冷水流量計在漿液中的使用及襯里的選擇
點擊次數(shù)：2346 發(fā)布時間：2021-09-08 00:47:57
摘要：冷水流量計因其測量通道是段光滑直管，耐腐蝕性強，所測得體積流量實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率的明顯影響等優(yōu)點，而廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)生產(chǎn)中。在本項目中對冷水流量計進行了局部的改變，使其更有效的應(yīng)用于生產(chǎn)控制過程中，同時，提高了設(shè)備運行的可靠性。
1、概述
隨著工業(yè)自動化的迅猛發(fā)展，各種智能儀表也在工業(yè)設(shè)計中發(fā)揮著越來越重要的作用。在現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)中，智能化系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，這也使在生產(chǎn)中人為出現(xiàn)問題的可能性降低了很多。但對各種儀表的精確度及可操作性的要求也隨之提高了。以下結(jié)合在某石煤提取五氧化二釩工程中對冷水流量計在固含量高的礦液流量的應(yīng)用、出現(xiàn)問題及其解決方法等論述如下。
2、工藝流程的簡介
本項目為石煤綜合利用的項目。現(xiàn)有提釩工藝產(chǎn)生大量廢渣。其主要成分為二氧化硅，但其中夾帶有大量的釩資源，釩資源利用率低，同時，該廢渣中堿含量較高，如將廢渣隨意堆放，易造成環(huán)境污染。本項目*大特點在于利用現(xiàn)有提釩工藝中的提釩二次渣作為制備沉淀法白炭黑的主要原料，將廢渣中的硅資源得到充分利用。為企業(yè)創(chuàng)造了新的經(jīng)濟增長點，同時，解決了現(xiàn)有提釩生產(chǎn)中造成的釩資源浪費和環(huán)境污染問題，此外，該項目利用現(xiàn)有提釩生產(chǎn)線脫碳工序中產(chǎn)生的余熱作為加熱熱源，取代了傳統(tǒng)工藝以煙煤為主要燃料的方法，即對生產(chǎn)中產(chǎn)生的余熱得到了有效合理的利用，又進一步降低了產(chǎn)生的燃料成本，達到了節(jié)能減排，資源綜合利用的目的，工藝流程框圖如下。
在漿液制備的過程需加入一定量的氫氧化鈉，使礦石中的釩能盡可能溶解在堿性溶液中，制成的漿液中固體含量較高，約為50%，為保證下一工序的穩(wěn)定操作和產(chǎn)品的質(zhì)量，需對加入溶解罐中的漿液量進行準(zhǔn)確計量。并通過DCS控制系統(tǒng)控制閥門的開度。以保證流量的穩(wěn)定。這就對流量計的防腐，耐腐及精度都提出了很高的要求。本文主要對該項目中流量計的正確選型及冷水流量計在高固含量漿液中的使用等問題進行闡述。
3、流量計的選擇方法
工業(yè)生產(chǎn)上，溫度、壓力、流量、液位四大熱工參數(shù)的測量中，流量測量要達到預(yù)期的精確度和可靠性普遍認(rèn)為是*難的。這關(guān)系著工藝數(shù)據(jù)庫提供、儀表的選型、安裝和使用是否正確等問題，當(dāng)然也存在著儀表本身的質(zhì)量問題。
在選擇流量測量儀表時，主要是工藝介質(zhì)及應(yīng)用條件的合適性，以及儀表的刻度、功能、精確度、經(jīng)濟性等方面去考慮。
冷水流量計是根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律制成的一種測量導(dǎo)電性液休的儀表。從其工作原理看是符合本項目對流量計提出的固含量高的堿性溶液的條件。
4、本工程中，對冷水流量計的選型的問題與解決方法進行討論
4.1冷水流量計的工作原理
冷水流量計是根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律制成的一種測量導(dǎo)電性液休的儀表。即導(dǎo)體在磁場中切割磁力線運動時，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，其感應(yīng)電勢的大小與磁感應(yīng)強度、流體做切割磁力線強度等因素成正比。
4.2冷水流量計的優(yōu)缺點
4.2.1 冷水流量計的優(yōu)點
