硝酸流量計(jì)在雙氧水廠流量測(cè)量中的應(yīng)用

某雙氧水廠上年產(chǎn)萬(wàn)噸雙氧水工藝，根據(jù)設(shè)計(jì)要求共有三個(gè)流量測(cè)量點(diǎn)采用硝酸流量計(jì)：
入萃取塔純水流量調(diào)節(jié)硝酸流量計(jì)PN40DN200~3m3/h：
進(jìn)氫化液白土床流量指示硝酸流量計(jì)PN40DN650~60m3/h：
去成品庫(kù)稀品雙氧水流量指示累積硝酸流量計(jì)PN40DN200~16m3/h。
自從萬(wàn)噸雙氧水開車以來，入萃取塔純水流量和去成品庫(kù)稀品雙氧水流量指示累積的硝酸流量計(jì)一直能夠運(yùn)行穩(wěn)定、計(jì)量準(zhǔn)確，而進(jìn)氫化液白土床流量指示得硝酸流量計(jì)卻不能正常顯示進(jìn)氫化液白土床流量。
1、故障分析
在中央控制室DCS系統(tǒng)特性曲線顯示為不規(guī)則脈動(dòng)，脈寬、峰值和周期周不固定。如圖1—1所示，我們根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)管道工藝安裝、周圍干擾源，儀表本身，被測(cè)介質(zhì)等進(jìn)行分析.*終認(rèn)定是流量計(jì)選型不當(dāng)引起的故障.*終將硝酸流量計(jì)更換為渦街流量計(jì)儀表測(cè)量終于正常。

被測(cè)液從A流向B(如圖1-2)，傳感器水平安裝，電*水平，傳感器下游2m處裝有調(diào)節(jié)閥，從圖中可以排除由于傳感器中急劇潴留氣和傳感器后無(wú)背壓等情況導(dǎo)致的測(cè)量脈動(dòng)情況產(chǎn)生。
如果被測(cè)液確認(rèn)是工藝操作原因，流體確實(shí)發(fā)生脈動(dòng)，此時(shí)流量計(jì)僅如實(shí)反映流動(dòng)狀況，脈動(dòng)結(jié)束后故障可自行消除。經(jīng)工藝確認(rèn)可以保證被測(cè)液是滿管，并且被測(cè)液中沒有氣泡。
我們組織工藝和操作人員在控制室通過DCS給現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，保持調(diào)節(jié)閥開度不變，給壓泵保持轉(zhuǎn)速恒定，我們保證了被測(cè)液流速，被測(cè)液入傳感器前不存在脈動(dòng)情況，儀表仍不能正常工作。所以排除了工藝脈動(dòng)擾動(dòng)情況的發(fā)生。
我們?cè)噲D穩(wěn)定管道內(nèi)被測(cè)液體的流速在2m/s左右，壓力0.6MPa溫度為常溫。而流量計(jì)的測(cè)量范圍在0.1—15m/s，工作壓力是1.6MPa在*低量程限值之上，變送器完全可以正常工作。
沒有發(fā)現(xiàn)因配比混合容器攪拌時(shí)混入空氣及泵吸入端或管系其他局部產(chǎn)生密封不良的場(chǎng)所吸入空氣等；
1.2周圍環(huán)境干擾故障分析
雙氧水廠環(huán)境條件比較好，離主廠區(qū)比較遠(yuǎn)，廠內(nèi)雖然有焦油，粉煤灰，氨氣泄露等問題。但是對(duì)這里影響不大，所以沒有考慮信號(hào)回路端子等的絕緣性改變等問題。由于現(xiàn)場(chǎng)施工已經(jīng)結(jié)束，所以沒有電氣部門在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，傳感器周圍也不存在大型泵，所以可以排除雜散電流產(chǎn)生的電磁干擾。轉(zhuǎn)換器殼體接地端子PE用1.6mm2接地銅線接大地，從轉(zhuǎn)換器殼體到大地的接地電阻為小于10Ω。且沒有與其它電器設(shè)備的接地線共用，而是采用單獨(dú)接地。
1.3儀表本身常見故障分析
