堿液計(jì)量表在PVA生產(chǎn)應(yīng)用中的故障與解決方法
點(diǎn)擊次數(shù):2071 發(fā)布時(shí)間:2021-01-03 08:28:07
聚乙烯醇(PVA)是一種重要化學(xué)助劑,其主要用于紡織行業(yè)經(jīng)紗漿料、織物整理劑、維尼綸纖維原料;建筑裝潢行業(yè)107膠、內(nèi)外墻涂料、粘合劑;化工行業(yè)用作聚合乳化劑、分散劑及聚乙烯醇縮甲醛、縮乙醛、縮丁醛樹(shù)脂;造紙行業(yè)用作紙品粘合劑;農(nóng)業(yè)方面用于土壤改良劑、農(nóng)藥粘附增效劑和聚乙烯醇薄膜;還可用于日用化妝品及高頻淬火劑等方面。隨著工控自動(dòng)化水平的不斷提高,在聚乙烯醇(PVA)的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,參與生產(chǎn)過(guò)程的各種物料必須按一定的量或比例投入,企業(yè)為了降低成本并節(jié)能降耗,對(duì)相應(yīng)堿液計(jì)量表測(cè)量精度的要求也越來(lái)越高。
流量計(jì)有很多種類型,從傳統(tǒng)的孔板流量計(jì)、渦輪流量計(jì)直到堿液計(jì)量表、超聲波流量計(jì)等在石化行業(yè)中的應(yīng)用有著廣泛的應(yīng)用。在此,筆者將介紹堿液計(jì)量表在內(nèi)蒙古雙欣環(huán)保材料股份有限公司在PVA生產(chǎn)裝置中的實(shí)際應(yīng)用,并總結(jié)應(yīng)用中流量計(jì)的幾類故障和解決方法。希望對(duì)于從業(yè)朋友們有所幫助。
一、工作原理
堿液計(jì)量表是利用法拉*電磁感應(yīng)定律設(shè)計(jì)的流量測(cè)量?jī)x表,用于測(cè)量導(dǎo)電液體的體積流量。根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律,當(dāng)導(dǎo)體切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ex(圖1),方向根據(jù)右手定則確定,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ex的大小與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、傳感器管道的內(nèi)徑D和流過(guò)導(dǎo)電液體的流速V成正比,B、D、V三者相互垂直,即Ex=BDV。
堿液計(jì)量表由轉(zhuǎn)換器和傳感器兩部分組成,兩者用連接線連接。堿液計(jì)量表的電*附在流量計(jì)管的外部,由這些電*通過(guò)氧化鋁陶瓷管壁的電容來(lái)獲取液體流動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。堿液計(jì)量表的測(cè)量管由氧化鋁陶瓷管的電容式電*,一個(gè)包括線圈鐵心、接地環(huán)和密封外殼的電磁回路組成。為了避免浮地電容的影響,將密封的外殼設(shè)計(jì)為環(huán)繞電容式電*,從而產(chǎn)生密封驅(qū)動(dòng)的電容式電*。
二、產(chǎn)品特點(diǎn)
堿液計(jì)量表的特點(diǎn)如下:堿液計(jì)量表的測(cè)量導(dǎo)管是一段光滑的直管,內(nèi)部無(wú)可動(dòng)部件和阻流部件,因此無(wú)壓力損失,無(wú)機(jī)械慣性,反應(yīng)十分靈敏,測(cè)量精度較高;測(cè)量范圍寬,量程比寬;可以測(cè)量含有固體顆粒的導(dǎo)電液體體積流量,也可以進(jìn)行正、反向雙向測(cè)量;測(cè)量過(guò)程中不受被測(cè)介質(zhì)的溫度、壓力、密度、粘度和流動(dòng)狀態(tài)的影響,無(wú)測(cè)量滯后;采用24V(DC)單獨(dú)供電,堿液計(jì)量表采用高頻勵(lì)磁技術(shù),在測(cè)量低導(dǎo)電率流體流量時(shí)對(duì)流量噪聲具有抗干擾性,具有快速響應(yīng)和消除輸出噪聲的功能,其氧化鋁陶瓷襯里適應(yīng)各種腐蝕性導(dǎo)電液體流量的測(cè)量;目前只有堿液計(jì)量表可以測(cè)量低至0.01μS/cm的超低電導(dǎo)率液體,還可以測(cè)量高濃度漿體的流量和容易附著或堵塞的導(dǎo)電液體的流量,而不必?fù)?dān)心結(jié)垢、腐蝕或堵塞問(wèn)題,降低了維護(hù)成本。需要注意的是,在使用中被測(cè)液體溫度要求低于120℃,流速要高于0.3m/s,壓力不能超過(guò)1.6MPa,而且要求不能含有較多的鐵磁性物質(zhì)和氣泡。
