1 概述
隨著工業(yè)自動化的快速發(fā)展，各種智能儀表在工業(yè)設(shè)計中也發(fā)揮著越來越重要的作用。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，智能系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，這也降低了生產(chǎn)中出現(xiàn)人為問題的可能性。但是，對各種儀器的準(zhǔn)確性和可操作性的要求也越來越高。下面就電磁流量計在某石煤提取五氧化二釩項目中高固含量礦井液流中的應(yīng)用、問題及解決方法進(jìn)行探討。
2 工藝流程介紹
本項目為石煤綜合利用。現(xiàn)有的提釩工藝會產(chǎn)生大量廢渣。其主要成分為二氧化硅，但含有大量釩資源，釩資源利用率低。同時，廢渣中的堿含量較高。廢渣隨意堆放，容易造成環(huán)境污染。本項目的特點是利用現(xiàn)有提釩工藝中的二次提釩渣作為制備沉淀白炭黑的主要原料，使廢渣中的硅資源得到充分利用。為企業(yè)創(chuàng)造了新的經(jīng)濟(jì)增長點，同時解決了現(xiàn)有提釩生產(chǎn)造成的釩資源浪費和環(huán)境污染。此外，該項目利用現(xiàn)有提釩生產(chǎn)線脫碳過程中產(chǎn)生的余熱作為熱源，取代傳統(tǒng)以煙煤為主要燃料的方法，即生產(chǎn)中產(chǎn)生的余熱為有效合理利用，進(jìn)一步降低產(chǎn)生的燃料成本，達(dá)到節(jié)能減排和資源綜合利用的目的。框圖如下。
在制漿過程中，應(yīng)加入一定量的氫氧化鈉，使礦石中的釩盡可能地溶解在堿性溶液中。配制好的漿料固含量比較高，50%左右，為了保證下道工序的穩(wěn)定運行和產(chǎn)品質(zhì)量，需要準(zhǔn)確計量加入溶解槽的漿料量。并通過DCS控制系統(tǒng)來控制閥門開度。以保證流量的穩(wěn)定。這就對流量計的防腐、耐腐蝕和精度提出了很高的要求。本文主要闡述本項目中流量計的正確選擇以及電磁流量計在高固含量漿料中的使用。
3 如何選擇流量計
在工業(yè)生產(chǎn)中，在溫度、壓力、流量、液位四個熱參數(shù)的測量中，一般認(rèn)為流量測量最難達(dá)到預(yù)期的精度和可靠性。這與過程數(shù)據(jù)庫的可用性、儀表的選擇、是否安裝和使用正確等有關(guān)，當(dāng)然也有儀表本身的質(zhì)量問題。
選擇流量測量儀表時，主要考慮過程介質(zhì)和應(yīng)用條件的適用性，以及儀表的規(guī)模、功能、精度和經(jīng)濟(jì)性。
電磁流量計是一種基于法拉第電磁感應(yīng)定律測量導(dǎo)電液體的儀表。從其工作原理來看，滿足本項目提出的流量計采用高固含量堿性溶液的條件。
4 本項目討論電磁流量計選型存在的問題及解決方法
4.1 電磁流量計的工作原理
?電磁流量計是一種基于法拉第電磁感應(yīng)定律測量導(dǎo)電液體的儀表。即導(dǎo)體在磁場中切割磁力線時，導(dǎo)體內(nèi)會產(chǎn)生感應(yīng)電勢，感應(yīng)電勢的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度和切割磁力線的強(qiáng)度成正比由流體產(chǎn)生的力。
4.2 電磁流量計的優(yōu)缺點
4.2.1 電磁流量計的優(yōu)點
(1) 測量通道為光滑直管，不會堵塞。適用于測量含有固體顆粒的液固兩相流體，如紙漿、泥漿、污水等。
(2) 無流動造成的壓力損失檢測。
(3) 實測體積流量實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率的顯著影響。
(4)流量范圍大，口徑范圍廣。
(5) 可使用腐蝕性流體。
4.2.2 電磁流量計的缺點
(1) 電導(dǎo)率極低的流體無法測量。
(2) 不能測量大氣泡的氣體、蒸汽和液體。
(3) 不能用于更高溫度的流體。
4.3 電磁流量計內(nèi)襯的探討
根據(jù)介質(zhì)的特點，對以下襯里材料進(jìn)行了分析、探討和選擇。
4.3.1 氯丁橡膠
(1)主要性能：①耐油、耐溶劑、抗氧化、一般酸、堿、鹽等介質(zhì)腐蝕； ②彈性、耐磨性優(yōu)良，但耐寒性較差。
