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電磁流量計在聚乙烯醇(PVA)生産各工段的的應用狀況
  聚乙烯醇(PVA)是一种重要化学助剂,其主要用于纺织行业经纱浆料、织物整理剂、维尼纶纤维原料;建筑装潢行业107胶、内外墙涂料、粘合剂;化工行业用作聚合乳化剂、分散剂及聚乙烯醇缩甲醛、缩乙醛、缩丁醛树脂;造纸行业用作纸品粘合剂;农业方面用于土壤改良剂、农药粘附增效剂和聚乙烯醇薄膜;还可用于日用化妆品及高频淬火剂等方面。随着工控自动化水平的不断提高,在聚乙烯醇(PVA)的实际生产过程中,参与生产过程的各种物料必须按一定的量或比例投入,企业为了降低成本并节能降耗,对相应電磁流量計测量精度的要求也越来越高。
流量計有很多種類型,從傳統的孔板流量計、渦輪流量計直到電磁流量計、超聲波流量計等在石化行業中的應用有著廣泛的應用。在此,筆者將介紹電磁流量計在內蒙古雙欣環保材料股份有限公司在PVA生産裝置中的實際應用,並總結應用中流量計的幾類故障和解決方法。希望對于從業朋友們有所幫助。
一、 工作原理
  電磁流量計是利用法拉第電磁感應定律設計的流量測量儀表,用于測量導電液體的體積流量。根據法拉第電磁感應定律,當導體切割磁力線運動時,導體內將産生感應電動勢Ex(圖1),方向根據右手定則確定,感應電動勢Ex的大小與磁場的磁感應強度B、傳感器管道的內徑D和流過導電液體的流速V成正比,B、D、V三者相互垂直,即Ex=BDV。
電磁流量計
電磁流量計由转换器和传感器两部分组成,两者用连接线连接。横河電磁流量計的电极附在流量计管的外部,由这些电极通过氧化铝陶瓷管壁的电容来获取液体流动产生的电动势。電磁流量計的测量管由氧化铝陶瓷管的电容式电极,一个包括线圈铁心、接地环和密封外壳的电磁回路组成。为了避免浮地电容的影响,将密封的外壳设计为环绕电容式电极,从而产生密封驱动的电容式电极。
二、产品 特点
電磁流量計的特点如下:電磁流量計的测量导管是一段光滑的直管,内部无可动部件和阻流部件,因此无压力损失,无机械惯性,反应十分灵敏,测量精度较高;测量范围宽,量程比宽;可以测量含有固体颗粒的导电液体体积流量,也可以进行正、反向双向测量;测量过程中不受被测介质的温度、压力、密度、粘度和流动状态的影响,无测量滞后;采用24V(DC)单独供电,電磁流量計采用高频励磁技术,在测量低导电率流体流量时对流量噪声具有抗干扰性,具有快速响应和消除输出噪声的功能,其氧化铝陶瓷衬里适应各种腐蚀性导电液体流量的测量;目前只有電磁流量計可以测量低至0.01μS/cm的超低电导率液体,还可以测量高浓度浆体的流量和容易附着或堵塞的导电液体的流量,而不必担心结垢、腐蚀或堵塞问题,降低了维护成本。需要注意的是,在使用中被测液体温度要求低于120℃,流速要高于0.3m/s,压力不能超过1.6MPa,而且要求不能含有较多的铁磁性物质和气泡。
三、 安装要求
電磁流量計的安装质量对其测量结果的影响较大,因此在安装时需要注意几个问题。首先,電磁流量計直管段的选择在配管时一定要按照要求进行选择,一般选择流量计通径与工艺管道通径相同,即可满足工程需要,而且安装方便、压力损失小,流量计直管段上游侧的长度不少于5倍工艺管道直径,下游侧的长度不少于3倍工艺管道直径(图2)。但在流速太慢而又要求精度较高或需要变径的应用场合,可选择通径小于工艺管道通径的流量计,以提高测量精度,此时流量计上、下游必须加装异径管,且进口异径管上游侧应有长于10倍工艺管道直径的直管段,下游侧应有长于5倍工艺管道直径的直管段(图3)。
