1、入電解槽鹽水流量計(jì)工況
總電流為40KA的四個(gè)電解槽,每個(gè)單元槽鹽水流量范圍為0~20m3/h,總電流為60KA的四個(gè)電解槽,每個(gè)單元槽鹽水流量范圍為0~30m3/h;工作壓力為100KPa,工作溫度為60±5℃,鹽水介質(zhì)具有腐蝕性。此流量作為電解槽單槽聯(lián)鎖停的條件,流量低低報(bào)警時(shí)聯(lián)鎖停單個(gè)電解槽。電解槽鹽水流量測量的常見的工況影響因素主要為:
(1)電解槽的電磁場干擾;
(2)機(jī)泵電流不穩(wěn)導(dǎo)致鹽水泵流量不穩(wěn);
(3)鹽水介質(zhì)含雜質(zhì)未處理完全,影響流量;
(4)在溫度低和濃度高鹽水容易結(jié)晶,影響流量。
經(jīng)過一次和二次精制后的精鹽水進(jìn)入電解槽,流量應(yīng)符合每個(gè)槽的工藝指標(biāo)要求,如果流量波動(dòng)不穩(wěn)定,將對膜產(chǎn)生影響,對電解槽將造成很大危害,流量計(jì)的可靠和準(zhǔn)確測量,有助于保證生產(chǎn)穩(wěn)定、高效運(yùn)行。
2、兩種電解槽鹽水流量計(jì)的性能比較
進(jìn)電解槽鹽水流量測量,主要采用金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)和電磁流量計(jì)兩種測量方式,以下就兩種流量計(jì)在性能上進(jìn)行比對。
用于進(jìn)電解槽鹽水流量測量金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)和電磁流量計(jì)選型情況,該選型在電解鹽水工況長期應(yīng)用效果較好,具體如下。
金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì):錐筒/浮子導(dǎo)桿/浮子/其他接液部分材質(zhì)為鈦,二線制4~20mA,指示器精度:±2%,變送器精度:±0.5%,底進(jìn)頂出。
電磁流量計(jì):襯里材質(zhì)為PFA,電極和接地環(huán)材質(zhì)為鉭,24VDC四線制,輸出:4~20mA+HART,精度:±0.5%,內(nèi)置DC噪聲切除電路,雙頻勵(lì)磁方式。
結(jié)合介質(zhì)特性和儀表特性,以及長期應(yīng)用運(yùn)行情況,對兩種流量計(jì)的應(yīng)用情況進(jìn)行比對。
金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì):
(1)安裝位置上有優(yōu)勢,不限電磁場的限制,可直接安裝貼近于電解槽進(jìn)口處,滿足垂直安裝的要求即可,便于現(xiàn)場工藝人員在電解槽廠房內(nèi)直觀觀察流量。
(2)接線方式上有優(yōu)勢, 為二線制儀表,從中控室到現(xiàn)場只需敷設(shè)兩根電纜,節(jié)約了電纜材料費(fèi)用和敷設(shè)費(fèi)用,同時(shí)不需要中控DCS系統(tǒng)提供一路單獨(dú)配電。
(3)使用后的故障維護(hù)情況:出現(xiàn)故障的概率不高,液位個(gè)別出現(xiàn)小范圍的波動(dòng)現(xiàn)象時(shí),造成的原因之一可能為長期使用后浮子和導(dǎo)桿上下動(dòng)作,表面出現(xiàn)磨損卡澀現(xiàn)象,其二可能由于介質(zhì)出現(xiàn)結(jié)晶或是介質(zhì)中含雜物,此時(shí)可在流量聯(lián)鎖解除后,用橡皮錘子輕敲測量管的外壁,使堆積在浮子處的雜物順流流走,以保證浮子動(dòng)作順暢。同時(shí)每次停車檢修時(shí)將流量計(jì)拆下清洗并對浮子、導(dǎo)桿等進(jìn)行檢查處理。
(4)采購成本:由于鹽水介質(zhì)具有腐蝕性,該流量計(jì)在正常開車情況下不具備拆下檢修的工況條件,錐筒/浮子導(dǎo)桿/浮子/其他接液部分材質(zhì)均采用鈦材,采購成本較大。
