液氨計量表

液氨計量表--金湖天翔儀表有限公司  質(zhì)量是企業(yè)的生命，每件產(chǎn)品都是匠心之作！

   液氨計量表適用于小口徑和低流速介質(zhì)的流量測量；工作可靠，維護量小，壽命長；對于直管段要求不高 ；較寬的流量比10：1；雙行大液晶顯示，可選現(xiàn)場瞬時/累計流量顯示，可帶背光 單軸靈敏指示；非接觸磁耦合傳動；全金屬結(jié)構(gòu)，適于高溫、高 壓和強腐蝕性介質(zhì)；可用于易燃、易爆危險場合；可選二線制、電池、交流供電方 式；多參數(shù)標定功能； 液氨流量計帶有數(shù)據(jù)恢復(fù)，數(shù)據(jù)備份及掉電保護功能.

    標準型LZ系列液氨計量表由一個測量管和一個就地指示器組成。 就地指示器還可以選擇安裝附加的電氣部件，適用于液體和氣體的測量。
  液氨流量計采用變面積式測量原理，測量部件由一個錐形測量管和浮子 組成，浮子能在錐形測量管中自由的上下移動，改變管道中的流通面積，液氨流量計隨著流量大小的變化,浮子在測量管中的垂直位置也發(fā)生相應(yīng)的變化，通鋼管過磁傳遞系統(tǒng)將浮子的位置傳遞到指示器的刻度盤上，指示流量值的大小。
 在M6、M8、M9指示器中，隨動磁鐵的轉(zhuǎn)動被直接傳送到刻度盤上； 在M7指示器中，隨動磁鐵的轉(zhuǎn)動通過一個凸輪板使指針線性的指示流量值 的大小。

液氨計量表產(chǎn)品優(yōu)勢：

★ 壓力損失小，葉輪具有防腐功能；

★ 采用*的超低功耗單片微機技術(shù)，整機功能強、功耗低、性能*。

★ 具有非線性精度補償功能的智能流量顯示器。修正公式精度優(yōu)于±0.02%

★ 儀表系數(shù)可由按鍵在線設(shè)置，并可顯示在LCD屏上，LCD屏直觀清晰，可靠性強

★ 采用EEPROM對累積流量、儀表系數(shù)掉電保護，保護時間大于10年

★ 采用高性能MCU中央處理器，完成數(shù)據(jù)采集處理顯示輸出、累積流量瞬時流量同

★ 屏顯示方便的人機界面實現(xiàn)， 以標準485形式進行數(shù)據(jù)傳輸。

★ 采用全硬質(zhì)合金（碳化鎢）屏蔽式懸臂梁結(jié)構(gòu)軸承，集轉(zhuǎn)動軸承與壓力軸承于一體，大大提高了軸承壽命，并可在有少量泥沙與污物的介質(zhì)中工作。

★ 采用1Cr18Ni9Ti全不銹鋼結(jié)構(gòu)，（渦輪采用2Cr13）防腐性能好。

★ 容易維修，有自整流的結(jié)構(gòu)，小型輕巧，結(jié)構(gòu)簡單，可在短時間內(nèi)將其組合拆開，

★ 內(nèi)部清洗簡單。

★ 有較強抗磁干擾和振動能力、性能可靠、壽命長

★ 下限流速低,測量范圍寬，

★ 現(xiàn)場顯示型液晶屏顯示清晰直觀，功耗低，3V鋰電池供電可連續(xù)運行5年以上，

★ 耐腐蝕，適用于酸堿溶液

筆者結(jié)合浙江江銅富冶和鼎銅業(yè)有限公司100kt/a粗銅搬遷改造和270 kt/a電解銅一期工程硫酸項目的自動化儀表設(shè)備的選型和使用維護情況, 對儀表自控系統(tǒng)進行介紹。該銅冶煉煙氣制酸項目采用二轉(zhuǎn)二吸生產(chǎn)工藝, 于2013年7月建成試生產(chǎn), 設(shè)計生產(chǎn)能力429 kt/a[以w (H2SO4) 100%硫酸計]。該套系統(tǒng)大量使用溫度、液位、壓力、流量、濃度等帶4~20 m A遠傳信號的儀表, DCS系統(tǒng)采用浙大中控ECS100系列。在前期的系統(tǒng)運行過程中, 發(fā)現(xiàn)部分現(xiàn)場檢測儀表由于設(shè)計選型不當(dāng), 造成信號不穩(wěn)定甚至腐蝕損壞儀表設(shè)備的現(xiàn)象, 隨后對現(xiàn)場儀表設(shè)備進行了一次重新篩選, 對部分儀表選型進行了改進。

