矿浆流量计在固含量高的矿液流量中的应用
点击次数:1961 发布时间:2020-08-13 05:35:59
1、概述
随着工业自(zì)动化的迅猛发展,各种智能仪表也在工业设计中发挥着越来越重要的作用。在现代工业化生产中,智能化系统(tǒng)的应用越来越广泛,这也使在生产中人为出现问题的可能(néng)性降低了很多(duō)。但对各种仪表的精确(què)度及(jí)可操作性的要求也随之(zhī)提高了。以下结合在某(mǒu)石煤提取五氧化二钒工程(chéng)中对矿浆流量计在固含量高的矿液流量的应(yīng)用、出现问题及(jí)其解决方法等论述(shù)如下。
2、工艺流程的简介
本项目为石煤综合(hé)利用(yòng)的项目。现有提钒工艺产生大量废渣。其主要成分为二氧(yǎng)化硅,但其中夹带有大量的钒资源,钒资源利用率低,同时,该废渣中碱含(hán)量较高,如将废渣随意堆放,易造成环境污(wū)染。本项目*大(dà)特点在于利用现有提钒工(gōng)艺中的提钒二次渣作为制备沉淀法白炭(tàn)黑的主要原料(liào),将废渣(zhā)中的(de)硅资源得到充分利用。为企业创造了新的经济增长点,同时,解决了(le)现有提钒生产中(zhōng)造成的钒资源浪费(fèi)和环境污(wū)染问题,此外,该项目利用现有提钒生产线脱碳工序中产生的余热(rè)作为加热热源,取代了传统工艺(yì)以(yǐ)烟煤为主(zhǔ)要燃料的方法,即对生产中产生的余热得到了有效合(hé)理的利用,又(yòu)进一步降低了(le)产生的燃料成本,达到了(le)节能减排,资源综合利用的目的,工艺(yì)流程框图(tú)如(rú)下。
在浆液制(zhì)备的过(guò)程需加入一定量的氢氧化钠,使矿石(shí)中的钒能尽可能溶解在碱性溶液中,制成的浆(jiāng)液中固体含量较高,约为50%,为保(bǎo)证下一工序的(de)稳定操作(zuò)和产品的质量,需(xū)对加入溶解罐中的浆液量进行准确计量。并通过(guò)DCS控制系(xì)统控(kòng)制阀(fá)门的开度。以保证流量的稳定(dìng)。这就对(duì)流量计的防腐,耐(nài)腐及精度都提出(chū)了很高的要求。本文主要对该项目中流量计的正确选型及矿浆流量计(jì)在高固含量浆液中的(de)使用等问题进行阐述。
3、流量计的选择方法
工(gōng)业(yè)生产上,温度、压力(lì)、流量、液位四大热工参数的测(cè)量中,流量测量要达到预期(qī)的精确度和可靠(kào)性普(pǔ)遍认(rèn)为是*难的。这关系着(zhe)工艺数(shù)据库提供、仪表的选型、安装和使用是否正确等问题,当然也存在着仪表本身的质量问(wèn)题(tí)。
在选择流量测量仪(yí)表时,主要是工艺介质及应用(yòng)条件的合(hé)适性,以及仪表的刻度、功能、精确度、经济性等方(fāng)面去考虑。
矿浆(jiāng)流量计是根据法拉弟电磁感应定律制成的一种测量导电性(xìng)液休的仪表。从(cóng)其工作原理看是符合本项目对流量计提出的(de)固含量高的碱(jiǎn)性溶液的条件。
4、本工程中,对矿(kuàng)浆流量计的选型的问题与解决方法进行讨论
4.1 矿浆流量(liàng)计的工作原理
矿(kuàng)浆流量计是根据(jù)法拉弟电磁感应定律制成的一种测量导电(diàn)性液休的仪表。即导体在磁场中切割磁力线运动时,导体中产(chǎn)生感应电势,其感应电势的大小与磁感应强度、流体做切割磁力(lì)线强(qiáng)度等因素成正比。
4.2 矿浆流量计的优缺点