（1）測量通道是段光滑直管，不會阻塞，適用于測量含固體顆粒的液固二相流體，如紙漿、泥漿、污水等。
（2）不產(chǎn)生流量檢測所造成的壓力損失。
（3）所測得體積流量實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率的明顯影響。
（4）流量范圍內(nèi)大，口徑范圍寬。
（5）可應(yīng)用腐蝕性流體。
4.2.2 冷水流量計的缺點
（1）不能測量電導(dǎo)率很低的流體。
（2）不能測量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體。
（3）不能用于較高溫度的流體。
4.3 冷水流量計的襯里討論
根據(jù)介質(zhì)的特性條件對以下幾種襯里材料進行分析，討論與選擇。
4.3.1 氯丁橡膠
（1）主要性能：①耐油、耐溶劑、耐氧化、耐一般酸、堿、鹽等介質(zhì)腐蝕；②有極好的彈性、耐磨性、但耐寒性較差。
（2）適用范圍：①0℃~80℃的非強酸、強堿、強氧化性的介質(zhì)；②可測污水、泥漿。
4.3.2 天然橡膠
（1）主要性能：①耐磨性、耐腐蝕性、絕緣性、耐低溫性較好。；②耐油性差，耐老化性和耐氧化性差。
（2）適用范圍：-10℃～70℃非強酸、強堿、強氧化性介質(zhì)，適用于飲用水。
4.3.3 聚氨脂橡膠
（1）主要性能：①有極好的耐磨性、彈性；②耐酸、堿性能較差。
（2）適用范圍：①-25℃～60℃；②中性強磨損的礦漿、煤漿、泥漿。
4.3.4 特氟隆
（1）主要性能：①疏水性和非粘性好、較強的耐高溫性；②有極好的耐腐蝕性、能耐強酸、強堿、有機溶劑和各種鹽溶液；③抗負(fù)壓能力較好、抗負(fù)壓要求較高時可內(nèi)加金屬網(wǎng)，提高耐負(fù)壓能力；④耐磨性較差。
（2）適用范圍：①-25℃～140℃的非強磨損介質(zhì)；②衛(wèi)生類介質(zhì)。
4.3.5 聚四氟乙烯
（1）主要性能：①是塑料中化學(xué)性能*穩(wěn)定的一種材料，能耐沸騰的鹽酸、硫酸、硝酸和王水，也能耐濃堿和各種有機溶劑，不耐三氟化氯、高溫三氟化氧、高流速液氯、液氯、臭氧的腐蝕；②耐損磨性能差；③抗負(fù)壓能力差。
（2）適用范圍：①-25℃～140℃；②濃酸、堿等強腐蝕性介質(zhì)；③衛(wèi)生類介質(zhì)。
4.3.6 氟化乙丙烯
（3）主要性能：①有疏水性和不粘性；②耐腐蝕能力僅次于特氟隆；③耐負(fù)壓要求較高時可加金屬網(wǎng)，提高耐負(fù)壓能力；④耐磨性能較差。
（4）適用范圍：①-25℃～100℃的非強磨損介質(zhì)；②衛(wèi)生類介質(zhì)。
4.4 應(yīng)用時遇到的問題及其解決的方法
通過對以上幾種襯里材料的討論，我們不難發(fā)現(xiàn)氯丁橡膠與天然橡膠雖然耐磨性能較好，但耐腐蝕性較差。特氟隆，聚四氟乙烯，氟化乙丙烯雖然能夠滿足耐強堿腐蝕，耐磨性卻不是很好。在經(jīng)過反復(fù)比較后，選擇了穩(wěn)定性*好的聚四氟乙烯，進行試運行，以檢驗冷水流量計的使用性能。
該流量計使用了2~3個月后便出現(xiàn)了不能正常使用的情況；為了弄清原因。將冷水流量計拆下后，發(fā)現(xiàn)冷水流量計出口處的襯里并沒有出現(xiàn)問題，但在入口處的法蘭外側(cè)襯里材料翻邊處與測量管產(chǎn)生了脫離現(xiàn)象。襯里與金屬測量管之間出現(xiàn)了間隙，導(dǎo)致液體進入了該間隙中，致使流量計無法正常使用。
在弄清了出現(xiàn)此問題的原因后，通過與生產(chǎn)廠商的溝通，并經(jīng)過工程技術(shù)人員的反復(fù)協(xié)商討論。決定采取兩項措施解決這一問題：①在磨漿制備過程中進一步優(yōu)化控制，使?jié){液中的固體顆徑降低，減少對冷水流量計入口處的沖蝕作用；②降低漿液輸送的流速；③在冷水流量計入口與管道法蘭連接增加一個2~3mm厚的不銹鋼墊片，降低對冷水流量計入口法蘭處翻邊襯里材料的沖蝕。不銹鋼墊片定期可換。在采取了上述措施后，取得了明顯的效果，通過近兩年運行考核，冷水流量計運行穩(wěn)定，計量準(zhǔn)確，沒有出現(xiàn)故障。所以，在該項目中對固含量較高漿液采用聚四氟乙烯襯里材料的冷水流量計量是可行的。
5、結(jié)束語