　　1 溫度檢測元器件的設(shè)計及改進[2]

　　硫酸生產(chǎn)過程中大批量選用熱電偶、熱電阻等溫度檢測元件。由于測量設(shè)備與介質(zhì)直接接觸, 大多又安裝在帶壓設(shè)備上, 所以保護套管的選型、長短和安裝方式尤為重要。

　　1.1 高溫區(qū)域

　　在制酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)高溫氣態(tài)介質(zhì)中使用的測溫元件, 常規(guī)設(shè)計多使用分度號為K的熱電偶, 保護套管選用316L不銹鋼, 法蘭式安裝, 并選用耐高溫的紅木紙板墊片。

　　在使用過程中發(fā)現(xiàn), 轉(zhuǎn)化器內(nèi)長度為5 m及3.5 m的熱電偶元件在正常使用3年后均出現(xiàn)不同程度的磨損及難以插入和拔出的情況。由于轉(zhuǎn)化器較高, 更換及檢修具有很大的危險性。經(jīng)多方面考慮, 在二期擴建項目硫酸二系統(tǒng)中采用器內(nèi)加裝316L不銹鋼保護管方式, 增加器體測溫元件的使用壽命及降低該區(qū)域的工作勞動強度。

　　1.2 強腐蝕帶壓區(qū)域

　　凈化、干吸工序存在稀酸、濃酸及低溫?zé)煔獾葟姼g性介質(zhì), 一般設(shè)計均選用不銹鋼熱敷聚四氟乙烯防腐保護管的鉑熱電阻, 法蘭式安裝方式。用于液體介質(zhì)的選用聚四氟乙烯墊片, 煙氣介質(zhì)選用石棉墊片。保護套管和墊片的正確選擇與規(guī)范安裝, 能減少腐蝕提高使用壽命。但是硫酸生產(chǎn)中液體介質(zhì)中多含顆粒雜質(zhì), 大多測溫元件又安裝于泵的出口, 聚四氟乙烯保護管常被損壞, 導(dǎo)致不銹鋼套管與介質(zhì)直接接觸而腐蝕損壞。高溫?zé)煔饨橘|(zhì)遇到停車檢修或工藝不正常, 會形成冷凝酸, 聚集在不銹鋼套管上, 也會引起套管腐蝕損壞。

　　凈化系統(tǒng)板式換熱器進出水溫、干吸濃酸換熱器進出水溫、干吸循環(huán)泵出口酸溫由于設(shè)計選型問題就曾出現(xiàn)過使用過程中保護套管斷裂脫落的情況。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)問題是由于多方面因素造成: (1) 設(shè)計安裝位置過于靠近設(shè)備本體流體沖刷壓力過大; (2) 設(shè)計選型為普通直桿式, 抗壓性能不足; (3) 設(shè)計保護管長度過長, 沖壓易折斷。在保證硫酸管道完整、安全、不增加新開孔的原則下, 對上述區(qū)域內(nèi)的所有測溫元件進行了改造, 由原有的直桿式改為倒錐式, 并在原有的保護管基礎(chǔ)上進行了相對應(yīng)的縮短。改造后運行2年多時間, 使用情況正常, 再無出現(xiàn)過因硫酸泄漏導(dǎo)致的停車情況。

　　2 壓力檢測元器件的設(shè)計及改進

　　2.1 設(shè)計選型

　　壓力是工業(yè)生產(chǎn)中四大重要工藝參數(shù)之一, 有些物理量 (如溫度、流量及液位) 也常采用間接測量壓力的方法獲得。在硫酸系統(tǒng)中, 常用的測壓儀表是帶遠傳的法蘭式智能變送器 (ROSE-MOUNT3051系列) , 凈化與干吸液體介質(zhì)的測量多用隔膜式壓力表, 轉(zhuǎn)化及干吸系統(tǒng)氣體介質(zhì)的測量多采用智能壓力變送器。

　　2.2 改進

　　1) 在一期工程硫酸項目中, 凈化區(qū)域設(shè)計毛細管雙法蘭變送器選用316L膜片, 運行后相繼出現(xiàn)不銹鋼法蘭被腐蝕, 316L法蘭面出現(xiàn)漏酸事故, 經(jīng)確認為膜片材質(zhì)不適應(yīng)工藝條件, 現(xiàn)場安裝不規(guī)范等原因。經(jīng)確認后將所有的毛細管法蘭變送器換成哈氏C合金膜片后, 運行至今未出現(xiàn)膜片被腐蝕現(xiàn)象。

