灰乳密度計(jì)在純堿生產(chǎn)中的應(yīng)用

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(山東?；煞萦邢薰炯儔A廠 ，山東 濰坊　262737 )

山東?；儔A廠是氨堿法純堿生產(chǎn)的特大型企業(yè)。石灰乳是氨堿法純堿生產(chǎn)的一種重要原料，鹽水精制和氨的回收中，都需要大量的石灰乳。生產(chǎn)中所用的石灰乳，要求有較高的Ca(OH)2濃度，以減少蒸氨液體的體積，節(jié)約蒸汽。高質(zhì)量的石灰乳含量可高達(dá)160～220 tt,一般濃度在150～160 tt?；胰榈拿芏汝P(guān)系到生產(chǎn)、設(shè)備、消耗的多個環(huán)節(jié)。盡可能提高石灰乳濃度，降低石灰乳黏度，便于輸送，減少雜質(zhì)，以減輕設(shè)備磨損，降低蒸汽消耗。由于石灰乳顆粒較多、黏稠度大，灰乳密度的在線分析一直是個測量難題。

1　工作原理

石灰乳受激而發(fā)生振動時(shí)，其振動頻率或振幅與石灰乳本身的質(zhì)量有關(guān)。如果在檢測段內(nèi)充以一定體積的石灰乳液體樣品，則其振動頻率或振幅的變化便反映一定體積的石灰乳液體的質(zhì)量,在測得質(zhì)量和體積的條件下，經(jīng)運(yùn)算求得密度。

傳感器采用科里奧利力原理設(shè)計(jì)，通過測量流體在振動管道中流動產(chǎn)生的科里奧利力F與質(zhì)量流量成正比實(shí)現(xiàn)F=2wxqm，質(zhì)量流量qm=ρμA。A——截面積；μ——流速；ρ——密度；ρ=ρm/μA。

2　構(gòu)成和功能

灰乳密度計(jì)由質(zhì)量流量傳感器和轉(zhuǎn)換器組成。傳感器由測量管、驅(qū)動器和感應(yīng)器組成。轉(zhuǎn)換器由前置放大器、濾波整形、轉(zhuǎn)換電路、微處理器、輸入輸出接口電路組成。傳感器能夠?qū)胰橘|(zhì)量流量直接測量，同時(shí)還可以測量流體密度及溫度。轉(zhuǎn)換器能夠?qū)崿F(xiàn)體積流量、流速、電流輸出、運(yùn)算功能，內(nèi)部參數(shù)可以組態(tài)，支持MODBUS協(xié)議、小流量切除、零點(diǎn)標(biāo)定、彈狀流抑制功能、超限報(bào)警功能。

3　改進(jìn)安裝

3.1　灰乳預(yù)處理

為降低石灰乳中的顆粒含量，取得穩(wěn)定的石灰乳清液，首先對灰乳預(yù)處理。采用旋液分離器對灰乳初步分離澄清，然后用過濾網(wǎng)進(jìn)一步過濾雜質(zhì)和顆粒。

3.2　傳感器管路吹洗

石灰乳中含顆粒、氣體、黏稠情況，選擇安裝過濾器、氣液分離器、沖洗水等預(yù)處理裝置。將傳感器安裝點(diǎn)選擇在鹽水車間五樓灰乳主管線上，安裝方式為旗式安裝，利用循環(huán)水進(jìn)行定時(shí)沖洗過濾器和傳感器，保證儀表長周期穩(wěn)定運(yùn)行。安裝如圖1所示。

3.3　減震安裝

安裝時(shí)確保管道穩(wěn)固，以避免管道擾動影響儀表測量。在連接的剛性管道兩端增加金屬軟管，以減少震動影響，嚴(yán)重時(shí)安裝脈動流抑制裝置。為了精確校準(zhǔn)零點(diǎn)，在傳感器的上、下游加裝斷流閥，并保證下游閥關(guān)閉時(shí)無泄漏。

