介紹了LDE系列電磁流量計在沸石分子篩生產中的應用過程和設計選型的基本原則,并指出設計選型及安裝使用過程中必須注意的一些問題。
流量測量是化工生產過程控制和工業計量中的一個更為重要的方面。在沸石分子篩生產過程中,參與導向劑配制、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,生產出合格的產品。
電磁流量計根據法拉第電磁感應定律制成,用來測量導電流體的體積流量,要求所測介質具有一定的電導率(電導率值不小于20μS/cm)。由于其的優點,目前已廣泛應用于石化、給排水、冶金、造紙等行業。雖然它的價格較高高,但其精度高,維護量小,使用壽命長,有較高高的性價比。
蘭州石化公司催化劑廠二套微球裝置在1995年改造時,使用過模擬型電磁流量計,因工藝原因大部分停用。2001年1·5 kt/a***穩分子篩裝置使用了3臺德國科隆公司原裝進口IFM5080系列數字智能型電磁流量計,用于帶式過濾機漿液、交換液計量,使用情況較高好。
新建的6 kt/a***穩分子篩裝置需要測量的介質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。這些介質溫度一、腐蝕性強、漿液含有大量固體顆粒,而且要求流量計的壓力損失盡量小。這些儀表對于裝置的平穩運行以及質量控制***關重要。綜合以上因素,該裝置選用了電磁流量計。目前使用情況良好,深受現場使用、維護人員好評。本文根據電磁流量計的原理、結構,將其特點、設計選型及安裝時的注意事項作***總結,以供參考。
在6 kt/a***穩分子篩裝置使用的26臺電磁流量計中,有12臺應用于成膠罐溶液進料、水平帶式過濾機漿液進料等的關鍵儀表選用了德國科隆公司原裝進口IFM5080K/D2CAP電磁流量計。該流量計采用陶瓷襯里,電容式,無電極,口徑從DN15~DN100不等,轉換器與傳感器一體化安裝。另外14臺用于過濾水、硫酸銨等介質的儀表選用的是上海光華·艾爾美國公司生產的IFM4080K型電磁流量計,采用PFA襯里(帶有鋼網骨架支撐層),Pt電極或Mo2Ti電極,口徑從DN25~DN50不等,轉換器與傳感器一體化安裝。
1 電磁流量計的正確選型
1.1 電磁流量計的選型原則
1)被測流體必須是導電性的液體或漿液,其電導率應不小于0.5μS/cm,被測流體中不應含較高多的鐵磁性物質或氣泡;
2)應根據被測流體的溫度、工作壓力、腐蝕性、磨損性等特性選擇相應的壓力等級、襯里材料、電極材料及儀表結構形式;
3)如果用于測量高溫流體、劇烈振動、嚴重浸水、強腐蝕的場合,可以使用分體型流量計,傳感器和轉換器分開安裝于2個不同地點,并使用2芯屏蔽電纜及2芯橡皮軟電纜將它們連接起來,電纜長度不超過30 m,以保證測量性能。
1·2 傳感器通徑的選擇
電磁流量計可以連續測量較高寬流量范圍的流量,并可在現場方便地擴大或縮小量程,且不影響準確度。因此,一般情況下用戶選擇流量計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滿足0.5~10 m/s的范圍。***的選擇是在經濟流速1.5~3 m/s的范圍內。
如果被測流體介質為分子篩漿液時,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象。如果達不到3 m /s的流速,應加裝異徑管,選用傳感器通徑小于管道的管徑。在漿液測量時,要特別考慮這特點。但是,要注意異徑管的中心錐角一般不要大于15°。
1·3電磁流量計高流量選擇
電磁流量計高流量應為實際高流量的上***檔。量程的設定要考慮正常流量超過滿量程的***半,這樣的測量精度才***。
1·4 電極形式的選擇
測量過濾水等介質可用標準型Pt電極或Mo2Ti電極。
測量硅鋁凝膠、分子篩漿液等流量時,電極上容易結垢,往往造成特點漂移和輸出指示不穩定,有時甚至造成電極開路而無法測量,需要經常清洗,因此,***選用電容式無突出電極產品。
1·5 襯里材料的選擇
襯里材料應根據被測介質的腐蝕性、磨損性、黏稠程度和溫度來選擇。
陶瓷襯里具有優良的耐強酸、強堿腐蝕的性能,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,不和其他物質相粘接。因此,測量黏度大或容易結垢的介質如分子篩漿液,強腐蝕性介質如高低堿等,用陶瓷襯里較高為合適。
PFA襯里(帶有鋼網骨架支撐層)具有耐磨、耐腐蝕的特點,適合于測量過濾水、硫酸銨等的流量。
2 電磁流量計的安裝[1]
