電磁流量計(jì)在精細(xì)化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

 

1 設(shè)備選型及安裝注意事項(xiàng)

#初選定使用兩套#普通的高位槽加流量計(jì)自流的方案，由 A、B 溶液配料槽用化工泵經(jīng)過精密過濾器打到高位槽，因兩種溶液溫度要求控制在特定溫度 ±3℃范圍內(nèi)使用，如這樣的話需要增加兩套高位槽罐體含攪拌裝置和測(cè)溫裝置，輔助加熱及罐體保溫等措施，然后在罐體液位計(jì)上做好標(biāo)記，確定好加入總量、手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門，使瞬時(shí)流量達(dá)到1 ∶ 1 要求，#

 

關(guān)鍵的是液位高低的壓力對(duì)流速的影響需要隨時(shí)調(diào)整流量大小，人為因素太多，對(duì)產(chǎn)品的穩(wěn)定性得不到有效保障，操作比較繁瑣，不便于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)需要，所以否定了此方案。同時(shí)企業(yè)也在起步階段，不想投入過多基建和購置成本，又想穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、提高工作效率與降低人工成本，想利用現(xiàn)有的幾臺(tái)舊搪瓷反應(yīng)釜和攪拌槽加以改造后使用。經(jīng)過了解，市場上盡管流量計(jì)種類繁多，但目前市面上卻很少看到一種既能控制總流量、又能隨時(shí)微調(diào)整控制瞬時(shí)流量的成套裝置設(shè)備，（比加油站加油器需要多一個(gè)隨時(shí)微調(diào)節(jié)瞬時(shí)流量的功能），但想找到一款成套的能適合本生產(chǎn)工藝要求的設(shè)備幾乎沒有。

 

2 經(jīng)過查找資料及多方面了解，確定#終方案

1）選用兩臺(tái)無錫天利生產(chǎn)的 IT50 型工業(yè)恒流泵（蠕動(dòng)泵），進(jìn)出口 DN40、功率2.2kW、額定流量1.5~2.5m3/h、壓力1.0MPa可調(diào)速、轉(zhuǎn)速25~50r/min。

 

工作原理 ：用一根內(nèi)壁光滑、強(qiáng)度可靠的特制防腐橡膠材質(zhì)軟管安裝于泵內(nèi)部，通過一對(duì)壓輥沿著軟管旋轉(zhuǎn)擠壓，這樣的旋轉(zhuǎn)使得介質(zhì)往一個(gè)方向輸送而不會(huì)有倒流，軟管在輸送介質(zhì)之后，由被壓扁軟管的自身彈性和側(cè)導(dǎo)輥的強(qiáng)制下，軟管恢復(fù)原狀，此時(shí)，軟管內(nèi)產(chǎn)生高真空將介質(zhì)再次吸入管腔；然后介質(zhì)在隨之而來的輥擠壓下從軟管內(nèi)排出，如此周而得始，介質(zhì)不斷地被吸入和排出。此泵的特點(diǎn) ：流量誤差范圍可控制在＜5% 以內(nèi)，并且流量可進(jìn)行線性調(diào)節(jié)。

 

2）調(diào)速可配國產(chǎn)安邦信 AMB-G72R2 系列2.2kW 變頻器，操作簡單，便于維護(hù)。

 

3）流量計(jì)選用三暢儀表生產(chǎn)的SC-LDE 智能電磁流量計(jì)（內(nèi)襯四氟防腐材質(zhì)高溫型）及配套生產(chǎn)的 SSR-XMJA-9000 流量積算儀，電磁流量計(jì)選有4~20mA 輸出型、精度0.5%的即可。

 

4）配套閥門選用先鋒閥門生產(chǎn)的 CU-KF 型 DN 40 高真空三通球閥配合使用。

 

3 電磁流量計(jì)安裝的注意事項(xiàng)

 

1）要保證電磁流量計(jì)安裝于管道上的位置為前10D 后5D

（D 為管道直徑），且越長越好，如前面有泵和調(diào)節(jié)閥時(shí)要盡可能地增加前直管道的長度。

2）要考慮其電磁流量計(jì)測(cè)量管必須完全注滿介質(zhì)，應(yīng)優(yōu)先考慮在垂直管道中安裝，且管內(nèi)溶液必須是由下而上流動(dòng)，電磁流量計(jì)的正負(fù)方向應(yīng)與介質(zhì)流動(dòng)方向一致。

