聚乙烯醇（PVA）是一種重要化學(xué)助劑，其主要用于紡織行業(yè)經(jīng)紗漿料、織物整理劑、維尼綸纖維原料；建筑裝潢行業(yè)107膠、內(nèi)外墻涂料、粘合劑；化工行業(yè)用作聚合乳化劑、分散劑及聚乙烯醇縮甲醛、縮乙醛、縮丁醛樹脂；造紙行業(yè)用作紙品粘合劑；農(nóng)業(yè)方面用于土壤改良劑、農(nóng)藥粘附增效劑和聚乙烯醇薄膜；還可用于日用化妝品及高頻淬火劑等方面。隨著工控自動(dòng)化水平的不斷提高，在聚乙烯醇（PVA）的實(shí)際生產(chǎn)過程中，參與生產(chǎn)過程的各種物料必須按一定的量或比例投入，企業(yè)為了降低成本并節(jié)能降耗，對(duì)相應(yīng)硝酸管道流量計(jì)測(cè)量精度的要求也越來越高。
流量計(jì)有很多種類型，從傳統(tǒng)的孔板流量計(jì)、渦輪流量計(jì)直到硝酸管道流量計(jì)、超聲波流量計(jì)等在石化行業(yè)中的應(yīng)用有著廣泛的應(yīng)用。在此，筆者將介紹硝酸管道流量計(jì)在內(nèi)蒙古雙欣環(huán)保材料股份有限公司在PVA生產(chǎn)裝置中的實(shí)際應(yīng)用，并總結(jié)應(yīng)用中流量計(jì)的幾類故障和解決方法。希望對(duì)于從業(yè)朋友們有所幫助。
一、工作原理
硝酸管道流量計(jì)是利用法拉*電磁感應(yīng)定律設(shè)計(jì)的流量測(cè)量?jī)x表，用于測(cè)量導(dǎo)電液體的體積流量。根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律，當(dāng)導(dǎo)體切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ex（圖1），方向根據(jù)右手定則確定，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ex的大小與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、傳感器管道的內(nèi)徑D和流過導(dǎo)電液體的流速V成正比，B、D、V三者相互垂直，即Ex=BDV。

硝酸管道流量計(jì)由轉(zhuǎn)換器和傳感器兩部分組成，兩者用連接線連接。硝酸管道流量計(jì)的電極附在流量計(jì)管的外部，由這些電極通過氧化鋁陶瓷管壁的電容來獲取液體流動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。硝酸管道流量計(jì)的測(cè)量管由氧化鋁陶瓷管的電容式電極，一個(gè)包括線圈鐵心、接地環(huán)和密封外殼的電磁回路組成。為了避免浮地電容的影響，將密封的外殼設(shè)計(jì)為環(huán)繞電容式電極，從而產(chǎn)生密封驅(qū)動(dòng)的電容式電極。
二、產(chǎn)品特點(diǎn)
硝酸管道流量計(jì)的特點(diǎn)如下：硝酸管道流量計(jì)的測(cè)量導(dǎo)管是一段光滑的直管，內(nèi)部無可動(dòng)部件和阻流部件，因此無壓力損失，無機(jī)械慣性，反應(yīng)十分靈敏，測(cè)量精度較高；測(cè)量范圍寬，量程比寬；可以測(cè)量含有固體顆粒的導(dǎo)電液體體積流量，也可以進(jìn)行正、反向雙向測(cè)量；測(cè)量過程中不受被測(cè)介質(zhì)的溫度、壓力、密度、粘度和流動(dòng)狀態(tài)的影響，無測(cè)量滯后；采用24V（DC）單獨(dú)供電，硝酸管道流量計(jì)采用高頻勵(lì)磁技術(shù)，在測(cè)量低導(dǎo)電率流體流量時(shí)對(duì)流量噪聲具有抗干擾性，具有快速響應(yīng)和消除輸出噪聲的功能，其氧化鋁陶瓷襯里適應(yīng)各種腐蝕性導(dǎo)電液體流量的測(cè)量；目前只有硝酸管道流量計(jì)可以測(cè)量低至0.01μS/cm的超低電導(dǎo)率液體，還可以測(cè)量高濃度漿體的流量和容易附著或堵塞的導(dǎo)電液體的流量，而不必?fù)?dān)心結(jié)垢、腐蝕或堵塞問題，降低了維護(hù)成本。需要注意的是，在使用中被測(cè)液體溫度要求低于120℃，流速要高于0.3m/s，壓力不能超過1.6MPa，而且要求不能含有較多的鐵磁性物質(zhì)和氣泡。
三、安裝要求
硝酸管道流量計(jì)的安裝質(zhì)量對(duì)其測(cè)量結(jié)果的影響較大，因此在安裝時(shí)需要注意幾個(gè)問題。*先，硝酸管道流量計(jì)直管段的選擇在配管時(shí)一定要按照要求進(jìn)行選擇，一般選擇流量計(jì)通徑與工藝管道通徑相同，即可滿足工程需要，而且安裝方便、壓力損失小，流量計(jì)直管段上游側(cè)的長(zhǎng)度不少于5倍工藝管道直徑，下游側(cè)的長(zhǎng)度不少于3倍工藝管道直徑（圖2）。但在流速太慢而又要求精度較高或需要變徑的應(yīng)用場(chǎng)合，可選擇通徑小于工藝管道通徑的流量計(jì)，以提高測(cè)量精度，此時(shí)流量計(jì)上、下游必須加裝異徑管，且進(jìn)口異徑管上游側(cè)應(yīng)有長(zhǎng)于10倍工藝管道直徑的直管段，下游側(cè)應(yīng)有長(zhǎng)于5倍工藝管道直徑的直管段（圖3）。