4.2.1 矿浆流量计的优点
(1)测量(liàng)通道是段光滑(huá)直(zhí)管(guǎn),不会阻塞,适用于测量含固(gù)体颗(kē)粒的液固二相流体,如纸浆、泥浆、污水等。
(2)不(bú)产生流量检测所造成的压力损失(shī)。
(3)所测得体积流量实际上不(bú)受流体密度、粘度、温(wēn)度、压力和电导率的(de)明显影响。
(4)流量范(fàn)围内大,口径范围宽。
(5)可应用(yòng)腐蚀性流体。
4.2.2 矿浆流量计的缺点
(1)不能测量(liàng)电导(dǎo)率很低的流(liú)体。
(2)不能测量气体、蒸汽和含有较大气泡的液体。
(3)不能用于较高(gāo)温度的流体。
4.3 矿(kuàng)浆流量计的衬里讨论
根据介质的特性条件对以下几种衬里材料进行分析,讨论与选择。
4.3.1 氯丁橡胶
(1)主要性能:①耐油、耐溶剂、耐氧化、耐一般酸、碱、盐等介质腐(fǔ)蚀;②有*好的弹性、耐磨性、但耐寒性较差。
(2)适用范围:①0℃~80℃的(de)非强酸、强碱、强氧化性(xìng)的介质;②可(kě)测污水、泥浆。
4.3.2 天然橡(xiàng)胶
(1)主要性能:①耐磨性、耐腐蚀(shí)性、绝缘性、耐(nài)低温性较好;②耐油性(xìng)差,耐老化性和耐氧化性差。
(2)适用范围:-10℃~70℃非强酸、强(qiáng)碱、强氧化性介质,适用于饮用水。
4.3.3 聚氨脂橡胶
(1)主要性能(néng):①有*好的耐磨性、弹性;②耐(nài)酸、碱性能(néng)较差。
(2)适用范(fàn)围:①-25℃~60℃;②中性强磨损(sǔn)的矿浆、煤浆、泥浆。
4.3.4 特氟隆
(1)主要(yào)性能:①疏水性和非粘性好、较强的(de)耐(nài)高温性;②有*好的耐腐(fǔ)蚀性、能耐强酸、强碱(jiǎn)、有机溶剂和各种盐(yán)溶液;③抗负(fù)压能力较好、抗负(fù)压要求较高(gāo)时(shí)可内加金属网(wǎng),提高耐负(fù)压能力(lì);④耐磨性较差。
(2)适用(yòng)范(fàn)围:①-25℃~140℃的非强磨损介质;②卫(wèi)生(shēng)类介质。
4.3.5 聚四氟(fú)乙烯
(1)主要性能:①是塑料中化学性能*稳定的一种材料,能耐(nài)沸腾的盐酸、硫酸、硝酸和王水,也能耐浓(nóng)碱和各种(zhǒng)有机溶(róng)剂(jì),不耐三氟(fú)化氯、高温三(sān)氟化氧、高流速液氯、液氯、臭氧(yǎng)的腐蚀;②耐损磨性能差;③抗负压能力差。
(2)适用范围:①-25℃~140℃;②浓酸、碱等强腐蚀性介质;③卫生类介质。
4.3.6 氟化乙丙烯
(3)主要(yào)性能:①有疏水性(xìng)和不粘性;②耐(nài)腐蚀(shí)能力仅次于特氟隆;③耐负压要求(qiú)较高时可加金属(shǔ)网,提(tí)高耐(nài)负压能力;④耐磨性能较差。
(4)适用范(fàn)围:①-25℃~100℃的非强磨损介质;②卫生类介质(zhì)。
4.4 应用时遇到的问题及其解决的方法
通(tōng)过对以上几种衬里材料的讨论,我们不难发现氯丁橡(xiàng)胶(jiāo)与天(tiān)然(rán)橡胶虽然耐磨性能较好,但耐腐蚀性较(jiào)差。特氟隆,聚四(sì)氟乙烯,氟化乙丙烯虽然能够满足耐强碱腐蚀,耐(nài)磨性却不是很好。在经过反复比较后,选(xuǎn)择(zé)了稳定性*好的聚四氟乙烯,进行试运行,以检验矿浆流量计(jì)的使用性能(néng)。