從電磁流量計的工作原理、結構、特點及設計選型可知,電磁流量計的安裝應注意以下幾點。
1)傳感器安裝方向可垂直、水平或傾斜,但水平安裝時要求兩電極的中心軸線處于水平狀態。上游***短直管段長度為5D,下游***短直管段長度為2D。對于流體的漩渦狀或螺旋狀的流動,要適當加長上下游直管段。
2)測量管在所有的時間內必須完全充滿介質,不能有不滿管現象或大量氣泡通過傳感器。只有滿管時,才能獲得準確的測量。
3)對于液固兩相介質,***是垂直安裝,流體自下而***動,這樣既可避免固體顆粒在測量管中沉淀,又可使襯里的磨損較高均勻,延長使用壽命。
4)若需要對傳感器測量管內的電極襯里定期進行清洗,可安裝旁路及上下游切斷閥。
5)注意流量計上的流動方向與流體實際流向一致。
6)不應有磁性物體緊靠傳感器,且傳感器應遠離強的電磁場源,否則會影響傳感器的工作磁場及流量信號。傳感器的周圍不能有較高大的電磁場(如大功率電機、變壓器等)。
7)流量計兩側的管道要支撐牢固。傳感器應安裝在沒有強烈振動、便于維修、活動方便、無***動或流動***動少、介質電導率均勻的地方。
8)當工藝管道通徑與傳感器通徑不一致時,應在傳感器兩端安裝漸擴管或漸縮管,其圓錐角應小于15°。
9)為防止產生真空,應避免將傳感器安裝在泵的進口端。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量誤差以及由真空引起的對PTFE和橡膠襯里的損害,需參考圖1進行安裝。
11)為使儀表可靠地工作,提高測量精度,不受外界寄生電勢的,傳感器應有良好的單獨接地線,工作接地應堅持“單點接地”,不能用公共接地線接地。接地點盡量遠離電器接地、避雷接地以及其他設備的保護接地。接地裝置與傳感器的距離盡可能短些。接地電阻<10Ω。
3 電磁流量計使用方面的注意事項
1)電磁流量計內襯PFA耐壓不耐拉,如在垂直管道上安裝時,后方閥門關閉,前方流體回流在管道內造成負壓,易使內襯損壞。目前帶有鋼網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上游的設備操作產生的氣泡帶入流量計,如關小泵吸口閥門,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,應選用短管代替流量計,以防管道中焊屑鐵渣等異物劃壞儀表內襯。
4)電磁流量計流量訊號非常小,在滿量程時只有幾毫伏,而在下限流量時,***數微伏。因此***易受周圍環境內電動機、變壓器等電器設備的電磁感應和靜電的。例如:管道上進行電焊操作、漿液流動與管壁摩擦產生靜電、電磁流量計的工作接地、周圍電器設備的電磁場都會產生電流,通過管道以及管道內的液體影響到電磁流量計。
5)經常保持電極表面的清潔是用好電磁流量計的關鍵之一。用電磁流量計測量分子篩漿液和硅鋁凝膠等的流量時,電極上和傳感器內壁上容易結垢,這時就要對電極進行清洗。清洗的辦法:將傳感器卸下(在停產或大修期間)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行人工清洗。
6)儀表進線孔應密封好,以防腐蝕性氣體、粉塵從進線孔進入儀表而損壞電路。
7)定期檢查特點漂移情況,以確認電極工作狀態。
8)定期校驗儀表。在更換主板、電源板時也應重新標定儀表。
綜上所述,電磁流量計作為流量測量儀表,以其的優點,在6 kt/a***穩分子篩裝置得到了廣泛的應用。智能化的電磁流量轉換器,采用微處理器和程序控制,且帶通訊接口,功能強、編程方便,因而具有強的生命力。
根據催化劑廠裝置實際生產情況,***大多數被測介質均為導電流體,適合使用電磁流量計的測量。只要選好襯里和電極的材料,就可以達到防腐、防止物料結垢的目的,可測量磨損性介質、強腐蝕性介質。在資源允許的情況下,電磁流量計可以在水處理、分子篩、催化劑生產過程中廣泛使用。
由于流量計的應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);介質的物性(溫度、壓力、密度、黏度、磨蝕性、腐蝕性等);流體的流動狀態(紊流狀態、速度分布等);以及安裝條件與水平等。而且介質的狀態(流態、流速等)時刻在變化,如果設計選型及安裝使用不當,將使測量結果出現很大的偏差。不僅無法發揮其優越性,還會給企業帶來損失。因此,在實際應用中,電磁流量計的正確選型及安裝是更為重要的兩大環節,必須引起人們的高度重視。經過理論和實踐的檢驗,電磁流量計在沸石分子篩生產的流量測量中有著很大的優勢,應用將越來越廣泛。