三、安裝要求
堿液計(jì)量表的安裝質(zhì)量對(duì)其測(cè)量結(jié)果的影響較大,因此在安裝時(shí)需要注意幾個(gè)問(wèn)題。*先,堿液計(jì)量表直管段的選擇在配管時(shí)一定要按照要求進(jìn)行選擇,一般選擇流量計(jì)通徑與工藝管道通徑相同,即可滿足工程需要,而且安裝方便、壓力損失小,流量計(jì)直管段上游側(cè)的長(zhǎng)度不少于5倍工藝管道直徑,下游側(cè)的長(zhǎng)度不少于3倍工藝管道直徑(圖2)。但在流速太慢而又要求精度較高或需要變徑的應(yīng)用場(chǎng)合,可選擇通徑小于工藝管道通徑的流量計(jì),以提高測(cè)量精度,此時(shí)流量計(jì)上、下游必須加裝異徑管,且進(jìn)口異徑管上游側(cè)應(yīng)有長(zhǎng)于10倍工藝管道直徑的直管段,下游側(cè)應(yīng)有長(zhǎng)于5倍工藝管道直徑的直管段(圖3)。
安裝時(shí)必須保證流量計(jì)的管徑與工藝管道同心,被測(cè)液體的流向與堿液計(jì)量表上的箭頭標(biāo)記方向一致;選擇振動(dòng)小的場(chǎng)所,避免附近有大電機(jī),以免引起電磁場(chǎng)干擾;選擇能夠滿足必要的維修空間的場(chǎng)所,盡量避免周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體,還要避免陽(yáng)光直射;電容式堿液計(jì)量表既可以水平安裝也可以垂直安裝,但必須保證堿液計(jì)量表的測(cè)量管中始終充滿液體,對(duì)含有固體顆粒以及污濁的液體建議垂直安裝(流向自下而上),以減少對(duì)電*的磨蝕和沾污;管道中應(yīng)保證液體不產(chǎn)生氣泡,以免影響測(cè)量精度;堿液計(jì)量表必須接地。
四、堿液計(jì)量表在PVA生產(chǎn)中的應(yīng)用
4.1 合成工段
在合成工段,分離塔一段循環(huán)液和送精餾工段過(guò)濾液的測(cè)量中使用了堿液計(jì)量表。分離塔一段的被測(cè)液體中主要含有大量的醋酸、少量的VAC和部分碳粉,被測(cè)液體既臟又具有腐蝕性,并伴有強(qiáng)烈的酸味和刺激性氣味,使用該堿液計(jì)量表測(cè)量維護(hù)量很少而且測(cè)量精度也比較高。
4.2 精餾工段
在精餾過(guò)濾室,過(guò)濾液加料計(jì)量采用了堿液計(jì)量表測(cè)量。過(guò)濾液的主要成分是醋酸和碳粉,物料具有腐蝕性,刺激性氣味濃。之前采用金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量時(shí),管道容易堵塞,經(jīng)常要拆洗,維護(hù)量大。自從改換堿液計(jì)量表后,維護(hù)量小且測(cè)量精度也比較高。
4.3 聚合與醇解工段
在聚合工段,由聚合二釜樹(shù)脂送出的液體由堿液計(jì)量表測(cè)量,聚合一釜加AIBN甲醇溶液的計(jì)量也使用該流量計(jì)。在醇解工段,醇解機(jī)靜態(tài)混合器樹(shù)脂加料計(jì)量也使用了該流量計(jì)。
樹(shù)脂的成分是聚醋酸乙烯甲醇,是無(wú)色粘稠狀液體。偶氮二異丁腈(AIBN)甲醇溶液容易結(jié)晶,而且對(duì)人體有毒。使用該流量計(jì)后,管道再無(wú)堵塞發(fā)生,而且維護(hù)量少,測(cè)量精度也較高。
五、故障與解決方法
5.1 流量信號(hào)無(wú)顯示
合成工藝操作人員反映,分離塔一段送精餾工段過(guò)濾液流量表FT-126流量值無(wú)顯示,儀表人員判斷出現(xiàn)此種情況的主要原因可能是堿液計(jì)量表斷電或管壁上沾有污垢或測(cè)量導(dǎo)管襯里損壞。仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn),流量計(jì)管道堵塞,無(wú)法送出過(guò)濾液,疏通管道后測(cè)量示值顯示正常。
合成工藝操作人員反映,分離塔一段循環(huán)液流量表FT-141無(wú)顯示,現(xiàn)場(chǎng)一次表黑屏。實(shí)地檢查發(fā)現(xiàn),保險(xiǎn)絲熔斷,用備用保險(xiǎn)絲替換后,儀表指示正常。
