液氨計(jì)量表--金湖天翔儀表有限公司  質(zhì)量是企業(yè)的生命，每件產(chǎn)品都是匠心之作！

   液氨計(jì)量表適用于小口徑和低流速介質(zhì)的流量測量；工作可靠，維護(hù)量小，壽命長；對于直管段要求不高 ；較寬的流量比10：1；雙行大液晶顯示，可選現(xiàn)場瞬時(shí)/累計(jì)流量顯示，可帶背光 單軸靈敏指示；非接觸磁耦合傳動(dòng)；全金屬結(jié)構(gòu)，適于高溫、高 壓和強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)；可用于易燃、易爆危險(xiǎn)場合；可選二線制、電池、交流供電方 式；多參數(shù)標(biāo)定功能； 液氨流量計(jì)帶有數(shù)據(jù)恢復(fù)，數(shù)據(jù)備份及掉電保護(hù)功能.

    標(biāo)準(zhǔn)型LZ系列液氨計(jì)量表由一個(gè)測量管和一個(gè)就地指示器組成。 就地指示器還可以選擇安裝附加的電氣部件，適用于液體和氣體的測量。
  液氨流量計(jì)采用變面積式測量原理，測量部件由一個(gè)錐形測量管和浮子 組成，浮子能在錐形測量管中自由的上下移動(dòng)，改變管道中的流通面積，液氨流量計(jì)隨著流量大小的變化,浮子在測量管中的垂直位置也發(fā)生相應(yīng)的變化，通鋼管過磁傳遞系統(tǒng)將浮子的位置傳遞到指示器的刻度盤上，指示流量值的大小。
 在M6、M8、M9指示器中，隨動(dòng)磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)被直接傳送到刻度盤上； 在M7指示器中，隨動(dòng)磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)通過一個(gè)凸輪板使指針線性的指示流量值 的大小。

液氨計(jì)量表產(chǎn)品優(yōu)勢：

★ 壓力損失小，葉輪具有防腐功能；

★ 采用*的超低功耗單片微機(jī)技術(shù)，整機(jī)功能強(qiáng)、功耗低、性能*。

★ 具有非線性精度補(bǔ)償功能的智能流量顯示器。修正公式精度優(yōu)于±0.02%

★ 儀表系數(shù)可由按鍵在線設(shè)置，并可顯示在LCD屏上，LCD屏直觀清晰，可靠性強(qiáng)

★ 采用EEPROM對累積流量、儀表系數(shù)掉電保護(hù)，保護(hù)時(shí)間大于10年

★ 采用高性能MCU中央處理器，完成數(shù)據(jù)采集處理顯示輸出、累積流量瞬時(shí)流量同

★ 屏顯示方便的人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)， 以標(biāo)準(zhǔn)485形式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

★ 采用全硬質(zhì)合金（碳化鎢）屏蔽式懸臂梁結(jié)構(gòu)軸承，集轉(zhuǎn)動(dòng)軸承與壓力軸承于一體，大大提高了軸承壽命，并可在有少量泥沙與污物的介質(zhì)中工作。