　　2) 現(xiàn)場接液面法蘭被腐蝕情況較為嚴重, 凈化區(qū)域多為玻璃鋼材質(zhì)管道, 安裝法蘭面是現(xiàn)場制作多為不平整面, 為降低漏液腐蝕風(fēng)險的出現(xiàn), 現(xiàn)將所有的接液面法蘭改為整體聚四氟乙烯包裹式, 上述故障解決。

　　3) 轉(zhuǎn)化干吸區(qū)域壓力測量均在每個壓力檢測點前加裝一個等通徑的襯聚四氟乙烯碟閥或球閥, 遇到儀表故障需臨時關(guān)閉閥門時不至于影響生產(chǎn)。對于硫酸生產(chǎn)中易產(chǎn)生冷凝酸和酸泥、出現(xiàn)引壓管被腐蝕或堵塞的現(xiàn)象, 將取壓管彎頭朝上安裝, 使冷凝物回流到設(shè)備管道;同時盡量減少引壓管的長度和彎頭數(shù)量, 降低堵塞程度, 還要盡可能地對引壓管和設(shè)備連接處做好保溫處理以減少冷凝現(xiàn)象的發(fā)生。

　　3 流量檢測元器件的設(shè)計及改進[3]

　　3.1 設(shè)計選型

　　流量檢測儀表按工作原理分為差壓、浮子、容積式、靶式、渦輪、渦街、電磁、超聲及明渠流量計等, 流量儀表的種類較多, 根據(jù)工藝介質(zhì)與流量范圍合理選擇。

　　3.2 改進

　　1) 一期工程硫酸項目主風(fēng)機風(fēng)量測量選用比托管式流量計 (EMERSON阿牛巴) , 前期生產(chǎn)中使用效果較穩(wěn)定, 但隨著時間的推移也出現(xiàn)了不少問題, 風(fēng)量顯示值時常亂跳。檢查發(fā)現(xiàn)由于主風(fēng)機進口煙氣是由干燥塔直接引過來, 煙氣成份中含有微量的水分, 再加上定期的計劃停機檢修, 使得插入在管道中的比托管表面粘附一層較厚的綠色酸泥, 嚴重堵塞了比托管上的測量取樣孔。在后期的改造過程中加裝了定期反吹掃控制箱并結(jié)合每周2次的人工吹掃, 使用了1年多時間, 風(fēng)量顯示值亂跳動情況得以解決。

　　2) 一期項目中測酸介質(zhì)的流量計選用的羅斯蒙特品牌電磁流量計。在個別鋼襯聚四氟乙烯管道的安裝位置, 由于管道法蘭與電磁流量計法蘭面安裝了不合適的聚四氟乙烯墊, 造成滲液腐蝕, 后經(jīng)系統(tǒng)停車重新安裝后, 問題得以解決。

　　3) 接地問題。一期制酸系統(tǒng)共使用羅斯蒙特品牌電磁流量計24套, 其中溢流堰稀酸流量、廢酸輸送泵出口流量、中水補水流量、原液出口流量、石膏反應(yīng)槽進液流量、污水中和進液流量、廠區(qū)回水系統(tǒng)流量共計7套配置接地環(huán), 選用的是羅斯蒙特三電極一體式產(chǎn)品。在使用過程中發(fā)現(xiàn)溢流堰稀酸流量計時常出現(xiàn)不規(guī)則的數(shù)據(jù)晃動情況;其余6套產(chǎn)品則使用正常。該問題的出現(xiàn)一時無法解釋原因, 經(jīng)反復(fù)試驗及排查, 發(fā)現(xiàn)該玻璃鋼管道內(nèi)的介質(zhì)除稀酸、水、酸泥外還混合有不定量的金屬離子顆粒, 后改進為三電極外加接地環(huán), 問題得以解決。由此可見, 在制酸工藝中出現(xiàn)問題的可能性是多方面的, 需要維護人員具備極其豐富的現(xiàn)場實踐經(jīng)驗及故障問題分析處理能力, 一味的按照常規(guī)思路考慮問題也是行不通的。