3）電磁流量計(jì)安裝時(shí)應(yīng)避免強(qiáng)磁場場所，要求將電磁流量計(jì)外殼，被測(cè)介質(zhì)和工藝管道三者必須連成等電位，并要求好立接地，接地電阻需小于10Ω，接地環(huán)材質(zhì)為耐腐蝕不銹鋼，長約 30mm 的圓管管徑，接地線應(yīng)選用 16mm² 多股銅芯線。

4）電磁流量計(jì)的變送器和二次儀表必須使用電源中的同一相線，否則由于檢測(cè)信號(hào)和反饋信號(hào)相位差120°，使儀表不能正常工作。

5）避免管道振動(dòng)，電磁流量計(jì)安裝應(yīng)盡量減少過程連接上的扭矩和彎曲負(fù)載 ；同時(shí)不要使用電磁流量計(jì)來支撐管道，#好使用橡膠緩沖安裝連接器來為電磁流量計(jì)提供附加支撐。

 

4 按工藝特性要求設(shè)計(jì)控制回路

設(shè)備工藝管道連接如圖1 所示。

電氣線路控制原理 ：啟動(dòng)—合上開關(guān) QF- 按下啟動(dòng)按鈕SB2—接觸器 KM 線圈得電—KM 主觸頭吸合同時(shí)輔助觸頭吸合自鎖—變頻器通電。

 

自動(dòng)控制 ：當(dāng)旋鈕開關(guān) SA 指向 1 自動(dòng)位置時(shí)，（前提流量積算儀需設(shè)置參數(shù)定量數(shù)值大于 0），緩慢調(diào)整變頻器變頻參數(shù)，變頻器即可輸出—恒流泵轉(zhuǎn)動(dòng)—電磁流量計(jì)數(shù)據(jù)反饋到流量積算儀—當(dāng)累計(jì)流量達(dá)到設(shè)定值時(shí)—流量積算儀 ALM1（觸點(diǎn)6 和公共點(diǎn)5）斷開—變頻器外接公共點(diǎn) com 和 run 點(diǎn)斷開，變頻器停止輸出。

 

手動(dòng)控制 ：當(dāng) SA 旋鈕開關(guān)打到“2”手動(dòng)位置時(shí)，變頻器外接 com 和 run 點(diǎn)接通—變頻器調(diào)整頻率參數(shù)輸出—恒流泵啟動(dòng)。

 

停止 ：當(dāng) SA 旋鈕開關(guān)打到“0”停止位置時(shí)，變頻器外接公共點(diǎn) com 和 run 點(diǎn)斷開，變頻器無輸出—恒流泵停止然后需把變頻器頻率設(shè)置到“0”位，按下 SB1停止即可。

 

4.1 在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用流程

（1）精密過濾器段球閥，分別用 A、B 化工泵通過精密過濾器輸送到 A、B 溶液加熱保溫釜內(nèi)。

（2）升（保）溫循環(huán) ：把高真空三通球閥分別切換到 A、B 溶液加熱保溫釜自循環(huán)位置，SA 旋鈕開關(guān)打到2 手動(dòng)位置，打開加熱保溫釜出口球閥、打開恒流泵進(jìn)出口球閥，然后分別設(shè)置 A、B 溶液相對(duì)應(yīng)的變頻器頻率為10~15Hz（需小流量循環(huán)），即可啟動(dòng) A、B 恒流泵，然后開啟加熱保溫釜攪拌，讓其均勻加熱。當(dāng) A、B 溶液加熱保溫釜溫度達(dá)到工藝制定要求溫度且穩(wěn)定30min 以上時(shí)即可進(jìn)行下一道工序。

 