★ 采用1Cr18Ni9Ti全不銹鋼結(jié)構(gòu)，（渦輪采用2Cr13）防腐性能好。

★ 容易維修，有自整流的結(jié)構(gòu)，小型輕巧，結(jié)構(gòu)簡單，可在短時(shí)間內(nèi)將其組合拆開，

★ 內(nèi)部清洗簡單。

★ 有較強(qiáng)抗磁干擾和振動(dòng)能力、性能可靠、壽命長

★ 下限流速低,測量范圍寬，

★ 現(xiàn)場顯示型液晶屏顯示清晰直觀，功耗低，3V鋰電池供電可連續(xù)運(yùn)行5年以上，

★ 耐腐蝕，適用于酸堿溶液

筆者結(jié)合浙江江銅富冶和鼎銅業(yè)有限公司100kt/a粗銅搬遷改造和270 kt/a電解銅一期工程硫酸項(xiàng)目的自動(dòng)化儀表設(shè)備的選型和使用維護(hù)情況, 對儀表自控系統(tǒng)進(jìn)行介紹。該銅冶煉煙氣制酸項(xiàng)目采用二轉(zhuǎn)二吸生產(chǎn)工藝, 于2013年7月建成試生產(chǎn), 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力429 kt/a[以w (H2SO4) 100%硫酸計(jì)]。該套系統(tǒng)大量使用溫度、液位、壓力、流量、濃度等帶4~20 m A遠(yuǎn)傳信號的儀表, DCS系統(tǒng)采用浙大中控ECS100系列。在前期的系統(tǒng)運(yùn)行過程中, 發(fā)現(xiàn)部分現(xiàn)場檢測儀表由于設(shè)計(jì)選型不當(dāng), 造成信號不穩(wěn)定甚至腐蝕損壞儀表設(shè)備的現(xiàn)象, 隨后對現(xiàn)場儀表設(shè)備進(jìn)行了一次重新篩選, 對部分儀表選型進(jìn)行了改進(jìn)。

　　1 溫度檢測元器件的設(shè)計(jì)及改進(jìn)[2]

　　硫酸生產(chǎn)過程中大批量選用熱電偶、熱電阻等溫度檢測元件。由于測量設(shè)備與介質(zhì)直接接觸, 大多又安裝在帶壓設(shè)備上, 所以保護(hù)套管的選型、長短和安裝方式尤為重要。

　　1.1 高溫區(qū)域

　　在制酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)高溫氣態(tài)介質(zhì)中使用的測溫元件, 常規(guī)設(shè)計(jì)多使用分度號為K的熱電偶, 保護(hù)套管選用316L不銹鋼, 法蘭式安裝, 并選用耐高溫的紅木紙板墊片。

　　在使用過程中發(fā)現(xiàn), 轉(zhuǎn)化器內(nèi)長度為5 m及3.5 m的熱電偶元件在正常使用3年后均出現(xiàn)不同程度的磨損及難以插入和拔出的情況。由于轉(zhuǎn)化器較高, 更換及檢修具有很大的危險(xiǎn)性。經(jīng)多方面考慮, 在二期擴(kuò)建項(xiàng)目硫酸二系統(tǒng)中采用器內(nèi)加裝316L不銹鋼保護(hù)管方式, 增加器體測溫元件的使用壽命及降低該區(qū)域的工作勞動(dòng)強(qiáng)度。

　　1.2 強(qiáng)腐蝕帶壓區(qū)域

　　凈化、干吸工序存在稀酸、濃酸及低溫?zé)煔獾葟?qiáng)腐蝕性介質(zhì), 一般設(shè)計(jì)均選用不銹鋼熱敷聚四氟乙烯防腐保護(hù)管的鉑熱電阻, 法蘭式安裝方式。用于液體介質(zhì)的選用聚四氟乙烯墊片, 煙氣介質(zhì)選用石棉墊片。保護(hù)套管和墊片的正確選擇與規(guī)范安裝, 能減少腐蝕提高使用壽命。但是硫酸生產(chǎn)中液體介質(zhì)中多含顆粒雜質(zhì), 大多測溫元件又安裝于泵的出口, 聚四氟乙烯保護(hù)管常被損壞, 導(dǎo)致不銹鋼套管與介質(zhì)直接接觸而腐蝕損壞。高溫?zé)煔饨橘|(zhì)遇到停車檢修或工藝不正常, 會形成冷凝酸, 聚集在不銹鋼套管上, 也會引起套管腐蝕損壞。

　　凈化系統(tǒng)板式換熱器進(jìn)出水溫、干吸濃酸換熱器進(jìn)出水溫、干吸循環(huán)泵出口酸溫由于設(shè)計(jì)選型問題就曾出現(xiàn)過使用過程中保護(hù)套管斷裂脫落的情況。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)問題是由于多方面因素造成: (1) 設(shè)計(jì)安裝位置過于靠近設(shè)備本體流體沖刷壓力過大; (2) 設(shè)計(jì)選型為普通直桿式, 抗壓性能不足; (3) 設(shè)計(jì)保護(hù)管長度過長, 沖壓易折斷。在保證硫酸管道完整、安全、不增加新開孔的原則下, 對上述區(qū)域內(nèi)的所有測溫元件進(jìn)行了改造, 由原有的直桿式改為倒錐式, 并在原有的保護(hù)管基礎(chǔ)上進(jìn)行了相對應(yīng)的縮短。改造后運(yùn)行2年多時(shí)間, 使用情況正常, 再無出現(xiàn)過因硫酸泄漏導(dǎo)致的停車情況。