该流量计使用了2~3个月后便出现了不能(néng)正常(cháng)使用的情况;为了弄清原因。将(jiāng)矿浆流(liú)量计拆下后,发现矿浆流量计出口处的衬里并没有出现(xiàn)问题,但在入口处的法兰(lán)外侧衬(chèn)里材料翻边处与测(cè)量管产生了脱离现象。衬里与金(jīn)属测量管之间出现了间(jiān)隙,导致液体进入了该间隙中,致使流量计(jì)无法正常使用。
在弄清了出现此问题的原因后,通过与生产厂(chǎng)商(shāng)的沟通,并经过工程技术人员的反复协商讨论。决定采(cǎi)取两项措施解决这一问题:①在磨浆制备过程(chéng)中进一步优化控制,使浆液中的固体(tǐ)颗径降低(dī),减少对矿浆流(liú)量计(jì)入口(kǒu)处的冲蚀作用;②降低浆液输送的流速;③在矿浆流量计入口与管道(dào)法兰(lán)连接增加一(yī)个(gè)2~3mm厚的不锈钢垫片,降低对矿浆流量计入口法兰处翻边衬(chèn)里材料的(de)冲蚀。不锈钢垫(diàn)片定期可换(huàn)。在采取了上述措施后,取得了明显的效(xiào)果,通过近两年运行考核,矿浆流量计运行稳定,计量准确,没有出现(xiàn)故(gù)障。所以,在该项目中对(duì)固含量较高浆液采用聚四氟乙烯衬里材料的矿浆(jiāng)流量(liàng)计量是可行的。
5 结束语
作为仪表电气专业的工程师,怎样(yàng)更好的了解工艺介质的情况,理解每种流量计本身的特点及优缺点,并且发现一些工程中可能(néng)会出现(xiàn)的问题,及解(jiě)决问题的能力是我(wǒ)们在不断(duàn)的工作中应该提高的。此次对矿浆流(liú)量计使用(yòng)条件的改善,是一次有益(yì)的尝试,同时也(yě)增加了我们勇于创新的(de)意识。
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随着工业自(zì)动化的迅猛发展,各种智能仪表也在工业设计中发挥着越来越重要的作用。在现代工业化生产中,智能化系统(tǒng)的应用越来越广泛,这也使在生产中人为出现问题的可能(néng)性降低了很多(duō)。但对各种仪表的精确(què)度及(jí)可操作性的要求也随之(zhī)提高了。以下结合在某(mǒu)石煤提取五氧化二钒工程(chéng)中对矿浆流量计在固含量高的矿液流量的应(yīng)用、出现问题及(jí)其解决方法等论述(shù)如下。
2、工艺流程的简介
本项目为石煤综合(hé)利用(yòng)的项目。现有提钒工艺产生大量废渣。其主要成分为二氧(yǎng)化硅,但其中夹带有大量的钒资源,钒资源利用率低,同时,该废渣中碱含(hán)量较高,如将废渣随意堆放,易造成环境污(wū)染。本项目*大(dà)特点在于利用现有提钒工(gōng)艺中的提钒二次渣作为制备沉淀法白炭(tàn)黑的主要原料(liào),将废渣(zhā)中的(de)硅资源得到充分利用。为企业创造了新的经济增长点,同时,解决了(le)现有提钒生产中(zhōng)造成的钒资源浪费(fèi)和环境污(wū)染问题,此外,该项目利用现有提钒生产线脱碳工序中产生的余热(rè)作为加热热源,取代了传统工艺(yì)以(yǐ)烟煤为主(zhǔ)要燃料的方法,即对生产中产生的余热得到了有效合(hé)理的利用,又(yòu)进一步降低了(le)产生的燃料成本,达到了(le)节能减排,资源综合利用的目的,工艺(yì)流程框图(tú)如(rú)下。
