降低*絕緣電阻,表面光滑,不和其他物質(zhì)相粘接。因此,測(cè)量黏度大或容易結(jié)垢的介質(zhì)如分子篩漿液,強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)如高低堿等,用陶瓷襯里較高為合適。
PFA襯里(帶有鋼網(wǎng)骨架支撐層)具有耐磨、耐腐蝕的特點(diǎn),適合于測(cè)量過濾水、硫酸銨等的流量。
2 電磁流量計(jì)的安裝[1]
從電磁流量計(jì)的工作原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及設(shè)計(jì)選型可知,電磁流量計(jì)的安裝應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。
1)傳感器安裝方向可垂直、水平或傾斜,但水平安裝時(shí)要求兩電極的中心軸線處于水平狀態(tài)。上游***短直管段長(zhǎng)度為5D,下游***短直管段長(zhǎng)度為2D。對(duì)于流體的漩渦狀或螺旋狀的流動(dòng),要適當(dāng)加長(zhǎng)上下游直管段。
2)測(cè)量管在所有的時(shí)間內(nèi)必須完全充滿介質(zhì),不能有不滿管現(xiàn)象或大量氣泡通過傳感器。只有滿管時(shí),才能獲得準(zhǔn)確的測(cè)量。
3)對(duì)于液固兩相介質(zhì),***是垂直安裝,流體自下而***動(dòng),這樣既可避免固體顆粒在測(cè)量管中沉淀,又可使襯里的磨損較高均勻,延長(zhǎng)使用壽命。
4)若需要對(duì)傳感器測(cè)量管內(nèi)的電極襯里定期進(jìn)行清洗,可安裝旁路及上下游切斷閥。
5)注意流量計(jì)上的流動(dòng)方向與流體實(shí)際流向一致。
6)不應(yīng)有磁性物體緊靠傳感器,且傳感器應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)的電磁場(chǎng)源,否則會(huì)影響傳感器的工作磁場(chǎng)及流量信號(hào)。傳感器的周圍不能有較高大的電磁場(chǎng)(如大功率電機(jī)、變壓器等)。
7)流量計(jì)兩側(cè)的管道要支撐牢固。傳感器應(yīng)安裝在沒有強(qiáng)烈振動(dòng)、便于維修、活動(dòng)方便、無***動(dòng)或流動(dòng)***動(dòng)少、介質(zhì)電導(dǎo)率均勻的地方。
8)當(dāng)工藝管道通徑與傳感器通徑不一致時(shí),應(yīng)在傳感器兩端安裝漸擴(kuò)管或漸縮管,其圓錐角應(yīng)小于15°。
9)為防止產(chǎn)生真空,應(yīng)避免將傳感器安裝在泵的進(jìn)口端。控制閥和切斷閥要安裝在傳感器的下游。
10)為了避免由夾附氣體引起的測(cè)量誤差以及由真空引起的對(duì)PTFE和橡膠襯里的損害,需參考圖1進(jìn)行安裝。
11)為使儀表可靠地工作,提高測(cè)量精度,不受外界寄生電勢(shì)的,傳感器應(yīng)有良好的單獨(dú)接地線,工作接地應(yīng)堅(jiān)持“單點(diǎn)接地”,不能用公共接地線接地。接地點(diǎn)盡量遠(yuǎn)離電器接地、避雷接地以及其他設(shè)備的保護(hù)接地。接地裝置與傳感器的距離盡可能短些。接地電阻<10Ω。
3 電磁流量計(jì)使用方面的注意事項(xiàng)
1)電磁流量計(jì)內(nèi)襯PFA耐壓不耐拉,如在垂直管道上安裝時(shí),后方閥門關(guān)閉,前方流體回流在管道內(nèi)造成負(fù)壓,易使內(nèi)襯損壞。目前帶有鋼網(wǎng)骨架支撐層的襯里較高好地解決了這問題。