3.4　旗式安裝

為了防止料漿的沉積，方便排空，傳感器采取向上旗式安裝的方式。測量介質(zhì)應(yīng)自下而上流動，正反向安裝沖洗管路，排空閥等裝置，便于清洗維護(hù)傳感器管路。

3.5　接地

如果管線的連接處是通過地面固定的，傳感器可以通過管線接地。如果未經(jīng)管線接地，則連接一根接地線至變送器接線盒的內(nèi)部或外部接地螺釘，通過接地引線至大地，或遵從設(shè)備接地網(wǎng)要求，用14AWG(2.5 mm)或更大規(guī)格的銅線接地，所有接地引線盡可能短，阻抗小于1 Ω，不正確的接地會引起測量誤差。

3.6　供電

布線應(yīng)考慮耐腐蝕、耐高溫、傳輸距離等因素，應(yīng)遵守行業(yè)法規(guī)要求和習(xí)慣安裝；為了保證最大隔離電氣噪聲，要避免電源線和信號線并行走線，且電源線和信號線不允許從同一線孔進(jìn)入；變送器和功率放大器使用兩路電源分開供電；完成接線后壓緊接線盒，確保電纜進(jìn)線口完全密封，防止潮氣進(jìn)入，否則可能導(dǎo)致測量誤差和流量計(jì)故障的產(chǎn)生。

4　應(yīng)用與維護(hù)

變送器設(shè)置主要包括流量設(shè)置、輸出設(shè)置、顯示設(shè)置、單位設(shè)置、校準(zhǔn)設(shè)置以及流速設(shè)置，至少標(biāo)定三次，如果三次標(biāo)定值接近則說明系統(tǒng)運(yùn)行正常，零點(diǎn)值按最后一次的標(biāo)定值為準(zhǔn)。在使用過程中，故障原因分應(yīng)用問題和儀表系統(tǒng)問題兩部分，應(yīng)用問題較為復(fù)雜、經(jīng)常發(fā)生，如工藝、介質(zhì)狀態(tài)變化引起測量波動誤差，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況分析，定時(shí)沖洗過濾器和傳感器是保證儀表正常運(yùn)行的條件；儀表的故障診斷可以借助面板上LCD顯示器的報(bào)警信息，對照故障信息表查找原因，如：寫入和讀出數(shù)據(jù)錯誤、超過設(shè)定值、輸出飽和、介質(zhì)有泄漏等。

當(dāng)長期使用或更換傳感器后，再次使用發(fā)現(xiàn)精度不符合指標(biāo)要求時(shí)，則需要重新標(biāo)定。標(biāo)定方法優(yōu)先采用稱重法，系數(shù)修正公式：F.S1=F.S0×(1+(M-MT)/MT)，其中(F.S1修正后系數(shù)、F.S0修正前系數(shù)、M標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量總量、MT變送器指示的質(zhì)量總量)。修正系數(shù)應(yīng)采用多次測量修正的平均值，將修正后的系數(shù)輸入后重新標(biāo)定，若不符合要求需重復(fù)上述過程。

5　結(jié)　語

海化純堿廠新老線鹽水車間各投用一臺石灰乳密度計(jì)，實(shí)現(xiàn)了在線連續(xù)檢測，指導(dǎo)了石灰乳制備工藝操作，穩(wěn)定了灰乳含量；對調(diào)配蒸餾母液量、節(jié)約蒸餾汽耗、降低氨耗都有重要作用；同時(shí)提高石灰利用率，減少過?；?，降低雜質(zhì)，減輕設(shè)備管線磨損、結(jié)疤，延長了設(shè)備壽命；延長蒸餾塔的生產(chǎn)周期，降低清理費(fèi)用，降低了蒸汽消耗。

[1]中昊(大連)化工研究設(shè)計(jì)院有限公司.純堿工學(xué)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014