　　2 壓力檢測元器件的設(shè)計(jì)及改進(jìn)

　　2.1 設(shè)計(jì)選型

　　壓力是工業(yè)生產(chǎn)中四大重要工藝參數(shù)之一, 有些物理量 (如溫度、流量及液位) 也常采用間接測量壓力的方法獲得。在硫酸系統(tǒng)中, 常用的測壓儀表是帶遠(yuǎn)傳的法蘭式智能變送器 (ROSE-MOUNT3051系列) , 凈化與干吸液體介質(zhì)的測量多用隔膜式壓力表, 轉(zhuǎn)化及干吸系統(tǒng)氣體介質(zhì)的測量多采用智能壓力變送器。

　　2.2 改進(jìn)

　　1) 在一期工程硫酸項(xiàng)目中, 凈化區(qū)域設(shè)計(jì)毛細(xì)管雙法蘭變送器選用316L膜片, 運(yùn)行后相繼出現(xiàn)不銹鋼法蘭被腐蝕, 316L法蘭面出現(xiàn)漏酸事故, 經(jīng)確認(rèn)為膜片材質(zhì)不適應(yīng)工藝條件, 現(xiàn)場安裝不規(guī)范等原因。經(jīng)確認(rèn)后將所有的毛細(xì)管法蘭變送器換成哈氏C合金膜片后, 運(yùn)行至今未出現(xiàn)膜片被腐蝕現(xiàn)象。

　　2) 現(xiàn)場接液面法蘭被腐蝕情況較為嚴(yán)重, 凈化區(qū)域多為玻璃鋼材質(zhì)管道, 安裝法蘭面是現(xiàn)場制作多為不平整面, 為降低漏液腐蝕風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn), 現(xiàn)將所有的接液面法蘭改為整體聚四氟乙烯包裹式, 上述故障解決。

　　3) 轉(zhuǎn)化干吸區(qū)域壓力測量均在每個(gè)壓力檢測點(diǎn)前加裝一個(gè)等通徑的襯聚四氟乙烯碟閥或球閥, 遇到儀表故障需臨時(shí)關(guān)閉閥門時(shí)不至于影響生產(chǎn)。對于硫酸生產(chǎn)中易產(chǎn)生冷凝酸和酸泥、出現(xiàn)引壓管被腐蝕或堵塞的現(xiàn)象, 將取壓管彎頭朝上安裝, 使冷凝物回流到設(shè)備管道;同時(shí)盡量減少引壓管的長度和彎頭數(shù)量, 降低堵塞程度, 還要盡可能地對引壓管和設(shè)備連接處做好保溫處理以減少冷凝現(xiàn)象的發(fā)生。

　　3 流量檢測元器件的設(shè)計(jì)及改進(jìn)[3]

　　3.1 設(shè)計(jì)選型

　　流量檢測儀表按工作原理分為差壓、浮子、容積式、靶式、渦輪、渦街、電磁、超聲及明渠流量計(jì)等, 流量儀表的種類較多, 根據(jù)工藝介質(zhì)與流量范圍合理選擇。

　　3.2 改進(jìn)

　　1) 一期工程硫酸項(xiàng)目主風(fēng)機(jī)風(fēng)量測量選用比托管式流量計(jì) (EMERSON阿牛巴) , 前期生產(chǎn)中使用效果較穩(wěn)定, 但隨著時(shí)間的推移也出現(xiàn)了不少問題, 風(fēng)量顯示值時(shí)常亂跳。檢查發(fā)現(xiàn)由于主風(fēng)機(jī)進(jìn)口煙氣是由干燥塔直接引過來, 煙氣成份中含有微量的水分, 再加上定期的計(jì)劃停機(jī)檢修, 使得插入在管道中的比托管表面粘附一層較厚的綠色酸泥, 嚴(yán)重堵塞了比托管上的測量取樣孔。在后期的改造過程中加裝了定期反吹掃控制箱并結(jié)合每周2次的人工吹掃, 使用了1年多時(shí)間, 風(fēng)量顯示值亂跳動(dòng)情況得以解決。

