电磁流量计在精细化工生产中的应用

 

1 设备选型及安装注意事项

#初选定使用两套#普通的高位槽加流量计自流的方案，由 A、B 溶液配料槽用化工泵经过精密过滤器打到高位槽，因两种溶液温度要求控制在特定温度 ±3℃范围内使用，如这样的话需要增加两套高位槽罐体含搅拌装置和测温装置，辅助加热及罐体保温等措施，然后在罐体液位计上做好标记，确定好加入总量、手动调节阀门，使瞬时流量达到1 ∶ 1 要求，#

 

关键的是液位高低的压力对流速的影响需要随时调整流量大小，人为因素太多，对产品的稳定性得不到有效保障，操作比较繁琐，不便于工业化大规模生产需要，所以否定了此方案。同时企业也在起步阶段，不想投入过多基建和购置成本，又想稳定产品质量、提高工作效率与降低人工成本，想利用现有的几台旧搪瓷反应釜和搅拌槽加以改造后使用。经过了解，市场上尽管流量计种类繁多，但目前市面上却很少看到一种既能控制总流量、又能随时微调整控制瞬时流量的成套装置设备，（比加油站加油器需要多一个随时微调节瞬时流量的功能），但想找到一款成套的能适合本生产工艺要求的设备几乎没有。

 

2 经过查找资料及多方面了解，确定#终方案

1）选用两台无锡天利生产的 IT50 型工业恒流泵（蠕动泵），进出口 DN40、功率2.2kW、额定流量1.5~2.5m3/h、压力1.0MPa可调速、转速25~50r/min。

 

工作原理 ：用一根内壁光滑、强度可靠的特制防腐橡胶材质软管安装于泵内部，通过一对压辊沿着软管旋转挤压，这样的旋转使得介质往一个方向输送而不会有倒流，软管在输送介质之后，由被压扁软管的自身弹性和侧导辊的强制下，软管恢复原状，此时，软管内产生高真空将介质再次吸入管腔；然后介质在随之而来的辊挤压下从软管内排出，如此周而得始，介质不断地被吸入和排出。此泵的特点 ：流量误差范围可控制在＜5% 以内，并且流量可进行线性调节。

 

2）调速可配国产安邦信 AMB-G72R2 系列2.2kW 变频器，操作简单，便于维护。

 

3）流量计选用永利总站总区仪表生产的SC-LDE 智能电磁流量计（内衬四氟防腐材质高温型）及配套生产的 SSR-XMJA-9000 流量积算仪，电磁流量计选有4~20mA 输出型、精度0.5%的即可。

 

4）配套阀门选用先锋阀门生产的 CU-KF 型 DN 40 高真空三通球阀配合使用。

 

3 电磁流量计安装的注意事项

 

1）要保证电磁流量计安装于管道上的位置为前10D 后5D

（D 为管道直径），且越长越好，如前面有泵和调节阀时要尽可能地增加前直管道的长度。

2）要考虑其电磁流量计测量管必须完全注满介质，应优先考虑在垂直管道中安装，且管内溶液必须是由下而上流动，电磁流量计的正负方向应与介质流动方向一致。

3）电磁流量计安装时应避免强磁场场所，要求将电磁流量计外壳，被测介质和工艺管道三者必须连成等电位，并要求好立接地，接地电阻需小于10Ω，接地环材质为耐腐蚀不锈钢，长约 30mm 的圆管管径，接地线应选用 16mm² 多股铜芯线。

4）电磁流量计的变送器和二次仪表必须使用电源中的同一相线，否则由于检测信号和反馈信号相位差120°，使仪表不能正常工作。

5）避免管道振动，电磁流量计安装应尽量减少过程连接上的扭矩和弯曲负载 ；同时不要使用电磁流量计来支撑管道，#好使用橡胶缓冲安装连接器来为电磁流量计提供附加支撑。

 

4 按工艺特性要求设计控制回路

设备工艺管道连接如图1 所示。

电气线路控制原理 ：启动—合上开关 QF- 按下启动按钮SB2—接触器 KM 线圈得电—KM 主触头吸合同时辅助触头吸合自锁—变频器通电。

 