聚合工藝操作人員反映,聚合二釜樹(shù)脂送出流量表FT-324流量值上、下波動(dòng)大。在現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn),堿液計(jì)量表本身無(wú)故障,堿液計(jì)量表外殼接地線脫落,重新連接后流量計(jì)指示正常。
5.3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際值與DCS顯示值不對(duì)應(yīng)
聚合工藝操作人員反映,聚合一釜加AIBN甲醇溶液現(xiàn)場(chǎng)流量表FT-311顯示與中控DCS顯示不對(duì)應(yīng)。在工藝人員的配合下,將流量表的前、后截止閥關(guān)死,并打開(kāi)旁路截止閥,保證工藝正常運(yùn)行。在保證堿液計(jì)量表所測(cè)管道充滿液體并靜止的情況下,儀表人員重新調(diào)校該表的零點(diǎn)后,關(guān)閉旁路截止閥并打開(kāi)流量計(jì)前、后截止閥,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際值與DCS顯示值還是不對(duì)應(yīng)。經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn),堿液計(jì)量表的量程設(shè)置與DCS上的量程不對(duì)應(yīng),重新設(shè)定后,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際值與DCS顯示值一致。
5.4 零點(diǎn)不穩(wěn)定
大檢修停車后,儀表人員在檢查合成工段FT-126時(shí)發(fā)現(xiàn)堿液計(jì)量表的零點(diǎn)變動(dòng)。檢查儀表外觀和內(nèi)部參數(shù),沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常,拆下堿液計(jì)量表后,發(fā)現(xiàn)流量計(jì)內(nèi)壁附著醋酸晶體,除去電*上的醋酸晶體后重新安裝,零點(diǎn)恢復(fù)正常。
六、結(jié)束語(yǔ)
堿液計(jì)量表作為流量測(cè)量?jī)x表的一種,要使其在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮恰當(dāng)作用,必須在安裝和使用時(shí)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,才能滿足工藝要求。筆者結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn),介紹了其安裝注意事項(xiàng),并總結(jié)了該流量計(jì)在PVA生產(chǎn)中的故障現(xiàn)象和解決辦法,希望能給同行以借鑒。
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一、工作原理
堿液計(jì)量表是利用法拉*電磁感應(yīng)定律設(shè)計(jì)的流量測(cè)量?jī)x表,用于測(cè)量導(dǎo)電液體的體積流量。根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律,當(dāng)導(dǎo)體切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ex(圖1),方向根據(jù)右手定則確定,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ex的大小與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、傳感器管道的內(nèi)徑D和流過(guò)導(dǎo)電液體的流速V成正比,B、D、V三者相互垂直,即Ex=BDV。
堿液計(jì)量表由轉(zhuǎn)換器和傳感器兩部分組成,兩者用連接線連接。堿液計(jì)量表的電*附在流量計(jì)管的外部,由這些電*通過(guò)氧化鋁陶瓷管壁的電容來(lái)獲取液體流動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。堿液計(jì)量表的測(cè)量管由氧化鋁陶瓷管的電容式電*,一個(gè)包括線圈鐵心、接地環(huán)和密封外殼的電磁回路組成。為了避免浮地電容的影響,將密封的外殼設(shè)計(jì)為環(huán)繞電容式電*,從而產(chǎn)生密封驅(qū)動(dòng)的電容式電*。