　　4 液位檢測元器件的設(shè)計及改進

　　常用的液位測量儀表有超聲波液位計、雷達液位計和遠傳磁翻板液位計。由于硫酸生產(chǎn)的密閉工藝特殊性, 不能正確反映和控制液位就有可能發(fā)生溢流造成環(huán)境污染或者缺水而損壞設(shè)備情況。一般設(shè)計均在干吸和凈化區(qū)域使用雷達液位計, 為便于安裝。常在槽蓋上方開孔, 安裝一個帶法蘭的套管, 將液位計裝在套管上。在安裝時要注意雷達液位計有測量盲區(qū), 需盡量避開;如實在無法避開, 可調(diào)整雷達液位計的安裝高度及角度, 依據(jù)設(shè)備的回波率, 達到可接受的大值。在凈化一級動力波洗滌器和氣體冷卻塔、二級動力波洗滌器的上方由于不能安裝雷達液位計, 開始設(shè)計是在塔體側(cè)面延伸垂直一套管, 將雷達探頭裝在套管頂部。使用時因為集液槽內(nèi)霧氣大, 干擾聲波, 而且斜測不能準確地測量實際液位。通過在實踐工作中不斷的摸索積累經(jīng)驗, 在該管道與雷達液位計接口法蘭處人為進行墊高并開一個排氣孔, 避免了霧氣影響雷達信號的方向;改造之后儀表運行良好。需要注意的是, 超聲波和雷達液位計的探頭接觸腐蝕介質(zhì), 要定期對探頭清洗維護。

　　5 酸濃分析儀

　　目前, 國內(nèi)硫酸生產(chǎn)中酸濃度的測量多采用電導(dǎo)分析法中的電磁感應(yīng)法。電導(dǎo)傳感器的取樣有兩種方式:采用無電極電導(dǎo)傳感器 (俗稱磁頭) , 將二元液體介質(zhì)取出, 流經(jīng)裝有傳感器的測量槽來測量介質(zhì)的電導(dǎo)率, 即抽出式取樣;不取出酸樣是將傳感器經(jīng)接管或三通插入介質(zhì)流動的管道內(nèi)測量, 即插入式取樣或原位式取樣。該項目實施過程中, 使用DKK硫酸濃度儀, 流通池用水平接管裝在主管道上, 該套儀表內(nèi)部存儲器存有三維運算函數(shù)關(guān)系 (濃度、電導(dǎo)率、溫度) , 比較以往的常規(guī)酸濃檢測儀表具備更高的準確度和穩(wěn)定性, 選用不同的檢測探頭, 其檢測值可從0~2μs/cm到0~20 s/cm的電導(dǎo)率值。傳感器的接觸液體部分材質(zhì)選用PFA即聚四氟乙烯, 具有很強的耐腐蝕性。使用3年多時間, 投運效果良好, 性能穩(wěn)定、日常維護量小。

　　6 結(jié)語

　　基于自動化儀表設(shè)備對酸濃的準確測量和遠程監(jiān)控, 技術(shù)人員對硫酸生產(chǎn)控制系統(tǒng)及其參數(shù)進行調(diào)節(jié)與優(yōu)化, 使控制系統(tǒng)更加適應(yīng)生產(chǎn)工藝的要求, 充分實現(xiàn)了冶煉煙氣條件下的自動串酸、自動產(chǎn)酸, 保持干吸循環(huán)槽液態(tài)平衡。硫酸生產(chǎn)過程工藝復(fù)雜, 介質(zhì)腐蝕性強, 選擇和安裝儀表的要求嚴格, 只有加強日常維護、儀表的穩(wěn)定與準確計量才能為提高硫酸產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量提供保證

液氨流量計的技術(shù)參數(shù)：

測量范圍:水（20℃）1-200000 l／h、空氣（20℃，0．1013MPa）0．03－4000m3／h參見流量表，特殊流量可訂制
量程比：標準型10：1 特殊型20：1

精度： 標準型1．5級 特殊型1．0級

壓力等級：標準型： DN15－DN50 4.0MPa DN80-DN200 1.6MPa

特殊型： DN15－DN50 25MPa DN80-DN200 16MPa

液氨流量計夾套的壓力等級為1．6MPa

液氨流量計特殊型在選型和訂貨前應(yīng)與工廠協(xié)商

壓力損失：7kPa-70kPa

介質(zhì)溫度：標準型：－80℃-＋200℃：PTFE：0℃－85℃

高溫型：高可達400℃

介質(zhì)粘度：DN15: <5mPa.s(F15.1-F15.3)、<30mPa.s(F15.4-F15.8)、DN25: <250mPFa.s、DN50-DN150: <300mPa.s