在浆液制(zhì)备的过(guò)程需加入一定量的氢氧化钠,使矿石(shí)中的钒能尽可能溶解在碱性溶液中,制成的浆(jiāng)液中固体含量较高,约为50%,为保(bǎo)证下一工序的(de)稳定操作(zuò)和产品的质量,需(xū)对加入溶解罐中的浆液量进行准确计量。并通过(guò)DCS控制系(xì)统控(kòng)制阀(fá)门的开度。以保证流量的稳定(dìng)。这就对(duì)流量计的防腐,耐(nài)腐及精度都提出(chū)了很高的要求。本文主要对该项目中流量计的正确选型及矿浆流量计(jì)在高固含量浆液中的(de)使用等问题进行阐述。
3、流量计的选择方法
工(gōng)业(yè)生产上,温度、压力(lì)、流量、液位四大热工参数的测(cè)量中,流量测量要达到预期(qī)的精确度和可靠(kào)性普(pǔ)遍认(rèn)为是*难的。这关系着(zhe)工艺数(shù)据库提供、仪表的选型、安装和使用是否正确等问题,当然也存在着仪表本身的质量问(wèn)题(tí)。
在选择流量测量仪(yí)表时,主要是工艺介质及应用(yòng)条件的合(hé)适性,以及仪表的刻度、功能、精确度、经济性等方(fāng)面去考虑。
矿浆(jiāng)流量计是根据法拉弟电磁感应定律制成的一种测量导电性(xìng)液休的仪表。从(cóng)其工作原理看是符合本项目对流量计提出的(de)固含量高的碱(jiǎn)性溶液的条件。
4、本工程中,对矿(kuàng)浆流量计的选型的问题与解决方法进行讨论
4.1 矿浆流量(liàng)计的工作原理
矿(kuàng)浆流量计是根据(jù)法拉弟电磁感应定律制成的一种测量导电(diàn)性液休的仪表。即导体在磁场中切割磁力线运动时,导体中产(chǎn)生感应电势,其感应电势的大小与磁感应强度、流体做切割磁力(lì)线强(qiáng)度等因素成正比。
4.2 矿浆流量计的优缺点
4.2.1 矿浆流量计的优点
(1)测量(liàng)通道是段光滑(huá)直(zhí)管(guǎn),不会阻塞,适用于测量含固(gù)体颗(kē)粒的液固二相流体,如纸浆、泥浆、污水等。
(2)不(bú)产生流量检测所造成的压力损失(shī)。
(3)所测得体积流量实际上不(bú)受流体密度、粘度、温(wēn)度、压力和电导率的(de)明显影响。
(4)流量范(fàn)围内大,口径范围宽。
(5)可应用(yòng)腐蚀性流体。
4.2.2 矿浆流量计的缺点
(1)不能测量(liàng)电导(dǎo)率很低的流(liú)体。
(2)不能测量气体、蒸汽和含有较大气泡的液体。
(3)不能用于较高(gāo)温度的流体。
4.3 矿(kuàng)浆流量计的衬里讨论
根据介质的特性条件对以下几种衬里材料进行分析,讨论与选择。
4.3.1 氯丁橡胶
(1)主要性能:①耐油、耐溶剂、耐氧化、耐一般酸、碱、盐等介质腐(fǔ)蚀;②有*好的弹性、耐磨性、但耐寒性较差。
(2)适用范围:①0℃~80℃的(de)非强酸、强碱、强氧化性(xìng)的介质;②可(kě)测污水、泥浆。
4.3.2 天然橡(xiàng)胶
(1)主要性能:①耐磨性、耐腐蚀(shí)性、绝缘性、耐(nài)低温性较好;②耐油性(xìng)差,耐老化性和耐氧化性差。
(2)适用范围:-10℃~70℃非强酸、强(qiáng)碱、强氧化性介质,适用于饮用水。
4.3.3 聚氨脂橡胶
(1)主要性能(néng):①有*好的耐磨性、弹性;②耐(nài)酸、碱性能(néng)较差。
(2)适用范(fàn)围:①-25℃~60℃;②中性强磨损(sǔn)的矿浆、煤浆、泥浆。
4.3.4 特氟隆
(1)主要(yào)性能:①疏水性和非粘性好、较强的(de)耐(nài)高温性;②有*好的耐腐(fǔ)蚀性、能耐强酸、强碱(jiǎn)、有机溶剂和各种盐(yán)溶液;③抗负(fù)压能力较好、抗负(fù)压要求较高(gāo)时(shí)可内加金属网(wǎng),提高耐负(fù)压能力(lì);④耐磨性较差。
