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粘胶生产线常用仪表的选型与安装


粘胶生产线常用仪表的选型与安装
唐山三友集团兴达化纤有限公司 【摘 李二亮 河北唐山 063305

要】 本文针对粘胶生产线现场使用仪表的类型、适用介质、工作

原理进行论述, 为提高仪表运行准确性及稳定性, 文中提出现场仪表选型, 安装注意事项,主要对流量、温度、液位等现场仪表进行了相关说明。 【关键词】 1 概述 目前,粘胶

生产线普遍采用 DCS 控制,而为 DCS 提供测量信号的前端 仪表因此尤为重要。现场仪表运行的稳定性与测量的准确性对 DCS 显示及 控制起到决定性作用, 从而直接影响生产线的稳定运行。 粘胶生产过程中, 原液、纺练、酸站等工序工艺介质各不相同,一般都有腐蚀性。仪表选型 是否准确则直接影响运行的可靠。因此,应注重现场仪表的选型与安装。 本文针对生产,重点介绍了粘胶生产现场常用的流量、温度、液位等 3 类 检测仪表的选型及安装方面应注意的问题。 2.流量检测仪表 目前,唐山三友化纤粘胶生产线常用的流量测量仪表是电磁流量计和 涡街流量计。 2.1 电磁流量计的工作原理。 当导电流体横切磁场流动时,会在流体中感应出与速度成正比的电压。 在管道垂直断面上,同一直径处安装一对电极,则在电极之间会产生感应 电动势 E。计算公式:E=BDV, 为磁场强度,D 为管道直径,V 为液体平均 (B 流速。 )由于磁场 B 及管道直径 D 为常数,故体积流量 Q 与感应电动势成 线性关系。电磁流量计在被测流体中无阻力元件或运动件,无干扰,测量 现场仪表 测量 安装 介质

时不受流体温度、压力、密度、黏度等影响,适用电导率大于 20?S/cm 的 导电液体。不能用于气体,蒸汽,等非导电性流体。被测介质不能含有较 多的铁磁性物质及气泡。 2.2 电磁流量计选型注意事项 运行的正常量程应超过流量计满量程的 50%,实际压力小于流量计的 额定工作压力;根据介质的种类选择测合适的衬里和电极材料。原液浸渍 工序主要是碱液,选用橡胶衬里(如氯丁橡胶) ,电极选用 316L(不锈钢) 即可;纺练精炼工序酸性水,选用聚四氟乙烯(PTFE)衬里,电极选用哈 氏 C 合金(HC);酸站浓酸流量计选用的是聚四氟乙烯(PTFE)衬里、Pt 电 极。选用 PTFE 衬里时需注意,安装时要避免在测量管中产生超过规定的 负压条件,否则将会损坏 PTFE 衬里。 2.3 电磁流量计的安装 电磁流量计可以安装在水平、垂直及倾斜管道上,但是测量电极的轴 线必须保持水平方向,且与管道中心互相垂直。管道内不存在气体,液体 必须充满管道;在垂直安装时,被测流体应自下而上流动;流量计的上游 直管段长度至少为 5D(D 指安装管道的直径) ,如上游有阀门直管段长度 至少为 10D(D 指安装管道的直径) ,下游直管段长度至少为 3D(D 指安装 管道的直径) ;电磁流量计应安装在无强电磁干扰、无剧烈振动的场所。 因电磁流量计的信号比较微弱,在满量程时只有 2.5-8mv,外界略有干扰, 就会影响仪表精度,所以应有良好的接地。 2.4 涡街流量计的工作原理 涡街流量计是在流体中安放一根非流线型阻流体,流体在阻流体两侧 交替地分离释放出两串规则的漩涡,在一定的流量范围内漩涡分离频率正