二、產(chǎn)品特點(diǎn)
堿液計(jì)量表的特點(diǎn)如下:堿液計(jì)量表的測(cè)量導(dǎo)管是一段光滑的直管,內(nèi)部無(wú)可動(dòng)部件和阻流部件,因此無(wú)壓力損失,無(wú)機(jī)械慣性,反應(yīng)十分靈敏,測(cè)量精度較高;測(cè)量范圍寬,量程比寬;可以測(cè)量含有固體顆粒的導(dǎo)電液體體積流量,也可以進(jìn)行正、反向雙向測(cè)量;測(cè)量過(guò)程中不受被測(cè)介質(zhì)的溫度、壓力、密度、粘度和流動(dòng)狀態(tài)的影響,無(wú)測(cè)量滯后;采用24V(DC)單獨(dú)供電,堿液計(jì)量表采用高頻勵(lì)磁技術(shù),在測(cè)量低導(dǎo)電率流體流量時(shí)對(duì)流量噪聲具有抗干擾性,具有快速響應(yīng)和消除輸出噪聲的功能,其氧化鋁陶瓷襯里適應(yīng)各種腐蝕性導(dǎo)電液體流量的測(cè)量;目前只有堿液計(jì)量表可以測(cè)量低至0.01μS/cm的超低電導(dǎo)率液體,還可以測(cè)量高濃度漿體的流量和容易附著或堵塞的導(dǎo)電液體的流量,而不必?fù)?dān)心結(jié)垢、腐蝕或堵塞問(wèn)題,降低了維護(hù)成本。需要注意的是,在使用中被測(cè)液體溫度要求低于120℃,流速要高于0.3m/s,壓力不能超過(guò)1.6MPa,而且要求不能含有較多的鐵磁性物質(zhì)和氣泡。
三、安裝要求
堿液計(jì)量表的安裝質(zhì)量對(duì)其測(cè)量結(jié)果的影響較大,因此在安裝時(shí)需要注意幾個(gè)問(wèn)題。*先,堿液計(jì)量表直管段的選擇在配管時(shí)一定要按照要求進(jìn)行選擇,一般選擇流量計(jì)通徑與工藝管道通徑相同,即可滿足工程需要,而且安裝方便、壓力損失小,流量計(jì)直管段上游側(cè)的長(zhǎng)度不少于5倍工藝管道直徑,下游側(cè)的長(zhǎng)度不少于3倍工藝管道直徑(圖2)。但在流速太慢而又要求精度較高或需要變徑的應(yīng)用場(chǎng)合,可選擇通徑小于工藝管道通徑的流量計(jì),以提高測(cè)量精度,此時(shí)流量計(jì)上、下游必須加裝異徑管,且進(jìn)口異徑管上游側(cè)應(yīng)有長(zhǎng)于10倍工藝管道直徑的直管段,下游側(cè)應(yīng)有長(zhǎng)于5倍工藝管道直徑的直管段(圖3)。
安裝時(shí)必須保證流量計(jì)的管徑與工藝管道同心,被測(cè)液體的流向與堿液計(jì)量表上的箭頭標(biāo)記方向一致;選擇振動(dòng)小的場(chǎng)所,避免附近有大電機(jī),以免引起電磁場(chǎng)干擾;選擇能夠滿足必要的維修空間的場(chǎng)所,盡量避免周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體,還要避免陽(yáng)光直射;電容式堿液計(jì)量表既可以水平安裝也可以垂直安裝,但必須保證堿液計(jì)量表的測(cè)量管中始終充滿液體,對(duì)含有固體顆粒以及污濁的液體建議垂直安裝(流向自下而上),以減少對(duì)電*的磨蝕和沾污;管道中應(yīng)保證液體不產(chǎn)生氣泡,以免影響測(cè)量精度;堿液計(jì)量表必須接地。
四、堿液計(jì)量表在PVA生產(chǎn)中的應(yīng)用
4.1 合成工段
在合成工段,分離塔一段循環(huán)液和送精餾工段過(guò)濾液的測(cè)量中使用了堿液計(jì)量表。分離塔一段的被測(cè)液體中主要含有大量的醋酸、少量的VAC和部分碳粉,被測(cè)液體既臟又具有腐蝕性,并伴有強(qiáng)烈的酸味和刺激性氣味,使用該堿液計(jì)量表測(cè)量維護(hù)量很少而且測(cè)量精度也比較高。
4.2 精餾工段
在精餾過(guò)濾室,過(guò)濾液加料計(jì)量采用了堿液計(jì)量表測(cè)量。過(guò)濾液的主要成分是醋酸和碳粉,物料具有腐蝕性,刺激性氣味濃。之前采用金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量時(shí),管道容易堵塞,經(jīng)常要拆洗,維護(hù)量大。自從改換堿液計(jì)量表后,維護(hù)量小且測(cè)量精度也比較高。
