摘　要(yào)：本文(wén)介紹了氧(yǎng)化鋁工(gōng)藝流程(chéng)及流程(chéng)物料特點,電(diàn)磁流(liú)量計 工作(zuò)原理結構(gòu)特點(diǎn),介紹了電磁流(liú)量計(jì)在氧化鋁生(shēng)産中的(de)應用(yòng)狀況,指出(chū)應用過程中存(cún)在的(de)問題及解(jiě)決辦法。
1　引(yǐn)言
　　中(zhōng)州鋁廠(chǎng)一期設(shè)計規模年(nián)産20萬(wàn)噸氧(yǎng)化(huà)鋁,其工(gōng)序多、流(liú)程長。随(suí)着企(qǐ)業不(bú)斷的(de)技術改造(zào),産量日益(yì)提(tí)高,液量(liàng)平衡要(yào)求更加(jiā)嚴格。爲(wèi)保證産(chǎn)品質量,控(kòng)制各項指标(biāo),生産流程中液(yè)量(liàng)需要(yào)進行測(cè)量,流量(liàng)測量作爲(wèi)監視(shì)生産過程(chéng)狀況(kuàng)的主要手段之(zhī)一,對(duì)降(jiàng)耗節能(néng)具(jù)有很(hěn)大(dà)的意(yì)義。根據氧(yǎng)化鋁(lǚ)生産的特點,在(zài)氧化鋁(lǚ)生産過程中(zhōng)采(cǎi)用(yòng)大量(liàng)的(de)電磁流(liú)量計(jì)。
2　氧化鋁(lǚ)工藝(yì)流程
　　氧(yǎng)化鋁生産(chǎn)是燒(shāo)結(jié)法(fǎ)生産,用鋁(lǚ)土礦(kuàng)、石灰(huī)石和(hé)純(chún)堿(jiǎn)混合(hé)制成生(shēng)料漿(jiāng),在(zài)高溫(wēn)下進行燒結,然後(hòu)将(jiāng)燒結(jié)熟料(liào)在稀(xī)堿溶液中溶出,鋁酸(suān)鈉溶液(yè)則(zé)進入(rù)溶液裏成爲鋁(lǚ)酸鈉溶(róng)液(yè),而不(bú)溶性的化合物雜(zá)質進入(rù)赤泥(ní)中與(yǔ)鋁酸鈉溶液分離。鋁酸鈉溶液經脫矽淨(jìng)化後(hòu)進入(rù)碳酸化(huà)分解,得(dé)到的(de)氫氧化鋁(lǚ)分離(lí)洗滌焙(bèi)燒成氧(yǎng)化鋁。分(fèn)離(lí)得到(dào)的碳(tàn)酸母液用(yòng)于下一批鋁礦(kuàng)配料(liào),其生産(chǎn)流(liú)程如圖2—1示(shì):

3　電磁流量計(jì)工作原(yuán)理及特點
3.1　 電磁流量計工作原(yuán)理
　　電磁流量計是根據法拉第(dì)電磁感(gǎn)應(yīng)定律制成(chéng)的。傳感器的測量導(dǎo)管是(shì)一内襯絕(jué)緣材(cái)料的非(fēi)導磁合(hé)金導(dǎo)管,其電極與襯裏(lǐ)内(nèi)表面基本齊平。勵磁(cí)線圈由(yóu)雙向勵磁時(shí),将在與導管軸線垂直的方向上産生一磁通密度(dù)爲b(特(tè)斯拉(lā))的工(gōng)作磁(cí)場,當平均(jun1)流速(sù)爲v(m/s)的導(dǎo)電性流(liú)體流入時,在磁(cí)場和(hé)流向共同(tóng)的直(zhí)角方(fāng)向上(shàng)就産生(shēng)了電動(dòng)勢e(v),并由電極檢(jiǎn)出。
電動(dòng)勢　e=d×v×b(3—1)
體積(jī)流量(liàng)爲　q=π/4×d2×v(3—2)
　　流(liú)速的檢測(cè)可通(tōng)過(guò)比(bǐ)率e/e來測(cè)量(liàng),該項(xiàng)功能由(yóu)電(diàn)磁流(liú)量轉換器完成。其(qí)中e爲基準電(diàn)壓信(xìn)号是在磁(cí)通檢(jiǎn)測線圈中(zhōng)産生的(de),與(yǔ)b成正(zhèng)比。電(diàn)壓信号e和(hé)基準信(xìn)号(hào)e同時(shí)送至轉換器處理并輸出與流(liú)量成(chéng)正(zhèng)比(bǐ)的各(gè)種信号。其(qí)工作(zuò)原理(lǐ)如圖3—1所示(shì)。

3.2　電磁(cí)流量計測(cè)量特點