2)從操作方面盡量避免由于電磁流量計(jì)上游的設(shè)備操作產(chǎn)生的氣泡帶入流量計(jì),如關(guān)小泵吸口閥門,或***讓液流暴露在空氣中的下泄,而將空氣帶入液流中。
3)新裝管道啟用時(shí),應(yīng)選用短管代替流量計(jì),以防管道中焊屑鐵渣等異物劃壞儀表內(nèi)襯。
4)電磁流量計(jì)流量訊號(hào)非常小,在滿量程時(shí)只有幾毫伏,而在下限流量時(shí),***數(shù)微伏。因此***易受周圍環(huán)境內(nèi)電動(dòng)機(jī)、變壓器等電器設(shè)備的電磁感應(yīng)和靜電的。例如:管道上進(jìn)行電焊操作、漿液流動(dòng)與管壁摩擦產(chǎn)生靜電、電磁流量計(jì)的工作接地、周圍電器設(shè)備的電磁場(chǎng)都會(huì)產(chǎn)生電流,通過管道以及管道內(nèi)的液體影響到電磁流量計(jì)。
5)經(jīng)常保持電極表面的清潔是用好電磁流量計(jì)的關(guān)鍵之一。用電磁流量計(jì)測(cè)量分子篩漿液和硅鋁凝膠等的流量時(shí),電極上和傳感器內(nèi)壁上容易結(jié)垢,這時(shí)就要對(duì)電極進(jìn)行清洗。清洗的辦法:將傳感器卸下(在停產(chǎn)或大修期間)用酒精或***鹽酸清洗電極表面;用專用的高壓清洗儀,可以不卸下傳感器進(jìn)行清洗電極上的*絕緣物;安裝旁路并帶有盲法蘭的清洗口,這樣也可以不卸下傳感器進(jìn)行人工清洗。
6)儀表進(jìn)線孔應(yīng)密封好,以防腐蝕性氣體、粉塵從進(jìn)線孔進(jìn)入儀表而損壞電路。
7)定期檢查特點(diǎn)漂移情況,以確認(rèn)電極工作狀態(tài)。
8)定期校驗(yàn)儀表。在更換主板、電源板時(shí)也應(yīng)重新標(biāo)定儀表。
綜上所述,電磁流量計(jì)作為流量測(cè)量?jī)x表,以其的優(yōu)點(diǎn),在6 kt/a***穩(wěn)分子篩裝置得到了廣泛的應(yīng)用。智能化的電磁流量轉(zhuǎn)換器,采用微處理器和程序控制,且?guī)ㄓ嵔涌?功能強(qiáng)、編程方便,因而具有強(qiáng)的生命力。
根據(jù)催化劑廠裝置實(shí)際生產(chǎn)情況,***大多數(shù)被測(cè)介質(zhì)均為導(dǎo)電流體,適合使用電磁流量計(jì)的測(cè)量。只要選好襯里和電極的材料,就可以達(dá)到防腐、防止物料結(jié)垢的目的,可測(cè)量磨損性介質(zhì)、強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)。在資源允許的情況下,電磁流量計(jì)可以在水處理、分子篩、催化劑生產(chǎn)過程中廣泛使用。
由于流量計(jì)的應(yīng)用受到眾多因素的影響。如:管道的口徑大小和形狀(圓形、矩形);介質(zhì)的物性(溫度、壓力、密度、黏度、磨蝕性、腐蝕性等);流體的流動(dòng)狀態(tài)(紊流狀態(tài)、速度分布等);以及安裝條件與水平等。而且介質(zhì)的狀態(tài)(流態(tài)、流速等)時(shí)刻在變化,如果設(shè)計(jì)選型及安裝使用不當(dāng),將使測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)很大的偏差。不僅無法發(fā)揮其優(yōu)越性,還會(huì)給企業(yè)帶來損失。因此,在實(shí)際應(yīng)用中,電磁流量計(jì)的正確選型及安裝是更為重要的兩大環(huán)節(jié),必須引起人們的高度重視。經(jīng)過理論和實(shí)踐的檢驗(yàn),電磁流量計(jì)在沸石分子篩生產(chǎn)的流量測(cè)量中有著很大的優(yōu)勢(shì),應(yīng)用將越來越廣泛。