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安装时必须保证流量计的管径与工艺管道同心,被测液体的流向与電磁流量計上的箭头标记方向一致;选择振动小的场所,避免附近有大电机,以免引起电磁场干扰;选择能够满足必要的维修空间的场所,尽量避免周围环境有高浓度腐蚀性气体,还要避免阳光直射;电容式電磁流量計既可以水平安装也可以垂直安装,但必须保证電磁流量計的测量管中始终充满液体,对含有固体颗粒以及污浊的液体建议垂直安装(流向自下而上),以减少对电极的磨蚀和沾污;管道中应保证液体不产生气泡,以免影响测量精度;電磁流量計必须接地。
四、 電磁流量計在PVA生産中的應用
4.1 合成工段
在合成工段,分离塔一段循环液和送精馏工段过滤液的测量中使用了電磁流量計。分离塔一段的被测液体中主要含有大量的醋酸、少量的VAC和部分碳粉,被测液体既脏又具有腐蚀性,并伴有强烈的酸味和刺激性气味,使用该電磁流量計测量维护量很少而且测量精度也比较高。
4.2 精馏工段
在精馏过滤室,过滤液加料计量采用了電磁流量計测量。过滤液的主要成分是醋酸和碳粉,物料具有腐蚀性,刺激性气味浓。之前采用金属管转子流量计进行测量时,管道容易堵塞,经常要拆洗,维护量大。自从改换電磁流量計后,维护量小且测量精度也比较高。
4.3 聚合与醇解工段
在聚合工段,由聚合二釜树脂送出的液体由電磁流量計测量,聚合一釜加AIBN甲醇溶液的计量也使用该流量计。在醇解工段,醇解机静态混合器树脂加料计量也使用了该流量计。
樹脂的成分是聚醋酸乙烯甲醇,是無色粘稠狀液體。偶氮二異丁腈(AIBN)甲醇溶液容易結晶,而且對人體有毒。使用該流量計後,管道再無堵塞發生,而且維護量少,測量精度也較高。
五、 故障与解决方法
5.1 流量信号无显示
合成工艺操作人员反映,分离塔一段送精馏工段过滤液流量表FT-126流量值无显示,仪表人员判断出现此种情况的主要原因可能是電磁流量計断电或管壁上沾有污垢或测量导管衬里损坏。仔细检查发现,流量计管道堵塞,无法送出过滤液,疏通管道后测量示值显示正常。
合成工藝操作人員反映,分離塔一段循環液流量表FT-141無顯示,現場一次表黑屏。實地檢查發現,保險絲熔斷,用備用保險絲替換後,儀表指示正常。
5.2 流量信号波动大
聚合工艺操作人员反映,聚合二釜树脂送出流量表FT-324流量值上、下波动大。在现场仔细检查发现,電磁流量計本身无故障,電磁流量計外壳接地线脱落,重新连接后流量计指示正常。
5.3 现场实际值与DCS显示值不对应
聚合工艺操作人员反映,聚合一釜加AIBN甲醇溶液现场流量表FT-311显示与中控DCS显示不对应。在工艺人员的配合下,将流量表的前、后截止阀关死,并打开旁路截止阀,保证工艺正常运行。在保证電磁流量計所测管道充满液体并静止的情况下,仪表人员重新调校该表的零点后,关闭旁路截止阀并打开流量计前、后截止阀,发现现场实际值与DCS显示值还是不对应。经过仔细检查发现,電磁流量計的量程设置与DCS上的量程不对应,重新设定后,现场实际值与DCS显示值一致。
5.4 零点不稳定
大检修停车后,仪表人员在检查合成工段FT-126时发现電磁流量計的零点变动。检查仪表外观和内部参数,没有发现异常,拆下電磁流量計后,发现流量计内壁附着醋酸晶体,除去电极上的醋酸晶体后重新安装,零点恢复正常。
六、結束語
ADMAGCA电容式電磁流量計作为流量测量仪表的一种,要使其在实际生产中发挥恰当作用,必须在安装和使用时严格按标准进行,才能满足工艺要求。笔者结合实际经验,介绍了其安装注意事项,并总结了该流量计在PVA生产中的故障现象和解决办法,希望能给同行以借鉴。

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