安裝時(shí)必須保證流量計(jì)的管徑與工藝管道同心，被測(cè)液體的流向與硝酸管道流量計(jì)上的箭頭標(biāo)記方向一致；選擇振動(dòng)小的場(chǎng)所，避免附近有大電機(jī)，以免引起電磁場(chǎng)干擾；選擇能夠滿足必要的維修空間的場(chǎng)所，盡量避免周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體，還要避免陽光直射；電容式硝酸管道流量計(jì)既可以水平安裝也可以垂直安裝，但必須保證硝酸管道流量計(jì)的測(cè)量管中始終充滿液體，對(duì)含有固體顆粒以及污濁的液體建議垂直安裝（流向自下而上），以減少對(duì)電極的磨蝕和沾污；管道中應(yīng)保證液體不產(chǎn)生氣泡，以免影響測(cè)量精度；硝酸管道流量計(jì)必須接地。
四、硝酸管道流量計(jì)在PVA生產(chǎn)中的應(yīng)用
4.1 合成工段
在合成工段，分離塔一段循環(huán)液和送精餾工段過濾液的測(cè)量中使用了硝酸管道流量計(jì)。分離塔一段的被測(cè)液體中主要含有大量的醋酸、少量的VAC和部分碳粉，被測(cè)液體既臟又具有腐蝕性，并伴有強(qiáng)烈的酸味和刺激性氣味，使用該硝酸管道流量計(jì)測(cè)量維護(hù)量很少而且測(cè)量精度也比較高。
4.2 精餾工段
在精餾過濾室，過濾液加料計(jì)量采用了硝酸管道流量計(jì)測(cè)量。過濾液的主要成分是醋酸和碳粉，物料具有腐蝕性，刺激性氣味濃。之前采用金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，管道容易堵塞，經(jīng)常要拆洗，維護(hù)量大。自從改換硝酸管道流量計(jì)后，維護(hù)量小且測(cè)量精度也比較高。
4.3 聚合與醇解工段
在聚合工段，由聚合二釜樹脂送出的液體由硝酸管道流量計(jì)測(cè)量，聚合一釜加AIBN甲醇溶液的計(jì)量也使用該流量計(jì)。在醇解工段，醇解機(jī)靜態(tài)混合器樹脂加料計(jì)量也使用了該流量計(jì)。
樹脂的成分是聚醋酸乙烯甲醇，是無色粘稠狀液體。偶氮二異丁腈（AIBN）甲醇溶液容易結(jié)晶，而且對(duì)人體有毒。使用該流量計(jì)后，管道再無堵塞發(fā)生，而且維護(hù)量少，測(cè)量精度也較高。
五、故障與解決方法
5.1 流量信號(hào)無顯示
合成工藝操作人員反映，分離塔一段送精餾工段過濾液流量表FT-126流量值無顯示，儀表人員判斷出現(xiàn)此種情況的主要原因可能是硝酸管道流量計(jì)斷電或管壁上沾有污垢或測(cè)量導(dǎo)管襯里損壞。仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)，流量計(jì)管道堵塞，無法送出過濾液，疏通管道后測(cè)量示值顯示正常。
合成工藝操作人員反映，分離塔一段循環(huán)液流量表FT-141無顯示，現(xiàn)場(chǎng)一次表黑屏。實(shí)地檢查發(fā)現(xiàn)，保險(xiǎn)絲熔斷，用備用保險(xiǎn)絲替換后，儀表指示正常。
聚合工藝操作人員反映，聚合二釜樹脂送出流量表FT-324流量值上、下波動(dòng)大。在現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)，硝酸管道流量計(jì)本身無故障，硝酸管道流量計(jì)外殼接地線脫落，重新連接后流量計(jì)指示正常。
5.3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際值與DCS顯示值不對(duì)應(yīng)
聚合工藝操作人員反映，聚合一釜加AIBN甲醇溶液現(xiàn)場(chǎng)流量表FT-311顯示與中控DCS顯示不對(duì)應(yīng)。在工藝人員的配合下，將流量表的前、后截止閥關(guān)死，并打開旁路截止閥，保證工藝正常運(yùn)行。在保證硝酸管道流量計(jì)所測(cè)管道充滿液體并靜止的情況下，儀表人員重新調(diào)校該表的零點(diǎn)后，關(guān)閉旁路截止閥并打開流量計(jì)前、后截止閥，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際值與DCS顯示值還是不對(duì)應(yīng)。經(jīng)過仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)，硝酸管道流量計(jì)的量程設(shè)置與DCS上的量程不對(duì)應(yīng)，重新設(shè)定后，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際值與DCS顯示值一致。
5.4 零點(diǎn)不穩(wěn)定
大檢修停車后，儀表人員在檢查合成工段FT-126時(shí)發(fā)現(xiàn)硝酸管道流量計(jì)的零點(diǎn)變動(dòng)。檢查儀表外觀和內(nèi)部參數(shù)，沒有發(fā)現(xiàn)異常，拆下硝酸管道流量計(jì)后，發(fā)現(xiàn)流量計(jì)內(nèi)壁附著醋酸晶體，除去電極上的醋酸晶體后重新安裝，零點(diǎn)恢復(fù)正常。
六、結(jié)束語
硝酸管道流量計(jì)作為流量測(cè)量?jī)x表的一種，要使其在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮恰當(dāng)作用，必須在安裝和使用時(shí)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，才能滿足工藝要求。筆者結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，介紹了其安裝注意事項(xiàng)，并總結(jié)了該流量計(jì)在PVA生產(chǎn)中的故障現(xiàn)象和解決辦法，希望能給同行以借鑒。

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