比于管道内的平均流速,通过采用各种形式的检测元件测出漩涡频率就可 以推算出流体的流量。涡街流量计由涡街传感器和转换电路组成,传感器 的核心是漩涡发生体和漩涡检测器。 2.5 涡街流量计的安装注意事项 粘胶生产线,一次蒸汽温度较高,宜选用涡街流量计。涡街流量计是 速度式流量计,漩涡的规律性易受上游测的湍流、流速分布畸变等因素的 影响, 因此流量计安装时上游直管段不得小于 10D 指安装管道的直径) (D , 下游直管段不得小于 5D(D 指安装管道的直径) 。传感器在管道上可以水 平、垂直或倾斜安装,但要防止气泡和液滴干扰;涡街流量计对振动很敏 感,因此传感器的安装场所应尽量避开振动源。 3 .温度检测仪表 3.1 Pt100 热电阻 三友化纤粘胶生产中用得最多的是 Pt100 热电阻,通常和显示仪表, DCS 系统配套使用。Pt100 精度高、线性好、测温范围宽(-200-850℃) , 稳定性和复现性好,但价格较高。Pt100 有二线制、三线制和四线制 3 种 连接方式。一般短距离选用二线制接法;中距离选用三线制接法;如果要 求精度高,近距离则选用四线制接法。具体用哪种电路应该根据系统要求 决定。如果精度要求一般,采用三线制是经济、稳定、实用的选择。 Pt100 在管道上安装,应保证测温元件与流体充分接触,要求测温元 件迎着被测介质流向,至少与被测介质测流向成 90 度,切勿与被测介质 形成顺流。Pt100 安装时要保证测量端有足够的插入深度,为防止热损失, 保护套管露在设备外部的长度应尽量短,并加保护层,减少由于热损失带 来的测量误差。为防止高温下保护套管变形,应尽量垂直安装。在有流速

的管子中必须倾斜安装,如有条件尽量在管道的弯管处安装。若需水平安 装时,应有支架加以支撑。 4.液位检测仪表 4.1 差压式液位变送器。 对于粘胶行业中最常见的酸罐、碱罐、熟成桶、粘胶桶、纺丝桶等, 其液位测量选用的是差压式物位测量仪表。差压式液位变送器,其测量依 据是:H=P/gρ 式中:P 为容器底部测量差压;H 为液位高度;ρ 为液体密 度。 法兰式差压变送器适于测量腐蚀性、结晶性、粘稠性和含悬浮物的液 体的液位。 像碱站的碱罐, 浴站的热软水罐等宜选用平法兰式差压变送器, 法兰及膜片材料均选用 316L 不锈钢即可。而浴站的酸性水罐,也是采用 平法兰差压变送器,但因为酸性水腐蚀性强,膜片材料选用钽材质,法兰 材料用 316L 不锈钢。像纺丝桶,粘胶桶等高粘性,结胶性的介质,宜选 用插入式法兰差压变送器。 差压变送器的安装高度,除了考虑维护方便之外,主要还以测量准确 为原则。当最低液位处于变送器安装口的下方时,变送器应该进行零点迁 移。碱站的碱罐,浴站的热水罐,都是开口容器,变送器安装于罐的底部 位置,容器液位的压力连接到变送器的高压侧,低压侧通大气。粘胶桶, 纺丝桶是密闭带压的罐体,容器内的压力变化影响液位的测量。所以在罐 顶开取压口,用导压管连接到变送器的负压侧,这样差压的实时变化就能 反映真实的液位了。 4.2 雷达液位计 雷达液位计采用高频振荡器作为微波发生器,发生器产生的微波用导

波管将它引到辐射天线,并向下射出。当微波遇到障碍物,例如液体液面 时,部分被吸收,部分被反射回来。通过测量发射波与液位反射波之间时 间差来实现液位测量。对于酸站的熔融槽(俗称 S 桶) ,因其内部介质为 芒硝(十水硫酸钠)的固液混合体,容易结晶,有一定的腐蚀性,宜采用 雷达液位计。 安装雷达液位计时,应避开进料口和漩涡,因为液体在注入时会产生 幅度比被测液位反射的有效回波大得多的虚假回波。同时,漩涡引起的不 规则液位会对微波信号产生散射,从而引起有效信号的衰减,所以应避开 它们。对于有搅拌的容器,雷达液位计的安装位置不要在搅拌器附近。为 了防止结晶物附着在液位计上影响测量,要求传感器与最高液位之间至少 有 100-800 毫米的安全距离。 5.结束语 在粘胶生产中有很多生产指标和工艺参数要测量和控制,要使现场仪 表能真正成为装置生产的“眼睛”和“耳朵” ,为生产监控提供准确、可 靠、快捷的信息,首先就是现场测量仪表的合理选型,一定要综合考虑诸 多因素,多次比较、筛选,全面考虑;其次就是正确的安装。正确的选型 与安装能对安全生产、节能降耗、优化指标和提高经济效益起到积极的作 用。

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电仪车间 李二亮


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