(1) 檢查儀表供電及信號(hào)線：硝酸流量計(jì)采用220VAC電源從配電柜經(jīng)電纜引入儀表.電纜走線從匯線槽連接到流量計(jì)，經(jīng)檢查中間沒有因施工引起的外皮破損漏電情況。在流量計(jì)端和配電柜分別用萬(wàn)用表檢測(cè)，經(jīng)多次檢查配電柜輸出各端口電壓穩(wěn)定流量計(jì)端也有穩(wěn)定電壓信號(hào)，同時(shí)對(duì)供電電源連線進(jìn)行緊固。信號(hào)線走線從流量計(jì)經(jīng)匯線槽進(jìn)入配電柜。經(jīng)檢查信號(hào)沒有因施工引起的外皮破損情況.絕緣性能完好；信號(hào)電纜無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象.主電源和激磁電流熔絲都完好。由此可排除電源供電系統(tǒng)和信號(hào)線接觸不良的問題。
(2) 檢查DCS組態(tài)參數(shù)及轉(zhuǎn)換器參數(shù)設(shè)置；儀表參數(shù)確定儀表的運(yùn)行狀態(tài)、計(jì)算方法、輸出方式及狀態(tài)。正確地選用和設(shè)置儀表參數(shù).可使儀表運(yùn)行在*佳狀態(tài)，并得到較高的測(cè)量顯示精度和測(cè)量輸出精度。
我們組織工程師對(duì)組態(tài)參數(shù)進(jìn)行了研究，進(jìn)入DCS組態(tài)畫檢查測(cè)量點(diǎn)FT-125，量程設(shè)置范圍60m3/h下限0.經(jīng)多方確認(rèn)該設(shè)置符合工藝要求。到現(xiàn)場(chǎng)檢查轉(zhuǎn)換器的參數(shù)設(shè)定值。重新對(duì)轉(zhuǎn)換器設(shè)定值進(jìn)行設(shè)定.并對(duì)轉(zhuǎn)換器的零點(diǎn)、滿度值進(jìn)行校驗(yàn)。我們?cè)敿?xì)檢查了轉(zhuǎn)換器儀表量程、阻尼時(shí)問勵(lì)磁頻率等參數(shù)設(shè)定。
為減緩脈動(dòng)對(duì)儀表的影響通?？刹扇√岣?strong>硝酸流量計(jì)激磁頻率或增加電阻尼；現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)力源不存在往復(fù)泵或膜片泵，我們考慮暫時(shí)不需要增加氣容室或阻流器件，而且現(xiàn)場(chǎng)施工比較困難.也考慮到這樣會(huì)增加儀表的維護(hù)量和誤差概率.所以我們采取在一定范圍內(nèi)不斷增加阻尼來減小脈動(dòng)影響。我們多次對(duì)這2個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，仍不能達(dá)到穩(wěn)定參數(shù)的目的。
下游調(diào)節(jié)閥進(jìn)行安裝的時(shí)候曾多次進(jìn)行0.50％、100％校驗(yàn).而且我們把下游調(diào)節(jié)閥全開試驗(yàn)，結(jié)果顯示應(yīng)該不是閥門的問題。
管道內(nèi)被測(cè)也流動(dòng)方向與硝酸流量計(jì)標(biāo)定方向一致.即使出現(xiàn)方向相反也可以直接在流量計(jì)上調(diào)節(jié)。
(3) 變送器由于硝酸流量計(jì)測(cè)量含有懸浮固相或污臟體的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)比其他流量?jī)x表多，出現(xiàn)內(nèi)壁附著層產(chǎn)生的故障概率也就相對(duì)較高若附著層電導(dǎo)率與液體電導(dǎo)率相近.儀表還能正常輸出信號(hào).只是改變流通面積，形成測(cè)量誤差的隱性故障：若是高電導(dǎo)率附著層，電*問電動(dòng)勢(shì)將被短路；若是絕緣性附著層，電*表面被絕緣而斷開測(cè)量電路變送器內(nèi)部電路板為插件結(jié)構(gòu).經(jīng)檢查無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象，接線盒無(wú)進(jìn)水或被腐蝕情況。變送器內(nèi)壁電*測(cè)量的是氫化液.這種介質(zhì)是由四分之一的磷酸三辛酯和四分之三的芳烴和一定比例的2一乙基蒽醌混合而成不會(huì)對(duì)電*產(chǎn)生影響.沒有產(chǎn)生疤層現(xiàn)象。