（3）合成反應(yīng) ：停止 A、B 溶液加熱保溫釜自循環(huán)，A、B 溶液對(duì)應(yīng)的兩臺(tái)變頻器頻率設(shè)置歸零后、SA 旋鈕開關(guān)打到“0”停止位置，切換 A、B 溶液加熱保溫釜高真空三通球閥到合成釜位置，按工藝要求設(shè)置流量積算儀定值參數(shù)，輸入需要加入立方數(shù)、瞬時(shí)流量顯示切換到 L/h 為單位（流量累積數(shù)據(jù)可每次清零、或疊加等到一定立方數(shù)時(shí)再清零）、按工藝要求設(shè)置好 A、B 溶液變頻器頻率參數(shù)，A、B 溶液 SA 旋鈕開關(guān)同時(shí)打到“1”自動(dòng)位置即可啟動(dòng)變頻器，然后恒流泵啟動(dòng)開始合成反應(yīng) ；流量數(shù)據(jù)經(jīng)電磁流量計(jì)信號(hào)線傳輸?shù)搅髁糠e算儀，顯示瞬時(shí)流量及累積流量，當(dāng)瞬時(shí)流量有差異時(shí)，可適當(dāng)微調(diào)整 A 或 B 溶液變頻器頻率，使其瞬時(shí)流量達(dá)到工藝要求的1 ∶ 1 對(duì)等流量，當(dāng)累積流量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，流量積算儀 ALM1 地衣報(bào)警輸出內(nèi)置繼電器5、6 觸頭斷開，即變頻器停止輸出，同時(shí)恒流泵停止工作，然后需手動(dòng)把變頻器頻率調(diào)整到“0”位，同時(shí) SA 旋鈕開關(guān)旋轉(zhuǎn)至“0”位即可。

 

（4）陳化 pH 調(diào)整 ：當(dāng)合成反應(yīng)釜加完料穩(wěn)定 20min 后，根據(jù) pH 在線監(jiān)測(cè)儀判斷，pH 值是否在工藝要求范圍內(nèi)，如偏差較大，則由工藝人員決定補(bǔ)加 A 溶液或 B 溶液。補(bǔ)加時(shí)，變頻器頻率shou先需先確認(rèn)是在“0”位，然后把需要補(bǔ)加溶液相對(duì)應(yīng)的 SA 旋鈕開關(guān)旋轉(zhuǎn)至“2”手動(dòng)位置，然后微調(diào)變頻器頻率，恒流泵即可啟動(dòng)，然后參考在線 pH 值使其達(dá)到工藝要求范圍內(nèi)之后，然后調(diào)整變頻器頻率至“0”位，同時(shí)旋鈕開關(guān)旋轉(zhuǎn)至“0”位即可完成此操作。

 

4.2 應(yīng)用效果

按照以上設(shè)備布置及變頻器控制恒流泵微調(diào)的控制方法生產(chǎn)，在之后連續(xù)跟蹤生產(chǎn)合成的 38 釜中，根據(jù)現(xiàn)場工藝記錄數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，pH 值偏差需要微調(diào)的只有2 釜，占合成量的5.2%，通過微調(diào)使其 pH 值達(dá)到工藝要求范圍內(nèi) ；陳化合成結(jié)束后主要檢測(cè)物料粒度 D50 指標(biāo)，都在18~23μm，半成品一次合格率達(dá)到100% 工藝要求。設(shè)備在近一年來合成期間的使用當(dāng)中沒有出現(xiàn)任何故障問題，電氣儀表及配套設(shè)施的性能比較牢固可靠，系統(tǒng)改造投運(yùn)以來，可用性及可靠性明顯，運(yùn)行穩(wěn)定。

 

5 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，儀表自動(dòng)控制相對(duì)于傳統(tǒng)控制有了很大的進(jìn)步，通過儀表自動(dòng)控制在精細(xì)化工行業(yè)中的普及應(yīng)用，企業(yè)的生產(chǎn)能力和水平不斷提高，而且由于儀表自動(dòng)控制的精que性和穩(wěn)定性，儀表出現(xiàn)故障的可能性極大降低，延長了設(shè)備的使用壽命。因此，不斷完善提高儀表自動(dòng)控制在傳統(tǒng)控制中的技術(shù)與應(yīng)用，對(duì)于精細(xì)化工行業(yè)的發(fā)展有著不可忽視的重要作用。