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      電磁流量計在氧化鋁生產(chǎn)中的應用

      來(lái)源: 作者: 發(fā)布日期:2020-09-11

       [摘 要] 本文介紹了氧化鋁工藝流程及流程物料特點(diǎn),電磁流量計工作原理結構特點(diǎn),介紹了電磁流量計在氧化鋁生產(chǎn)中的應用狀況,指出應用過(guò)程中存在的問(wèn)題及解決辦法。

       
      1、引言
        中州鋁廠(chǎng)一期設計規模年產(chǎn)20萬(wàn)噸氧化鋁,其工序多、流程長(cháng)。隨著(zhù)企業(yè)不斷的技術(shù)改造,產(chǎn)量日益提高,液量平衡要求更加嚴格。為保證產(chǎn)品質(zhì)量,控制各項指標,生產(chǎn)流程中液量需要進(jìn)行測量,流量測量作為監視生產(chǎn)過(guò)程狀況的主要手段之一,對降耗節能具有很大的意義。我們根據氧化鋁生產(chǎn)的特點(diǎn),在氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中采用大量的電磁流量計。
       
      2、氧化鋁工藝流程
        我廠(chǎng)氧化鋁生產(chǎn)是燒結法生產(chǎn),用鋁土礦、石灰石和純堿混合制成生料漿,在高溫下進(jìn)行燒結,然后將燒結熟料在稀堿溶液中溶出,鋁酸鈉溶液則進(jìn)入溶液里成為鋁酸鈉溶液,而不溶性的化合物雜質(zhì)進(jìn)入赤泥中與鋁酸鈉溶液分離。鋁酸鈉溶液經(jīng)脫硅凈化后進(jìn)入碳酸化分解,得到的氫氧化鋁分離洗滌焙燒成氧化鋁。分離得到的碳酸母液用于下一批鋁礦配料,其生產(chǎn)流程如圖2— 1示:
       
                                                                                                                                                                      氧化鋁生產(chǎn)流程圖
      3 電磁流量計工作原理及特點(diǎn)
      3. 1 電磁流量計工作原理
       
              電磁流量計工作原理
       
       電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律制成的。傳感器的測量導管是一內襯絕緣材料的非導磁合金導管,其電極與襯里內表面基本齊平。勵磁線(xiàn)圈由雙向勵磁時(shí),將在與導管軸線(xiàn)垂直的方向上產(chǎn)生一磁通密度為B (特斯拉)的工作磁場(chǎng),當平均流速為V ( m /s)的導電性流體流入時(shí),在磁場(chǎng)和流向共同的直角方向上就產(chǎn)生了電動(dòng)勢E ( V ) ,并由電極檢出。
       電動(dòng)勢 E= d× V×B ( 3— 1)
        體積流量為 Q= π /4× d2× V ( 3— 2)
       
      流速的檢測可通過(guò)比率E /e 來(lái)測量,該項功能由電磁流量轉換器完成。其中e 為基準電壓信號是在磁通檢測線(xiàn)圈中產(chǎn)生的,與B 成正比。電壓信號E 和基準信號e 同時(shí)送至轉換器處理并輸出與流量成正比的各種信號。其工作原理如圖3— 1所示。
       
      3. 2 電磁流量計測量特點(diǎn)
             電磁流量計的使用條件是要求流體是導電性的,它有許多優(yōu)點(diǎn): 沒(méi)有機械可動(dòng)部分; 測量管內無(wú)阻礙流動(dòng)部件,無(wú)壓損,屬節能型流量計; 能夠測量腐蝕性流體,對漿液測量具有獨特的適應性;不受流體密度、粘度的影響,測量與雷諾數無(wú)關(guān); 流速分布的影響較小,在電磁流量計的前后,必須有足夠的直管段長(cháng)度,一般要求上游側應大于5D; 量程寬、精度高, E-mag 系列電磁流量計量程比為1500∶ 1; 精度為相對指示值的0. 5% ; 能夠測量流體的管徑范圍廣, 目前我廠(chǎng)應用的有50 mm、80 mm、100 mm、150 mm、200 mm、250 mm、800 mm口徑的。
       
      4 電磁流量計在氧化鋁生產(chǎn)中的應用
          氧化鋁濕法生產(chǎn)流程中的物料大都是液體、液體和微;旌系牧蠞{,屬于穩定流動(dòng)類(lèi)型,僅在某些設備開(kāi)、停車(chē)時(shí)能產(chǎn)生不穩定流動(dòng)。液體是強堿性的,所以既有化學(xué)腐蝕,還有因侵蝕、汽蝕等引起的機械腐蝕以及因材料的應力存在而產(chǎn)生的應力腐蝕。液體的溫度不高于95℃。
            由于電磁流量計的優(yōu)點(diǎn)同氧化鋁生產(chǎn)流程中的物料特性有很多相同之處,因此也就在氧化鋁行業(yè)中得到了充分利用。中州鋁廠(chǎng)共有各種流量計170套, 其中分體式電磁流量計82套, 占總數的49. 9%。在1998 年的“窯磨工程” 中, 我們又采用了5 套三暢的電磁流量計分別檢測堿液流量、料漿流量、精液流量和冷卻水流量, 2套B系列電磁流量計用于碳分母液、蒸發(fā)母液的測量。料漿流量的測量過(guò)去采用的是B系列電磁流量計, 儀表示值波動(dòng)大,崗位操作工反映生產(chǎn)操作困難,雖經(jīng)儀表維護人員多次修理檢查,問(wèn)題依然存在。在3# 熟料燒成窯設計中, 3# 入窯料漿流量測量選用了三暢的電磁流量計,沒(méi)有儀表示值波動(dòng)現象發(fā)生,可見(jiàn)三暢電磁流量計比B系列抗干擾性能好。
       