自动控制 ：当旋钮开关 SA 指向 1 自动位置时，（前提流量积算仪需设置参数定量数值大于 0），缓慢调整变频器变频参数，变频器即可输出—恒流泵转动—电磁流量计数据反馈到流量积算仪—当累计流量达到设定值时—流量积算仪 ALM1（触点6 和公共点5）断开—变频器外接公共点 com 和 run 点断开，变频器停止输出。

 

手动控制 ：当 SA 旋钮开关打到“2”手动位置时，变频器外接 com 和 run 点接通—变频器调整频率参数输出—恒流泵启动。

 

停止 ：当 SA 旋钮开关打到“0”停止位置时，变频器外接公共点 com 和 run 点断开，变频器无输出—恒流泵停止然后需把变频器频率设置到“0”位，按下 SB1停止即可。

 

4.1 在实际生产中应用流程

（1）精密过滤器段球阀，分别用 A、B 化工泵通过精密过滤器输送到 A、B 溶液加热保温釜内。

（2）升（保）温循环 ：把高真空三通球阀分别切换到 A、B 溶液加热保温釜自循环位置，SA 旋钮开关打到2 手动位置，打开加热保温釜出口球阀、打开恒流泵进出口球阀，然后分别设置 A、B 溶液相对应的变频器频率为10~15Hz（需小流量循环），即可启动 A、B 恒流泵，然后开启加热保温釜搅拌，让其均匀加热。当 A、B 溶液加热保温釜温度达到工艺制定要求温度且稳定30min 以上时即可进行下一道工序。

 

（3）合成反应 ：停止 A、B 溶液加热保温釜自循环，A、B 溶液对应的两台变频器频率设置归零后、SA 旋钮开关打到“0”停止位置，切换 A、B 溶液加热保温釜高真空三通球阀到合成釜位置，按工艺要求设置流量积算仪定值参数，输入需要加入立方数、瞬时流量显示切换到 L/h 为单位（流量累积数据可每次清零、或叠加等到一定立方数时再清零）、按工艺要求设置好 A、B 溶液变频器频率参数，A、B 溶液 SA 旋钮开关同时打到“1”自动位置即可启动变频器，然后恒流泵启动开始合成反应 ；流量数据经电磁流量计信号线传输到流量积算仪，显示瞬时流量及累积流量，当瞬时流量有差异时，可适当微调整 A 或 B 溶液变频器频率，使其瞬时流量达到工艺要求的1 ∶ 1 对等流量，当累积流量达到设定值时，流量积算仪 ALM1 地衣报警输出内置继电器5、6 触头断开，即变频器停止输出，同时恒流泵停止工作，然后需手动把变频器频率调整到“0”位，同时 SA 旋钮开关旋转至“0”位即可。

 

（4）陈化 pH 调整 ：当合成反应釜加完料稳定 20min 后，根据 pH 在线监测仪判断，pH 值是否在工艺要求范围内，如偏差较大，则由工艺人员决定补加 A 溶液或 B 溶液。补加时，变频器频率shou先需先确认是在“0”位，然后把需要补加溶液相对应的 SA 旋钮开关旋转至“2”手动位置，然后微调变频器频率，恒流泵即可启动，然后参考在线 pH 值使其达到工艺要求范围内之后，然后调整变频器频率至“0”位，同时旋钮开关旋转至“0”位即可完成此操作。

 

4.2 应用效果

按照以上设备布置及变频器控制恒流泵微调的控制方法生产，在之后连续跟踪生产合成的 38 釜中，根据现场工艺记录数据统计，pH 值偏差需要微调的只有2 釜，占合成量的5.2%，通过微调使其 pH 值达到工艺要求范围内 ；陈化合成结束后主要检测物料粒度 D50 指标，都在18~23μm，半成品一次合格率达到100% 工艺要求。设备在近一年来合成期间的使用当中没有出现任何故障问题，电气仪表及配套设施的性能比较牢固可靠，系统改造投运以来，可用性及可靠性明显，运行稳定。

 

5 结束语

随着科学技术的飞速发展，仪表自动控制相对于传统控制有了很大的进步，通过仪表自动控制在精细化工行业中的普及应用，企业的生产能力和水平不断提高，而且由于仪表自动控制的精que性和稳定性，仪表出现故障的可能性极大降低，延长了设备的使用寿命。因此，不断完善提高仪表自动控制在传统控制中的技术与应用，对于精细化工行业的发展有着不可忽视的重要作用。