　　2) 一期項(xiàng)目中測酸介質(zhì)的流量計(jì)選用的羅斯蒙特品牌電磁流量計(jì)。在個(gè)別鋼襯聚四氟乙烯管道的安裝位置, 由于管道法蘭與電磁流量計(jì)法蘭面安裝了不合適的聚四氟乙烯墊, 造成滲液腐蝕, 后經(jīng)系統(tǒng)停車重新安裝后, 問題得以解決。

　　3) 接地問題。一期制酸系統(tǒng)共使用羅斯蒙特品牌電磁流量計(jì)24套, 其中溢流堰稀酸流量、廢酸輸送泵出口流量、中水補(bǔ)水流量、原液出口流量、石膏反應(yīng)槽進(jìn)液流量、污水中和進(jìn)液流量、廠區(qū)回水系統(tǒng)流量共計(jì)7套配置接地環(huán), 選用的是羅斯蒙特三電極一體式產(chǎn)品。在使用過程中發(fā)現(xiàn)溢流堰稀酸流量計(jì)時(shí)常出現(xiàn)不規(guī)則的數(shù)據(jù)晃動(dòng)情況;其余6套產(chǎn)品則使用正常。該問題的出現(xiàn)一時(shí)無法解釋原因, 經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)及排查, 發(fā)現(xiàn)該玻璃鋼管道內(nèi)的介質(zhì)除稀酸、水、酸泥外還混合有不定量的金屬離子顆粒, 后改進(jìn)為三電極外加接地環(huán), 問題得以解決。由此可見, 在制酸工藝中出現(xiàn)問題的可能性是多方面的, 需要維護(hù)人員具備極其豐富的現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及故障問題分析處理能力, 一味的按照常規(guī)思路考慮問題也是行不通的。

　　4 液位檢測元器件的設(shè)計(jì)及改進(jìn)

　　常用的液位測量儀表有超聲波液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)和遠(yuǎn)傳磁翻板液位計(jì)。由于硫酸生產(chǎn)的密閉工藝特殊性, 不能正確反映和控制液位就有可能發(fā)生溢流造成環(huán)境污染或者缺水而損壞設(shè)備情況。一般設(shè)計(jì)均在干吸和凈化區(qū)域使用雷達(dá)液位計(jì), 為便于安裝。常在槽蓋上方開孔, 安裝一個(gè)帶法蘭的套管, 將液位計(jì)裝在套管上。在安裝時(shí)要注意雷達(dá)液位計(jì)有測量盲區(qū), 需盡量避開;如實(shí)在無法避開, 可調(diào)整雷達(dá)液位計(jì)的安裝高度及角度, 依據(jù)設(shè)備的回波率, 達(dá)到可接受的大值。在凈化一級動(dòng)力波洗滌器和氣體冷卻塔、二級動(dòng)力波洗滌器的上方由于不能安裝雷達(dá)液位計(jì), 開始設(shè)計(jì)是在塔體側(cè)面延伸垂直一套管, 將雷達(dá)探頭裝在套管頂部。使用時(shí)因?yàn)榧翰蹆?nèi)霧氣大, 干擾聲波, 而且斜測不能準(zhǔn)確地測量實(shí)際液位。通過在實(shí)踐工作中不斷的摸索積累經(jīng)驗(yàn), 在該管道與雷達(dá)液位計(jì)接口法蘭處人為進(jìn)行墊高并開一個(gè)排氣孔, 避免了霧氣影響雷達(dá)信號的方向;改造之后儀表運(yùn)行良好。需要注意的是, 超聲波和雷達(dá)液位計(jì)的探頭接觸腐蝕介質(zhì), 要定期對探頭清洗維護(hù)。