　　電磁流量計的使用條件是(shì)要求(qiú)流體是導(dǎo)電性的,它有許多優點:沒有機(jī)械可動部(bù)分;測(cè)量管(guǎn)内無阻礙(ài)流動部件,無(wú)壓損,屬節能型流(liú)量計(jì);能夠測量(liàng)腐蝕性流體,對(duì)漿液測量具有(yǒu)獨特的适(shì)應性(xìng);不受流體密度、粘度(dù)的影(yǐng)響,測(cè)量與雷諾(nuò)數無關(guān);流速分布的(de)影響(xiǎng)較小,在電(diàn)磁流量計(jì)的前(qián)後,必(bì)須(xū)有足夠的直(zhí)管段(duàn)長度(dù),一般要求(qiú)上遊(yóu)側應大于5d;量程(chéng)寬、精(jīng)度高,電磁流量(liàng)計量程比(bǐ)爲1500∶1;精度爲(wèi)相對(duì)指示值的0.5%;能夠(gòu)測量流體(tǐ)的管(guǎn)徑範圍廣,目前我廠應(yīng)用的有50mm、80mm、100mm、150mm、200mm、250mm、800mm口徑的。
4　電磁流(liú)量計在氧(yǎng)化鋁(lǚ)生産(chǎn)中的應用(yòng)
　　氧化(huà)鋁(lǚ)濕法生(shēng)産流程中的物(wù)料大(dà)都(dōu)是液體、液體和(hé)微(wēi)粒混(hùn)合的(de)料漿,屬于(yú)穩定流動(dòng)類型,僅在某些設備(bèi)開、停(tíng)車時能産(chǎn)生不穩定流動(dòng)。液體(tǐ)是強堿性的,所以既(jì)有化學腐(fǔ)蝕,還有因(yīn)侵蝕、汽蝕(shí)等引(yǐn)起的機械腐蝕(shí)以及(jí)因(yīn)材(cái)料的(de)應力(lì)存在而産(chǎn)生的(de)應力(lì)腐蝕(shí)。液體(tǐ)的溫度不(bú)高于95℃。
　　由于電磁(cí)流量計的優(yōu)點同氧化鋁(lǚ)生産(chǎn)流程中(zhōng)的物料特性(xìng)有(yǒu)很(hěn)多相(xiàng)同之處,因此也(yě)就在氧(yǎng)化(huà)鋁行(háng)業中得到(dào)了充(chōng)分利用(yòng)。中州鋁廠共(gòng)有各種流(liú)量計170套,其中電(diàn)磁流量計82套(tào),占(zhàn)總數的49.9%。在(zài)1998年的(de)“窯磨(mó)工(gōng)程”中,采(cǎi)用了5套電磁流量計分别檢測(cè)堿液流量、料漿(jiāng)流量、精液(yè)流量(liàng)和冷卻水流量(liàng),2套b系(xì)列電(diàn)磁流(liú)量計用(yòng)于碳分(fèn)母液(yè)、蒸發母液(yè)的測量。料漿流量的測(cè)量過去(qù)采用(yòng)的是(shì)b系列電磁流量計,儀(yí)表示值波(bō)動大(dà),崗位操作工反(fǎn)映生産操(cāo)作困難,雖(suī)經(jīng)儀表維(wéi)護人員(yuán)多次修(xiū)理檢(jiǎn)查,問(wèn)題依(yī)然存在。在(zài)3#熟料(liào)燒成(chéng)窯(yáo)設計中(zhōng),3#入窯(yáo)料漿(jiāng)流量(liàng)測量選用了電(diàn)磁流量計,沒有儀表(biǎo)示(shì)值(zhí)波動(dòng)現象(xiàng)發生(shēng),可見(jiàn)e系列(liè)電磁流量(liàng)計(jì)比b系列抗幹(gàn)擾性能好。
電磁(cí)流量計在(zài)現場(chǎng)安裝使用過程(chéng)中應注意(yì)以下(xià)幾點(diǎn):
(1)接(jiē)地問題(tí)
　　管道是絕緣(yuán)管(guǎn)電流在流體中(zhōng)流動,因(yīn)爲(wèi)受雜波的(de)影響,所以(yǐ)必須使裝(zhuāng)在流(liú)量計的(de)管子(zǐ)兩(liǎng)側的(de)接地(dì)環可靠接地,以(yǐ)便使(shǐ)液體接地(dì)。運行經驗(yàn)說明,即使(shǐ)變送器接地(dì)良(liáng)好,當(dāng)變(biàn)送(sòng)器附(fù)近的電(diàn)力(lì)設備(bèi)有較強的(de)漏地(dì)電流,或在安裝(zhuāng)變送器(qì)的管道(dào)上存在較(jiào)大的雜散(sàn)電流(liú),或進(jìn)行電(diàn)焊,都将引(yǐn)起幹擾電勢的(de)增加,進而(ér)影響儀表(biǎo)正常(cháng)運行(háng)。
(2)保證上遊(yóu)側直管有足夠的長(zhǎng)度
　　流速分布對(duì)精度的(de)影響雖(suī)然比其(qí)他流量(liàng)計小(xiǎo),但還是要(yào)消除這種影響,爲此(cǐ)在安裝時(shí)要确(què)保上(shàng)遊(yóu)側的直(zhí)管(guǎn)有(yǒu)足夠(gòu)的長度,這樣才(cái)能保(bǎo)證(zhèng)流速按(àn)同心圓分布,也才能進行精确(què)測量。