(2) 適用范圍： ①0℃~80℃的非強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化性介質(zhì)； ②可測量污水和泥漿。
4.3.2 天然橡膠
(1)主要性能： ①良好的耐磨性、耐腐蝕性、絕緣性和耐低溫性。 ②耐油性差，耐老化、抗氧化性差。
(2)適用范圍：-10℃～70℃非強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化性介質(zhì)，適用于飲用水。
4.3.3 聚氨酯橡膠
(1) 主要性能： ①優(yōu)良的耐磨性和彈性； ②耐酸堿性差。
(2) 適用范圍：①-25℃～60℃； ②中性強(qiáng)磨蝕礦漿、煤漿、泥漿。
4.3.4 鐵氟龍
(1)主要性能： ①良好的疏水性和不粘性，耐高溫性強(qiáng)； ②優(yōu)良的耐腐蝕性能，耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑及各種鹽溶液； ③抗負(fù)壓性好 良好，當(dāng)抗負(fù)壓要求較高時，可加金屬網(wǎng)提高抗負(fù)壓能力； ④耐磨性差。
(2) 適用范圍： ①-25℃～140℃的非強(qiáng)磨損介質(zhì)； ②衛(wèi)生介質(zhì)。
4.3.5 聚四氟乙烯
(1)主要性能： ①是塑料中化學(xué)性能最穩(wěn)定的材料。能耐沸騰的鹽酸、硫酸、硝酸和王水，以及強(qiáng)堿和各種有機(jī)溶劑，不耐三氟化氯和高溫。三氟化氧、高速液氯、液氯、臭氧的腐蝕； ②耐磨性差； ③抗負(fù)壓能力差。
(2) 適用范圍：①-25℃～140℃； ②濃酸、濃堿等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)； ③衛(wèi)生介質(zhì)。
4.3.6 氟化乙丙烯
(3) 主要性能： ①疏水性、不粘性； ②耐腐蝕性僅次于鐵氟龍； ③耐負(fù)壓性較高時可加金屬網(wǎng)，提高耐負(fù)壓性； ④耐磨性差。
(4) 適用范圍： ①-25℃～100℃的非強(qiáng)磨損介質(zhì)； ②衛(wèi)生介質(zhì)。
4.4 應(yīng)用過程中遇到的問題及解決方法
通過對以上幾種襯里材料的討論，不難發(fā)現(xiàn)氯丁橡膠和天然橡膠雖然耐磨性較好，但耐腐蝕性較差。鐵氟龍、聚四氟乙烯、氟化乙丙烯雖然能滿足強(qiáng)堿腐蝕，但耐磨性不是很好。經(jīng)過反復(fù)比較，選擇穩(wěn)定性最好的聚四氟乙烯進(jìn)行試運行，以驗證電磁流量計的性能。
流量計使用2～3個月后，不能正常使用；以澄清原因。拆下電磁流量計后，發(fā)現(xiàn)電磁流量計出口處的內(nèi)襯沒有問題，但入口處內(nèi)襯材料外法蘭的法蘭處有與測量管分離的現(xiàn)象.內(nèi)襯與金屬測量管之間存在間隙，導(dǎo)致液體進(jìn)入間隙，使流量計無法正常工作。
在明確了這個問題的原因后，通過與廠家的溝通，并通過與工程技術(shù)人員的反復(fù)討論和討論。決定采取兩個措施解決這個問題：①進(jìn)一步優(yōu)化漿料制備過程中的控制，降低漿料中固體顆粒的粒徑，減少對電磁流量計入口的沖刷作用； ②降低泥漿輸送的流速； ③電磁流量計進(jìn)口與管道法蘭連接處加2~3mm厚不銹鋼墊片，以減少電磁流量計進(jìn)口法蘭處法蘭襯里材料的侵蝕。不銹鋼墊片可以定期更換。
采取措施，取得明顯成效。 經(jīng)過近兩年的運行評估，電磁流量計運行穩(wěn)定，計量準(zhǔn)確，無故障。 因此，本項目采用聚四氟乙烯襯里材料對含固量較高的泥漿進(jìn)行電磁流量測量是可行的。
5 結(jié)束語
作為儀表電氣專業(yè)的工程師，如何更好地了解過程介質(zhì)的狀況，了解各流量計本身的特點和優(yōu)缺點，發(fā)現(xiàn)項目中可能出現(xiàn)的一些問題，解決問題的能力是我們的 恒定 應(yīng)該在工作中改進(jìn)。 本次對電磁流量計使用條件的改善，是一次有益的嘗試，同時也增強(qiáng)了我們的創(chuàng)新意識。
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