作為儀表電氣專業(yè)的工程師，怎樣更好的了解工藝介質(zhì)的情況，理解每種流量計本身的特點及優(yōu)缺點，并且發(fā)現(xiàn)一些工程中可能會出現(xiàn)的問題，及解決問題的能力是我們在不斷的工作中應(yīng)該提高的。此次對冷水流量計使用條件的改善，是一次有益的嘗試，同時也增加了我們勇于創(chuàng)新的意識。
1、概述
隨著工業(yè)自動化的迅猛發(fā)展，各種智能儀表也在工業(yè)設(shè)計中發(fā)揮著越來越重要的作用。在現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)中，智能化系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，這也使在生產(chǎn)中人為出現(xiàn)問題的可能性降低了很多。但對各種儀表的精確度及可操作性的要求也隨之提高了。以下結(jié)合在某石煤提取五氧化二釩工程中對冷水流量計在固含量高的礦液流量的應(yīng)用、出現(xiàn)問題及其解決方法等論述如下。
2、工藝流程的簡介
本項目為石煤綜合利用的項目。現(xiàn)有提釩工藝產(chǎn)生大量廢渣。其主要成分為二氧化硅，但其中夾帶有大量的釩資源，釩資源利用率低，同時，該廢渣中堿含量較高，如將廢渣隨意堆放，易造成環(huán)境污染。本項目*大特點在于利用現(xiàn)有提釩工藝中的提釩二次渣作為制備沉淀法白炭黑的主要原料，將廢渣中的硅資源得到充分利用。為企業(yè)創(chuàng)造了新的經(jīng)濟增長點，同時，解決了現(xiàn)有提釩生產(chǎn)中造成的釩資源浪費和環(huán)境污染問題，此外，該項目利用現(xiàn)有提釩生產(chǎn)線脫碳工序中產(chǎn)生的余熱作為加熱熱源，取代了傳統(tǒng)工藝以煙煤為主要燃料的方法，即對生產(chǎn)中產(chǎn)生的余熱得到了有效合理的利用，又進一步降低了產(chǎn)生的燃料成本，達到了節(jié)能減排，資源綜合利用的目的，工藝流程框圖如下。
在漿液制備的過程需加入一定量的氫氧化鈉，使礦石中的釩能盡可能溶解在堿性溶液中，制成的漿液中固體含量較高，約為50%，為保證下一工序的穩(wěn)定操作和產(chǎn)品的質(zhì)量，需對加入溶解罐中的漿液量進行準(zhǔn)確計量。并通過DCS控制系統(tǒng)控制閥門的開度。以保證流量的穩(wěn)定。這就對流量計的防腐，耐腐及精度都提出了很高的要求。本文主要對該項目中流量計的正確選型及冷水流量計在高固含量漿液中的使用等問題進行闡述。
3、流量計的選擇方法
工業(yè)生產(chǎn)上，溫度、壓力、流量、液位四大熱工參數(shù)的測量中，流量測量要達到預(yù)期的精確度和可靠性普遍認(rèn)為是*難的。這關(guān)系著工藝數(shù)據(jù)庫提供、儀表的選型、安裝和使用是否正確等問題，當(dāng)然也存在著儀表本身的質(zhì)量問題。
在選擇流量測量儀表時，主要是工藝介質(zhì)及應(yīng)用條件的合適性，以及儀表的刻度、功能、精確度、經(jīng)濟性等方面去考慮。
冷水流量計是根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律制成的一種測量導(dǎo)電性液休的儀表。從其工作原理看是符合本項目對流量計提出的固含量高的堿性溶液的條件。
4、本工程中，對冷水流量計的選型的問題與解決方法進行討論
4.1冷水流量計的工作原理
冷水流量計是根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律制成的一種測量導(dǎo)電性液休的儀表。即導(dǎo)體在磁場中切割磁力線運動時，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，其感應(yīng)電勢的大小與磁感應(yīng)強度、流體做切割磁力線強度等因素成正比。
4.2冷水流量計的優(yōu)缺點
4.2.1 冷水流量計的優(yōu)點
（1）測量通道是段光滑直管，不會阻塞，適用于測量含固體顆粒的液固二相流體，如紙漿、泥漿、污水等。
（2）不產(chǎn)生流量檢測所造成的壓力損失。
（3）所測得體積流量實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率的明顯影響。