環(huán)境溫度：液晶型－30℃－+85℃

指針型：－40℃－+120℃

液氨流量計連接形式：標準型：DIN2501標準法蘭

特殊型：由用戶的任意標準法蘭或螺紋

電纜接口：M20＊1．5

液氨流量計供電電源：標準型24VDC二線制4－20mA（10．8VDC－36VDC ）

交流型：85－265VAC 50HZ

液氨計量表電池型：3．6V@4AH鎳氫電池

報警輸出：上限或下限瞬時流量報警

液氨計量表標準型：集電極開路輸出（大100mA@30VDC內(nèi)部阻抗100 歐）

特殊型：繼電器輸出（觸點容量大5A@250VAC）

脈沖輸出：累積脈沖輸出，小間隔50毫秒

液氨計量表液晶顯示：瞬時流量顯示數(shù)值范圍：0－50000

累計流量顯示數(shù)值范圍：0－99999999

防護等級：IP65

液氨流量計防爆標志：本安型iaⅡCT6 隔爆型dⅡCT6

金屬管浮子流量計檢測部分是由一個自下向上擴張的垂直錐形管和一個沿著錐形管軸可以上下自由移動的浮子組成。工作原理如圖1所示，被測流體從下向上經(jīng)過錐管和浮子形成的環(huán)隙時，浮子上、下端產(chǎn)生差壓形成浮子上升的力。浮子在錐管中高度和通過的流量有著對應(yīng)關(guān)系。

體積流量Q的基本方程式為：

式中α 儀表的流量系數(shù)，因浮子形狀而異；

△F 流通環(huán)形面積，m2 ；

g 當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋琺/s2；

Vf 浮子體積，如有延伸體亦應(yīng)包括，m3；

ρf 浮子材料密度，kg/m3；

Ff 浮子工作直徑（大直徑）處的橫截面，m2；

Gf 浮子重量，kg。

式中d 浮子大直徑（即工作直徑），m;

h 浮子從錐管內(nèi)徑等于從浮子大直徑處上升高度，m;

β 錐管的圓錐角；

a、b 為常數(shù)

從（1），（2），（3）公式可知，在一定的條件下，浮子在錐管內(nèi)的高度與體積流量有一定的比例對應(yīng)關(guān)系。讀出浮子的高度，就可以知道相對應(yīng)的體積流量，再通過轉(zhuǎn)換器，將浮子的高度轉(zhuǎn)換成所對應(yīng)的體積流量所對應(yīng)的刻度，這就是金屬管浮子流量計的檢測原理。

轉(zhuǎn)換指示器

轉(zhuǎn)換器實際上是將錐管內(nèi)浮子的高度轉(zhuǎn)換成所對應(yīng)的體積流量的刻度。從輸出信號來分：有就地顯

示型和遠傳信號輸出型：

就地顯示型：由就地指示器中的隨動磁鋼與浮子內(nèi)磁鋼耦合，而發(fā)生轉(zhuǎn)動，同時電動指針通過刻度盤指示出此時流量

智能遠傳型，由智能型指示器中的隨動磁鋼與浮子內(nèi)磁鋼耦合，而發(fā)生轉(zhuǎn)動，同時帶動傳感磁鋼及指針，通過一個磁傳感器將磁場變化轉(zhuǎn)化成電信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)字濾波，微處理器處理，D/A輸出，LCD液晶顯示，來顯示出瞬時流量及累積流量大小。（如下圖所示）

式中α 儀表的流量系數(shù)，因浮子形狀而異；

△F 流通環(huán)形面積，m2 ；

g 當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋琺/s2；

Vf 浮子體積，如有延伸體亦應(yīng)包括，m3；

ρf 浮子材料密度，kg/m3；

ρ 被測流體密度，如為氣體是在浮子上游橫截面上的密度，kg/m3；

Ff 浮子工作直徑（大直徑）處的橫截面，m2；

Gf 浮子重量，kg。

流通環(huán)形面積與浮子高度之間的關(guān)系如式（3）所示，當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計已定，則d、β為常量。

式中d 浮子大直徑（即工作直徑），m;

h 浮子從錐管內(nèi)徑等于從浮子大直徑處上升高度，m;

β 錐管的圓錐角；

LZ－列金屬管浮子流量計流量選擇表

液氨計量表外形結(jié)構(gòu)：