　　5 酸濃分析儀

　　目前, 國內(nèi)硫酸生產(chǎn)中酸濃度的測量多采用電導(dǎo)分析法中的電磁感應(yīng)法。電導(dǎo)傳感器的取樣有兩種方式:采用無電極電導(dǎo)傳感器 (俗稱磁頭) , 將二元液體介質(zhì)取出, 流經(jīng)裝有傳感器的測量槽來測量介質(zhì)的電導(dǎo)率, 即抽出式取樣;不取出酸樣是將傳感器經(jīng)接管或三通插入介質(zhì)流動(dòng)的管道內(nèi)測量, 即插入式取樣或原位式取樣。該項(xiàng)目實(shí)施過程中, 使用DKK硫酸濃度儀, 流通池用水平接管裝在主管道上, 該套儀表內(nèi)部存儲器存有三維運(yùn)算函數(shù)關(guān)系 (濃度、電導(dǎo)率、溫度) , 比較以往的常規(guī)酸濃檢測儀表具備更高的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性, 選用不同的檢測探頭, 其檢測值可從0~2μs/cm到0~20 s/cm的電導(dǎo)率值。傳感器的接觸液體部分材質(zhì)選用PFA即聚四氟乙烯, 具有很強(qiáng)的耐腐蝕性。使用3年多時(shí)間, 投運(yùn)效果良好, 性能穩(wěn)定、日常維護(hù)量小。

　　6 結(jié)語

　　基于自動(dòng)化儀表設(shè)備對酸濃的準(zhǔn)確測量和遠(yuǎn)程監(jiān)控, 技術(shù)人員對硫酸生產(chǎn)控制系統(tǒng)及其參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)與優(yōu)化, 使控制系統(tǒng)更加適應(yīng)生產(chǎn)工藝的要求, 充分實(shí)現(xiàn)了冶煉煙氣條件下的自動(dòng)串酸、自動(dòng)產(chǎn)酸, 保持干吸循環(huán)槽液態(tài)平衡。硫酸生產(chǎn)過程工藝復(fù)雜, 介質(zhì)腐蝕性強(qiáng), 選擇和安裝儀表的要求嚴(yán)格, 只有加強(qiáng)日常維護(hù)、儀表的穩(wěn)定與準(zhǔn)確計(jì)量才能為提高硫酸產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量提供保證

液氨流量計(jì)的技術(shù)參數(shù)：

測量范圍:水（20℃）1-200000 l／h、空氣（20℃，0．1013MPa）0．03－4000m3／h參見流量表，特殊流量可訂制
量程比：標(biāo)準(zhǔn)型10：1 特殊型20：1

精度： 標(biāo)準(zhǔn)型1．5級 特殊型1．0級

壓力等級：標(biāo)準(zhǔn)型： DN15－DN50 4.0MPa DN80-DN200 1.6MPa

特殊型： DN15－DN50 25MPa DN80-DN200 16MPa

液氨流量計(jì)夾套的壓力等級為1．6MPa

液氨流量計(jì)特殊型在選型和訂貨前應(yīng)與工廠協(xié)商

壓力損失：7kPa-70kPa

介質(zhì)溫度：標(biāo)準(zhǔn)型：－80℃-＋200℃：PTFE：0℃－85℃

高溫型：高可達(dá)400℃

介質(zhì)粘度：DN15: <5mPa.s(F15.1-F15.3)、<30mPa.s(F15.4-F15.8)、DN25: <250mPFa.s、DN50-DN150: <300mPa.s