（4）流量范圍內(nèi)大，口徑范圍寬。
（5）可應(yīng)用腐蝕性流體。
4.2.2 冷水流量計的缺點
（1）不能測量電導(dǎo)率很低的流體。
（2）不能測量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體。
（3）不能用于較高溫度的流體。
4.3 冷水流量計的襯里討論
根據(jù)介質(zhì)的特性條件對以下幾種襯里材料進行分析，討論與選擇。
4.3.1 氯丁橡膠
（1）主要性能：①耐油、耐溶劑、耐氧化、耐一般酸、堿、鹽等介質(zhì)腐蝕；②有極好的彈性、耐磨性、但耐寒性較差。
（2）適用范圍：①0℃~80℃的非強酸、強堿、強氧化性的介質(zhì)；②可測污水、泥漿。
4.3.2 天然橡膠
（1）主要性能：①耐磨性、耐腐蝕性、絕緣性、耐低溫性較好。；②耐油性差，耐老化性和耐氧化性差。
（2）適用范圍：-10℃～70℃非強酸、強堿、強氧化性介質(zhì)，適用于飲用水。
4.3.3 聚氨脂橡膠
（1）主要性能：①有極好的耐磨性、彈性；②耐酸、堿性能較差。
（2）適用范圍：①-25℃～60℃；②中性強磨損的礦漿、煤漿、泥漿。
4.3.4 特氟隆
（1）主要性能：①疏水性和非粘性好、較強的耐高溫性；②有極好的耐腐蝕性、能耐強酸、強堿、有機溶劑和各種鹽溶液；③抗負(fù)壓能力較好、抗負(fù)壓要求較高時可內(nèi)加金屬網(wǎng)，提高耐負(fù)壓能力；④耐磨性較差。
（2）適用范圍：①-25℃～140℃的非強磨損介質(zhì)；②衛(wèi)生類介質(zhì)。
4.3.5 聚四氟乙烯
（1）主要性能：①是塑料中化學(xué)性能*穩(wěn)定的一種材料，能耐沸騰的鹽酸、硫酸、硝酸和王水，也能耐濃堿和各種有機溶劑，不耐三氟化氯、高溫三氟化氧、高流速液氯、液氯、臭氧的腐蝕；②耐損磨性能差；③抗負(fù)壓能力差。
（2）適用范圍：①-25℃～140℃；②濃酸、堿等強腐蝕性介質(zhì)；③衛(wèi)生類介質(zhì)。
4.3.6 氟化乙丙烯
（3）主要性能：①有疏水性和不粘性；②耐腐蝕能力僅次于特氟隆；③耐負(fù)壓要求較高時可加金屬網(wǎng)，提高耐負(fù)壓能力；④耐磨性能較差。
（4）適用范圍：①-25℃～100℃的非強磨損介質(zhì)；②衛(wèi)生類介質(zhì)。
4.4 應(yīng)用時遇到的問題及其解決的方法
通過對以上幾種襯里材料的討論，我們不難發(fā)現(xiàn)氯丁橡膠與天然橡膠雖然耐磨性能較好，但耐腐蝕性較差。特氟隆，聚四氟乙烯，氟化乙丙烯雖然能夠滿足耐強堿腐蝕，耐磨性卻不是很好。在經(jīng)過反復(fù)比較后，選擇了穩(wěn)定性*好的聚四氟乙烯，進行試運行，以檢驗冷水流量計的使用性能。
該流量計使用了2~3個月后便出現(xiàn)了不能正常使用的情況；為了弄清原因。將冷水流量計拆下后，發(fā)現(xiàn)冷水流量計出口處的襯里并沒有出現(xiàn)問題，但在入口處的法蘭外側(cè)襯里材料翻邊處與測量管產(chǎn)生了脫離現(xiàn)象。襯里與金屬測量管之間出現(xiàn)了間隙，導(dǎo)致液體進入了該間隙中，致使流量計無法正常使用。
在弄清了出現(xiàn)此問題的原因后，通過與生產(chǎn)廠商的溝通，并經(jīng)過工程技術(shù)人員的反復(fù)協(xié)商討論。決定采取兩項措施解決這一問題：①在磨漿制備過程中進一步優(yōu)化控制，使?jié){液中的固體顆徑降低，減少對冷水流量計入口處的沖蝕作用；②降低漿液輸送的流速；③在冷水流量計入口與管道法蘭連接增加一個2~3mm厚的不銹鋼墊片，降低對冷水流量計入口法蘭處翻邊襯里材料的沖蝕。不銹鋼墊片定期可換。在采取了上述措施后，取得了明顯的效果，通過近兩年運行考核，冷水流量計運行穩(wěn)定，計量準(zhǔn)確，沒有出現(xiàn)故障。所以，在該項目中對固含量較高漿液采用聚四氟乙烯襯里材料的冷水流量計量是可行的。
5、結(jié)束語
作為儀表電氣專業(yè)的工程師，怎樣更好的了解工藝介質(zhì)的情況，理解每種流量計本身的特點及優(yōu)缺點，并且發(fā)現(xiàn)一些工程中可能會出現(xiàn)的問題，及解決問題的能力是我們在不斷的工作中應(yīng)該提高的。此次對冷水流量計使用條件的改善，是一次有益的嘗試，同時也增加了我們勇于創(chuàng)新的意識。