灰乳密度计在纯碱生产中的应用

2018-03-26，，

纯碱工业 2018年2期

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(山东海化股份有限公司纯碱厂，山东潍坊　262737 )

山东海化纯碱厂是氨碱法纯碱生产的特大型企业。石灰乳是氨碱法纯碱生产的一种重要原料，盐水精制和氨的回收中，都需要大量的石灰乳。生产中所用的石灰乳，要求有较高的Ca(OH)2浓度，以减少蒸氨液体的体积，节约蒸汽。高质量的石灰乳含量可高达160～220 tt,一般浓度在150～160 tt。灰乳的密度关系到生产、设备、消耗的多个环节。尽可能提高石灰乳浓度，降低石灰乳黏度，便于输送，减少杂质，以减轻设备磨损，降低蒸汽消耗。由于石灰乳颗粒较多、黏稠度大，灰乳密度的在线分析一直是个测量难题。

1　工作原理

石灰乳受激而发生振动时，其振动频率或振幅与石灰乳本身的质量有关。如果在检测段内充以一定体积的石灰乳液体样品，则其振动频率或振幅的变化便反映一定体积的石灰乳液体的质量,在测得质量和体积的条件下，经运算求得密度。

传感器采用科里奥利力原理设计，通过测量流体在振动管道中流动产生的科里奥利力F与质量流量成正比实现F=2wxqm，质量流量qm=ρμA。A——截面积；μ——流速；ρ——密度；ρ=ρm/μA。

2　构成和功能

灰乳密度计由质量流量传感器和转换器组成。传感器由测量管、驱动器和感应器组成。转换器由前置放大器、滤波整形、转换电路、微处理器、输入输出接口电路组成。传感器能够对灰乳质量流量直接测量，同时还可以测量流体密度及温度。转换器能够实现体积流量、流速、电流输出、运算功能，内部参数可以组态，支持MODBUS协议、小流量切除、零点标定、弹状流抑制功能、超限报警功能。

3　改进安装

3.1　灰乳预处理

为降低石灰乳中的颗粒含量，取得稳定的石灰乳清液，首先对灰乳预处理。采用旋液分离器对灰乳初步分离澄清，然后用过滤网进一步过滤杂质和颗粒。

3.2　传感器管路吹洗

石灰乳中含颗粒、气体、黏稠情况，选择安装过滤器、气液分离器、冲洗水等预处理装置。将传感器安装点选择在盐水车间五楼灰乳主管线上，安装方式为旗式安装，利用循环水进行定时冲洗过滤器和传感器，保证仪表长周期稳定运行。安装如图1所示。

3.3　减震安装

安装时确保管道稳固，以避免管道扰动影响仪表测量。在连接的刚性管道两端增加金属软管，以减少震动影响，严重时安装脉动流抑制装置。为了精确校准零点，在传感器的上、下游加装断流阀，并保证下游阀关闭时无泄漏。

3.4　旗式安装

为了防止料浆的沉积，方便排空，传感器采取向上旗式安装的方式。测量介质应自下而上流动，正反向安装冲洗管路，排空阀等装置，便于清洗维护传感器管路。

3.5　接地

如果管线的连接处是通过地面固定的，传感器可以通过管线接地。如果未经管线接地，则连接一根接地线至变送器接线盒的内部或外部接地螺钉，通过接地引线至大地，或遵从设备接地网要求，用14AWG(2.5 mm)或更大规格的铜线接地，所有接地引线尽可能短，阻抗小于1 Ω，不正确的接地会引起测量误差。

3.6　供电

布线应考虑耐腐蚀、耐高温、传输距离等因素，应遵守行业法规要求和习惯安装；为了保证最大隔离电气噪声，要避免电源线和信号线并行走线，且电源线和信号线不允许从同一线孔进入；变送器和功率放大器使用两路电源分开供电；完成接线后压紧接线盒，确保电缆进线口完全密封，防止潮气进入，否则可能导致测量误差和流量计故障的产生。

4　应用与维护

变送器设置主要包括流量设置、输出设置、显示设置、单位设置、校准设置以及流速设置，至少标定三次，如果三次标定值接近则说明系统运行正常，零点值按最后一次的标定值为准。在使用过程中，故障原因分应用问题和仪表系统问题两部分，应用问题较为复杂、经常发生，如工艺、介质状态变化引起测量波动误差，应根据实际情况分析，定时冲洗过滤器和传感器是保证仪表正常运行的条件；仪表的故障诊断可以借助面板上LCD显示器的报警信息，对照故障信息表查找原因，如：写入和读出数据错误、超过设定值、输出饱和、介质有泄漏等。

当长期使用或更换传感器后，再次使用发现精度不符合指标要求时，则需要重新标定。标定方法优先采用称重法，系数修正公式：F.S1=F.S0×(1+(M-MT)/MT)，其中(F.S1修正后系数、F.S0修正前系数、M标准质量总量、MT变送器指示的质量总量)。修正系数应采用多次测量修正的平均值，将修正后的系数输入后重新标定，若不符合要求需重复上述过程。