環(huán)境溫度：液晶型－30℃－+85℃

指針型：－40℃－+120℃

液氨流量計(jì)連接形式：標(biāo)準(zhǔn)型：DIN2501標(biāo)準(zhǔn)法蘭

特殊型：由用戶的任意標(biāo)準(zhǔn)法蘭或螺紋

電纜接口：M20＊1．5

液氨流量計(jì)供電電源：標(biāo)準(zhǔn)型24VDC二線制4－20mA（10．8VDC－36VDC ）

交流型：85－265VAC 50HZ

液氨計(jì)量表電池型：3．6V@4AH鎳氫電池

報(bào)警輸出：上限或下限瞬時(shí)流量報(bào)警

液氨計(jì)量表標(biāo)準(zhǔn)型：集電極開路輸出（大100mA@30VDC內(nèi)部阻抗100 歐）

特殊型：繼電器輸出（觸點(diǎn)容量大5A@250VAC）

脈沖輸出：累積脈沖輸出，小間隔50毫秒

液氨計(jì)量表液晶顯示：瞬時(shí)流量顯示數(shù)值范圍：0－50000

累計(jì)流量顯示數(shù)值范圍：0－99999999

防護(hù)等級：IP65

液氨流量計(jì)防爆標(biāo)志：本安型iaⅡCT6 隔爆型dⅡCT6

金屬管浮子流量計(jì)檢測部分是由一個(gè)自下向上擴(kuò)張的垂直錐形管和一個(gè)沿著錐形管軸可以上下自由移動(dòng)的浮子組成。工作原理如圖1所示，被測流體從下向上經(jīng)過錐管和浮子形成的環(huán)隙時(shí)，浮子上、下端產(chǎn)生差壓形成浮子上升的力。浮子在錐管中高度和通過的流量有著對應(yīng)關(guān)系。

體積流量Q的基本方程式為：

式中α 儀表的流量系數(shù)，因浮子形狀而異；

△F 流通環(huán)形面積，m2 ；

g 當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，m/s2；

Vf 浮子體積，如有延伸體亦應(yīng)包括，m3；

ρf 浮子材料密度，kg/m3；

Ff 浮子工作直徑（大直徑）處的橫截面，m2；

Gf 浮子重量，kg。

式中d 浮子大直徑（即工作直徑），m;

h 浮子從錐管內(nèi)徑等于從浮子大直徑處上升高度，m;

β 錐管的圓錐角；

a、b 為常數(shù)

從（1），（2），（3）公式可知，在一定的條件下，浮子在錐管內(nèi)的高度與體積流量有一定的比例對應(yīng)關(guān)系。讀出浮子的高度，就可以知道相對應(yīng)的體積流量，再通過轉(zhuǎn)換器，將浮子的高度轉(zhuǎn)換成所對應(yīng)的體積流量所對應(yīng)的刻度，這就是金屬管浮子流量計(jì)的檢測原理。

轉(zhuǎn)換指示器

轉(zhuǎn)換器實(shí)際上是將錐管內(nèi)浮子的高度轉(zhuǎn)換成所對應(yīng)的體積流量的刻度。從輸出信號來分：有就地顯

示型和遠(yuǎn)傳信號輸出型：

就地顯示型：由就地指示器中的隨動(dòng)磁鋼與浮子內(nèi)磁鋼耦合，而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電動(dòng)指針通過刻度盤指示出此時(shí)流量

智能遠(yuǎn)傳型，由智能型指示器中的隨動(dòng)磁鋼與浮子內(nèi)磁鋼耦合，而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)傳感磁鋼及指針，通過一個(gè)磁傳感器將磁場變化轉(zhuǎn)化成電信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)字濾波，微處理器處理，D/A輸出，LCD液晶顯示，來顯示出瞬時(shí)流量及累積流量大小。（如下圖所示）

式中α 儀表的流量系數(shù)，因浮子形狀而異；

△F 流通環(huán)形面積，m2 ；

g 當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，m/s2；

Vf 浮子體積，如有延伸體亦應(yīng)包括，m3；

ρf 浮子材料密度，kg/m3；

ρ 被測流體密度，如為氣體是在浮子上游橫截面上的密度，kg/m3；

Ff 浮子工作直徑（大直徑）處的橫截面，m2；

Gf 浮子重量，kg。

流通環(huán)形面積與浮子高度之間的關(guān)系如式（3）所示，當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已定，則d、β為常量。

式中d 浮子大直徑（即工作直徑），m;

h 浮子從錐管內(nèi)徑等于從浮子大直徑處上升高度，m;

β 錐管的圓錐角；

LZ－列金屬管浮子流量計(jì)流量選擇表

液氨計(jì)量表外形結(jié)構(gòu)：