電磁流量計(jì):
(1)安裝位置需遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場、直管段要求不高:電磁流量計(jì)采用法拉第電磁感應(yīng)原理,由于液體中感應(yīng)出的電勢值很小,所以要引入高放大倍數(shù)的放大器,這樣電磁流量計(jì)就特別容易受外界電磁場的干擾,即使很微弱的信號在經(jīng)過高倍放大后,對結(jié)果的影響也是巨大的,在磁場的干擾下可能造成流量的波動(dòng)。而強(qiáng)直流電流的電解槽會產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)磁場,磁場會使電磁流量計(jì)的電磁線路受到干擾,因此電磁流量計(jì)安裝時(shí)不可安裝在電解槽內(nèi),安裝在與電解槽保持一定的距離的位置,即可滿足安裝要求。由于電磁流量計(jì)不安裝在電解槽內(nèi),在電解廠房內(nèi)安裝流量顯示表,以方便工藝人員對鹽水流量進(jìn)行監(jiān)控操作。此工況的電磁流量計(jì)選型選用雙頻勵(lì)磁方式,可以在較大范圍內(nèi)消除環(huán)境電磁場的干擾,同時(shí)采用內(nèi)置DC降噪電路,口徑為15mm或以上且流體電導(dǎo)率為50us/cm或以上時(shí),可以有效工作。
電磁流量計(jì)有一定的安裝直管段長度要求,如果介質(zhì)不滿管或有氣泡,會導(dǎo)致勵(lì)磁磁場的偏差和波動(dòng),測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,而直管段則是為了進(jìn)一步消除氣泡。上游不應(yīng)小于5D,下游不應(yīng)小于3D或按廠家要求。
(2)接線方式:二線制和四線制電磁流量計(jì)的精度、抗干擾能力和成本等各方面考慮,國內(nèi)主要選用的是四線制儀表,二線電源和二線信號,目前主流以使用24VDC居多。
(3)使用后的故障維護(hù)情況:電磁流量計(jì)在安裝位置不受電磁干擾且符合安裝規(guī)范的情況下,故障率較低,可能造成流量波動(dòng)或其他異常的原因之一是接地不可靠或接地電阻不符合要求,接地電阻應(yīng)控制在4Ω以下,遇到流量波動(dòng)時(shí)應(yīng)先對電磁流量計(jì)的接地進(jìn)行檢查,確保接地良好;其二是檢查主板是否有發(fā)熱現(xiàn)象,電子元件在長期帶電工作的情況下,可能出現(xiàn)元件老化,可更換進(jìn)行排查;其三是檢查中控DCS的供電電源電壓是否在工作范圍內(nèi),運(yùn)行時(shí)間較久的系統(tǒng),由于負(fù)載的增加和電源的老化,電壓會出現(xiàn)衰減現(xiàn)象;其四是由于鹽水可能會出現(xiàn)結(jié)垢的現(xiàn)象,需利用每次停車時(shí)間對電磁流量計(jì)的電極及本體進(jìn)行清洗,以避免此類干擾因素。
(4)采購成本:電磁流量計(jì)雖然采用了四線制,增加了電纜的成本和敷設(shè)費(fèi)用,但由于電解槽離中控室的距離一般為幾百米,總的成本相較金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)而言,差距較大。綜合以上,從使用維護(hù)情況、安裝、成本等各方面考慮,電磁流量計(jì)比金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)在電解槽鹽水流量工況上使用的性價(jià)比更高,且由于體積小在維護(hù)上更方便。早期的電解槽采用了金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì),而目前主要以電磁流量計(jì)作為主要測量手段。