      電磁流量計在現場(chǎng)安裝使用過(guò)程中應注意以下幾點(diǎn):(相關(guān)文章推薦:電磁流量計安裝地點(diǎn)選擇、要求以及接線(xiàn)等注意事項)
      ( 1)接地問(wèn)題
             管道是絕緣管電流在流體中流動(dòng),因為受雜波的影響,所以必須使裝在流量計的管子兩側的接地環(huán)可靠接地,以便使液體接地。運行經(jīng)驗說(shuō)明,即使變送器接地良好,當變送器附近的電力設備有較強的漏地電流,或在安裝變送器的管道上存在較大的雜散電流,或進(jìn)行電焊,都將引起干擾電勢的增加,進(jìn)而影響儀表正常運行。
      ( 2)保證上游側直管有足夠的長(cháng)度
            流速分布對精度的影響雖然比其他流量計小,但還是要消除這種影響,為此在安裝時(shí)要確保上游側的直管有足夠的長(cháng)度,這樣才能保證流速按同心圓分布,也才能進(jìn)行精確測量。
      ( 3)確保管道的“滿(mǎn)水”狀態(tài)
             只有電極部分接觸到液體才能測量流量,因為是測定流速并與截面積相乘求出流量,如果管內液體沒(méi)有充滿(mǎn),截面積會(huì )變小,就會(huì )引起誤差。另外氣泡雖然不會(huì )造成測量的障礙,但同樣會(huì )引起測量誤差。
      ( 4)流量計口徑、電極及內襯材料的正確選擇
               選擇時(shí),首先要選擇與管道直徑相同的流量計,如果流量計的口徑比管道大,流速分布就不均勻,誤差就會(huì )增大。電極及內襯材料選擇時(shí),需根據對被測流體的耐受性進(jìn)行選擇。
       
      5 電磁流量計在生產(chǎn)流程中應用存在的問(wèn)題
      5. 1 傳感器測量管的結垢問(wèn)題
        氧化鋁生產(chǎn)中,料漿的結垢十分嚴重。結垢的主要成分是鋁硅酸鈉,質(zhì)地堅硬而又附著(zhù)力強。傳感器結垢后,需要定期進(jìn)行清理,如果不進(jìn)行清理則管徑改變,測量誤差增大。但清理結垢是十分困難的事,結垢的清理往往要影響到傳感器的使用壽命。在檢修過(guò)程中通常采用以下方法處理:
       
      ( 1)機械除垢
             由于采用機構除垢,容易損壞襯里,有時(shí)也會(huì )損壞電極。我廠(chǎng)選用的電磁流量計大部分用的是聚四氟乙烯襯里。
       
      ( 2)化學(xué)除垢
               利用5~ 10% 硫酸冷泡,硫酸與結垢(鋁硅酸鈉)中的鈉起作用,生成可容性硫酸鈉,從而破壞鋁硅酸鈉結構,使結垢松軟,并使之脫落而達到除垢的目的。
       
             以上兩種方法都必須在傳感器拆掉之后才能進(jìn)行清理,儀表維護及檢修人員的工作量比較大。能否增加一種超聲波發(fā)生裝置,利用超聲輻射定時(shí)除垢,值得廠(chǎng)家研究。(相關(guān)文章推薦:電磁流量計電極結垢后如何清洗)
       
      5. 2 測量電極的滲漏問(wèn)題
              氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中的液體是強堿性的,而堿滲透性特別強。我廠(chǎng)用于清水流量測量用電磁流量計運行8年多時(shí)間,也沒(méi)有電極組件故障問(wèn)題。由于堿的滲透作用,使電極組件絕緣電阻下降,導致測量不準,甚至停用。我廠(chǎng)所使用的電磁流量計的損壞大部分是由于此種情況而導致的。有關(guān)單位應根據這種情況研究一種能滿(mǎn)足用戶(hù)需要的電磁流量計,同此類(lèi)似的還有造紙行業(yè)、化工行業(yè)等。
       
      6 結束語(yǔ)
        隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展,電磁流量計智能化的實(shí)現,在我廠(chǎng)的發(fā)展壯大過(guò)程中,將會(huì )發(fā)揮更大的作用,使檢測的數據更加準確

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