(3)确保(bǎo)管道(dào)的“滿(mǎn)水(shuǐ)”狀(zhuàng)态
　　隻(zhī)有電極部分接(jiē)觸(chù)到(dào)液(yè)體才能(néng)測量流量(liàng),因爲是測定流(liú)速并(bìng)與截面積相乘(chéng)求出流量,如果(guǒ)管内液體(tǐ)沒有充滿(mǎn),截(jié)面(miàn)積(jī)會變小(xiǎo),就會引起誤差(chà)。另外氣泡(pào)雖然(rán)不(bú)會造成(chéng)測量(liàng)的障礙,但(dàn)同樣會引起測(cè)量誤差。
(4)流量計口徑、電極及内(nèi)襯材(cái)料的(de)正确(què)選擇(zé)
　　選擇(zé)時,首(shǒu)先要選擇與管道直徑相(xiàng)同的流量(liàng)計,如果流(liú)量計(jì)的口(kǒu)徑比(bǐ)管道(dào)大,流速分(fèn)布就不均勻,誤差就(jiù)會增大。電極及内(nèi)襯(chèn)材料(liào)選擇(zé)時,需根據(jù)對被測流(liú)體的(de)耐受性進行選(xuǎn)擇。
5　電磁(cí)流(liú)量計在生(shēng)産流程中(zhōng)應用(yòng)存在的問題(tí)
5.1　傳(chuán)感器測量(liàng)管的結垢問題(tí)
　　氧化鋁生(shēng)産中,料漿的(de)結垢十(shí)分嚴(yán)重(zhòng)。結垢的主(zhǔ)要(yào)成(chéng)分是鋁(lǚ)矽酸鈉,質(zhì)地堅(jiān)硬而又(yòu)附着力強。傳感器結垢(gòu)後,需要定期進(jìn)行清理(lǐ),如果不(bú)進行清理(lǐ)則管(guǎn)徑改變,測量誤(wù)差增大。但(dàn)清理(lǐ)結垢(gòu)是十分困(kùn)難的(de)事,結垢的(de)清理(lǐ)往往要影(yǐng)響到傳感(gǎn)器的(de)使用(yòng)壽命。在檢修過程中通常采(cǎi)用(yòng)以下方法(fǎ)處理:
(1)機(jī)械除垢
　　由于采用(yòng)機構(gòu)除垢(gòu),容易(yì)損壞襯裏(lǐ),有時也會(huì)損壞(huài)電極。選用(yòng)的電(diàn)磁流量計(jì)大部分用的是(shì)聚四(sì)氟乙烯襯(chèn)裏。
(2)化(huà)學除(chú)垢
　　利(lì)用5～10%硫酸冷泡,硫(liú)酸與結垢(gòu)(鋁(lǚ)矽(xī)酸鈉)中(zhōng)的(de)鈉起(qǐ)作用(yòng),生成可容(róng)性硫(liú)酸鈉,從而(ér)破壞鋁矽(xī)酸鈉(nà)結構,使結垢松(sōng)軟,并使之(zhī)脫落(luò)而達(dá)到除垢的(de)目的。
　　以上(shàng)兩種方法都必(bì)須在(zài)傳感(gǎn)器拆(chāi)掉之(zhī)後才能進行清(qīng)理,儀(yí)表(biǎo)維(wéi)護及(jí)檢修人員的工(gōng)作量比(bǐ)較大。能否增加一(yī)種超(chāo)聲波發生(shēng)裝置(zhì),利用超(chāo)聲輻射(shè)定時除(chú)垢,值得(dé)廠家研(yán)究(jiū)。
5.2　測量(liàng)電極(jí)的滲漏問(wèn)題
　　氧化鋁(lǚ)生産(chǎn)過程中(zhōng)的(de)液體(tǐ)是強(qiáng)堿性的,而(ér)堿滲透性特别(bié)強。用于(yú)清水流量測(cè)量用(yòng)電磁(cí)流量計(jì)運行8年(nián)多時(shí)間,也沒有電極(jí)組件故障(zhàng)問題。由(yóu)于堿的滲透作用,使電(diàn)極組件絕緣電阻下降,導緻測(cè)量不準,甚至停(tíng)用。所使用的電磁流量(liàng)計的損壞大部(bù)分是由(yóu)于此(cǐ)種情況而(ér)導緻(zhì)的。有關單(dān)位應根(gēn)據這種(zhǒng)情況研究一種(zhǒng)能滿足用戶需要的(de)電磁流量(liàng)計,同(tóng)此(cǐ)類似的(de)還有造紙行業(yè)、化工行業(yè)等。
6　結束語
　　随着電子技術(shù)的發(fā)展,電(diàn)磁流量(liàng)計智能(néng)化的(de)實現(xiàn)在發(fā)展壯大過程中(zhōng),将會發揮更大(dà)的作(zuò)用,使檢測(cè)的數據更(gèng)加準(zhǔn)确。

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