4.3 聚合與醇解工段
在聚合工段,由聚合二釜樹(shù)脂送出的液體由堿液計(jì)量表測(cè)量,聚合一釜加AIBN甲醇溶液的計(jì)量也使用該流量計(jì)。在醇解工段,醇解機(jī)靜態(tài)混合器樹(shù)脂加料計(jì)量也使用了該流量計(jì)。
樹(shù)脂的成分是聚醋酸乙烯甲醇,是無(wú)色粘稠狀液體。偶氮二異丁腈(AIBN)甲醇溶液容易結(jié)晶,而且對(duì)人體有毒。使用該流量計(jì)后,管道再無(wú)堵塞發(fā)生,而且維護(hù)量少,測(cè)量精度也較高。
五、故障與解決方法
5.1 流量信號(hào)無(wú)顯示
合成工藝操作人員反映,分離塔一段送精餾工段過(guò)濾液流量表FT-126流量值無(wú)顯示,儀表人員判斷出現(xiàn)此種情況的主要原因可能是堿液計(jì)量表斷電或管壁上沾有污垢或測(cè)量導(dǎo)管襯里損壞。仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn),流量計(jì)管道堵塞,無(wú)法送出過(guò)濾液,疏通管道后測(cè)量示值顯示正常。
合成工藝操作人員反映,分離塔一段循環(huán)液流量表FT-141無(wú)顯示,現(xiàn)場(chǎng)一次表黑屏。實(shí)地檢查發(fā)現(xiàn),保險(xiǎn)絲熔斷,用備用保險(xiǎn)絲替換后,儀表指示正常。
聚合工藝操作人員反映,聚合二釜樹(shù)脂送出流量表FT-324流量值上、下波動(dòng)大。在現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn),堿液計(jì)量表本身無(wú)故障,堿液計(jì)量表外殼接地線脫落,重新連接后流量計(jì)指示正常。
5.3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際值與DCS顯示值不對(duì)應(yīng)
聚合工藝操作人員反映,聚合一釜加AIBN甲醇溶液現(xiàn)場(chǎng)流量表FT-311顯示與中控DCS顯示不對(duì)應(yīng)。在工藝人員的配合下,將流量表的前、后截止閥關(guān)死,并打開(kāi)旁路截止閥,保證工藝正常運(yùn)行。在保證堿液計(jì)量表所測(cè)管道充滿液體并靜止的情況下,儀表人員重新調(diào)校該表的零點(diǎn)后,關(guān)閉旁路截止閥并打開(kāi)流量計(jì)前、后截止閥,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際值與DCS顯示值還是不對(duì)應(yīng)。經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn),堿液計(jì)量表的量程設(shè)置與DCS上的量程不對(duì)應(yīng),重新設(shè)定后,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際值與DCS顯示值一致。
5.4 零點(diǎn)不穩(wěn)定
大檢修停車后,儀表人員在檢查合成工段FT-126時(shí)發(fā)現(xiàn)堿液計(jì)量表的零點(diǎn)變動(dòng)。檢查儀表外觀和內(nèi)部參數(shù),沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常,拆下堿液計(jì)量表后,發(fā)現(xiàn)流量計(jì)內(nèi)壁附著醋酸晶體,除去電*上的醋酸晶體后重新安裝,零點(diǎn)恢復(fù)正常。
六、結(jié)束語(yǔ)
堿液計(jì)量表作為流量測(cè)量?jī)x表的一種,要使其在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮恰當(dāng)作用,必須在安裝和使用時(shí)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,才能滿足工藝要求。筆者結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn),介紹了其安裝注意事項(xiàng),并總結(jié)了該流量計(jì)在PVA生產(chǎn)中的故障現(xiàn)象和解決辦法,希望能給同行以借鑒。
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