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            入電解槽鹽水流量計的選型應用
            發布時間:2021-04-16 08:57:03

            1、入電解槽鹽水流量計工況

            總電流為40KA的四個電解槽,每個單元槽鹽水流量范圍為0~20m3/h,總電流為60KA的四個電解槽,每個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℃,鹽水介質具有腐蝕性。此流量作為電解槽單槽聯鎖停的條件,流量低低報警時聯鎖停單個電解槽。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)機泵電流不穩導致鹽水泵流量不穩;

            (3)鹽水介質含雜質未處理完全,影響流量;

            (4)在溫度低和濃度高鹽水容易結晶,影響流量。

            經過一次和二次精制后的精鹽水進入電解槽,流量應符合每個槽的工藝指標要求,如果流量波動不穩定,將對膜產生影響,對電解槽將造成很大危害,流量計的可靠和準確測量,有助于保證生產穩定、高效運行。

            2、兩種電解槽鹽水流量計的性能比較

            進電解槽鹽水流量測量,主要采用金屬管轉子流量計和電磁流量計兩種測量方式,以下就兩種流量計在性能上進行比對。

            用于進電解槽鹽水流量測量金屬管轉子流量計和電磁流量計選型情況,該選型在電解鹽水工況長期應用效果較好,具體如下。

            金屬管轉子流量計:錐筒/浮子導桿/浮子/其他接液部分材質為鈦,二線制4~20mA,指示器精度:±2%,變送器精度:±0.5%,底進頂出。

            電磁流量計:襯里材質為PFA,電極和接地環材質為鉭,24VDC四線制,輸出:4~20mA+HART,精度:±0.5%,內置DC噪聲切除電路,雙頻勵磁方式。

            結合介質特性和儀表特性,以及長期應用運行情況,對兩種流量計的應用情況進行比對。

            金屬管轉子流量計:

            (1)安裝位置上有優勢,不限電磁場的限制,可直接安裝貼近于電解槽進口處,滿足垂直安裝的要求即可,便于現場工藝人員在電解槽廠房內直觀觀察流量。

            (2)接線方式上有優勢, 為二線制儀表,從中控室到現場只需敷設兩根電纜,節約了電纜材料費用和敷設費用,同時不需要中控DCS系統提供一路單獨配電。

            (3)使用后的故障維護情況:出現故障的概率不高,液位個別出現小范圍的波動現象時,造成的原因之一可能為長期使用后浮子和導桿上下動作,表面出現磨損卡澀現象,其二可能由于介質出現結晶或是介質中含雜物,此時可在流量聯鎖解除后,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,以保證浮子動作順暢。同時每次停車檢修時將流量計拆下清洗并對浮子、導桿等進行檢查處理。

            (4)采購成本:由于鹽水介質具有腐蝕性,該流量計在正常開車情況下不具備拆下檢修的工況條件,錐筒/浮子導桿/浮子/其他接液部分材質均采用鈦材,采購成本較大。

            電磁流量計:

            (1)安裝位置需遠離強磁場、直管段要求不高:電磁流量計采用法拉第電磁感應原理,由于液體中感應出的電勢值很小,所以要引入高放大倍數的放大器,這樣電磁流量計就特別容易受外界電磁場的干擾,即使很微弱的信號在經過高倍放大后,對結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。而強直流電流的電解槽會產生一個強磁場,磁場會使電磁流量計的電磁線路受到干擾,因此電磁流量計安裝時不可安裝在電解槽內,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。由于電磁流量計不安裝在電解槽內,在電解廠房內安裝流量顯示表,以方便工藝人員對鹽水流量進行監控操作。此工況的電磁流量計選型選用雙頻勵磁方式,可以在較大范圍內消除環境電磁場的干擾,同時采用內置DC降噪電路,口徑為15mm或以上且流體電導率為50us/cm或以上時,可以有效工作。

            電磁流量計有一定的安裝直管段長度要求,如果介質不滿管或有氣泡,會導致勵磁磁場的偏差和波動,測量數據不準確,而直管段則是為了進一步消除氣泡。上游不應小于5D,下游不應小于3D或按廠家要求。

            (2)接線方式:二線制和四線制電磁流量計的精度、抗干擾能力和成本等各方面考慮,國內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)使用后的故障維護情況:電磁流量計在安裝位置不受電磁干擾且符合安裝規范的情況下,故障率較低,可能造成流量波動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,接地電阻應控制在4Ω以下,遇到流量波動時應先對電磁流量計的接地進行檢查,確保接地良好;其二是檢查主板是否有發熱現象,電子元件在長期帶電工作的情況下,可能出現元件老化,可更換進行排查;其三是檢查中控DCS的供電電源電壓是否在工作范圍內,運行時間較久的系統,由于負載的增加和電源的老化,電壓會出現衰減現象;其四是由于鹽水可能會出現結垢的現象,需利用每次停車時間對電磁流量計的電極及本體進行清洗,以避免此類干擾因素。

            (4)采購成本:電磁流量計雖然采用了四線制,增加了電纜的成本和敷設費用,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子流量計而言,差距較大。綜合以上,從使用維護情況、安裝、成本等各方面考慮,電磁流量計比金屬轉子流量計在電解槽鹽水流量工況上使用的性價比更高,且由于體積小在維護上更方便。早期的電解槽采用了金屬轉子流量計,而目前主要以電磁流量計作為主要測量手段。

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