(2)适用(yòng)范(fàn)围:①-25℃~140℃的非强磨损介质;②卫(wèi)生(shēng)类介质。
4.3.5 聚四氟(fú)乙烯
(1)主要性能:①是塑料中化学性能*稳定的一种材料,能耐(nài)沸腾的盐酸、硫酸、硝酸和王水,也能耐浓(nóng)碱和各种(zhǒng)有机溶(róng)剂(jì),不耐三氟(fú)化氯、高温三(sān)氟化氧、高流速液氯、液氯、臭氧(yǎng)的腐蚀;②耐损磨性能差;③抗负压能力差。
(2)适用范围:①-25℃~140℃;②浓酸、碱等强腐蚀性介质;③卫生类介质。
4.3.6 氟化乙丙烯
(3)主要(yào)性能:①有疏水性(xìng)和不粘性;②耐(nài)腐蚀(shí)能力仅次于特氟隆;③耐负压要求(qiú)较高时可加金属(shǔ)网,提(tí)高耐(nài)负压能力;④耐磨性能较差。
(4)适用范(fàn)围:①-25℃~100℃的非强磨损介质;②卫生类介质(zhì)。
4.4 应用时遇到的问题及其解决的方法
通(tōng)过对以上几种衬里材料的讨论,我们不难发现氯丁橡(xiàng)胶(jiāo)与天(tiān)然(rán)橡胶虽然耐磨性能较好,但耐腐蚀性较(jiào)差。特氟隆,聚四(sì)氟乙烯,氟化乙丙烯虽然能够满足耐强碱腐蚀,耐(nài)磨性却不是很好。在经过反复比较后,选(xuǎn)择(zé)了稳定性*好的聚四氟乙烯,进行试运行,以检验矿浆流量计(jì)的使用性能(néng)。
该流量计使用了2~3个月后便出现了不能(néng)正常(cháng)使用的情况;为了弄清原因。将(jiāng)矿浆流(liú)量计拆下后,发现矿浆流量计出口处的衬里并没有出现(xiàn)问题,但在入口处的法兰(lán)外侧衬(chèn)里材料翻边处与测(cè)量管产生了脱离现象。衬里与金(jīn)属测量管之间出现了间(jiān)隙,导致液体进入了该间隙中,致使流量计(jì)无法正常使用。
在弄清了出现此问题的原因后,通过与生产厂(chǎng)商(shāng)的沟通,并经过工程技术人员的反复协商讨论。决定采(cǎi)取两项措施解决这一问题:①在磨浆制备过程(chéng)中进一步优化控制,使浆液中的固体(tǐ)颗径降低(dī),减少对矿浆流(liú)量计(jì)入口(kǒu)处的冲蚀作用;②降低浆液输送的流速;③在矿浆流量计入口与管道(dào)法兰(lán)连接增加一(yī)个(gè)2~3mm厚的不锈钢垫片,降低对矿浆流量计入口法兰处翻边衬(chèn)里材料的(de)冲蚀。不锈钢垫(diàn)片定期可换(huàn)。在采取了上述措施后,取得了明显的效(xiào)果,通过近两年运行考核,矿浆流量计运行稳定,计量准确,没有出现(xiàn)故(gù)障。所以,在该项目中对(duì)固含量较高浆液采用聚四氟乙烯衬里材料的矿浆(jiāng)流量(liàng)计量是可行的。
5 结束语
作为仪表电气专业的工程师,怎样(yàng)更好的了解工艺介质的情况,理解每种流量计本身的特点及优缺点,并且发现一些工程中可能(néng)会出现(xiàn)的问题,及解(jiě)决问题的能力是我(wǒ)们在不断(duàn)的工作中应该提高的。此次对矿浆流(liú)量计使用(yòng)条件的改善,是一次有益(yì)的尝试,同时也(yě)增加了我们勇于创新的(de)意识。
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