(4) 檢查傳感器完好性和測(cè)量管內(nèi)壁狀況；主要檢查各接線端于和激磁線圈完好性.以及測(cè)量管內(nèi)壁狀況。激磁線圈及其系統(tǒng)出現(xiàn)的故障常有：
(1) 線圈斷開；
(2) 線圈或其端子絕緣下降；
(3) 匝間短路。三類故障中以絕緣下降出現(xiàn)的頻度相對(duì)較高。線圈斷開和絕緣下降可方便地川萬(wàn)用電表和兆歐表檢查。匝問短路檢查就相對(duì)復(fù)雜些.*先新裝硝酸流量計(jì)啟用前用電*測(cè)其直流電阻值和測(cè)量時(shí)環(huán)境溫度并記錄作為參照值。檢查故障時(shí)若出現(xiàn)人范圍匝問短路，用萬(wàn)用表測(cè)量電阻就可作出判斷；若是少數(shù)匝問短路或要證明未發(fā)生短路。還必須用電橋測(cè)量.并作必要銅電阻溫度系數(shù)修正。
1.4被測(cè)工作液方面常見問題分析
有3種因素會(huì)使輸出晃動(dòng)。它們是：
(1) 液體中含有固相顆粒或氣泡；
(2) 雙組分液體中二種液體電導(dǎo)率不同而末均勻混合，或管道化學(xué)反應(yīng)尚未完全完成；
(3) 液體的電導(dǎo)率接近下限值。
(4) 雙氧水生產(chǎn)采用蒽醌法鈀催化劑固定床氫化工藝，該法以重芳烴和磷酸三辛酯為溶劑，以2-乙蒽醌為溶質(zhì).配成工作液，工作液與氫氣在鈀劑的作用下催化氫化，得到氫蒽醌溶液即氫化液，氫化液經(jīng)空氣氧化.得到H202和蒽醌的混合液即氧化液氧化液經(jīng)萃取分離出H202.再經(jīng)凈化處理為合格的H202(275％)。分享出的蒽醌溶液經(jīng)后處理除去其中夾帶的H202，作為工作液返回氫化工序。稀品H202還可經(jīng)精餾濃縮成濃品H202。整個(gè)工藝過程中，蒽醌、芳烴和磷酸三辛酯組成的工作液循環(huán)使用.流量計(jì)測(cè)量的是氫化液.這種介質(zhì)屬于有機(jī)物混合液不會(huì)產(chǎn)生固相顆粒.液體即使含有少量細(xì)小氣泡通常不影響正常測(cè)量。
只有*三個(gè)原因比較可疑。然而查了很多資料也沒有查到氫化液的具體電導(dǎo)率.只是從它是一種機(jī)物混合液角度分析，由于有機(jī)物大部分是共價(jià)化合物不能電離，沒有載流子形成.所以它的導(dǎo)電性應(yīng)該都不怎么好，而硝酸流量計(jì)測(cè)量的介質(zhì)的電導(dǎo)率至少要大于20S/cm.所以我們判斷問題可能出現(xiàn)在這里。于是.我們與廠家協(xié)商將硝酸流量計(jì)更換為渦街流量計(jì).重新安裝完成后儀表完全能夠正常顯示流量值。
2、結(jié)語(yǔ)
流量測(cè)量一是測(cè)量方式可靠，即取樣裝置在運(yùn)行中不會(huì)發(fā)生機(jī)械強(qiáng)度或電氣回路故障而引起事故；二是測(cè)量?jī)x表無(wú)論在正常生產(chǎn)或故障情況下都不致影響生產(chǎn)系統(tǒng)的安全。為此.不僅要選用滿足準(zhǔn)確度要求的顯示儀表，而且要根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的特點(diǎn)選擇合理的測(cè)量方式。量程范圍的選擇，主要是儀表刻度上限的選擇。選小了，易過載.損壞儀表：選大了有礙于測(cè)量的準(zhǔn)確性。一般選為實(shí)際運(yùn)行中*大流量值的12—13倍。安裝在生產(chǎn)管道上長(zhǎng)期運(yùn)行的接觸式儀表，還應(yīng)考慮流量測(cè)量元件所造成的能量損失。
總之沒有一種測(cè)量方式或流量計(jì)對(duì)各種流體及流動(dòng)情況都能適應(yīng)的，不同的測(cè)量方式和結(jié)構(gòu)要求不同的測(cè)量操作、使用方法和使用條件每種型式都有它特有的優(yōu)缺點(diǎn)。因此.應(yīng)在對(duì)各種測(cè)量方式和儀表特性作全面比較的基礎(chǔ)上選擇適于生產(chǎn)要求的，既安全可靠又經(jīng)濟(jì)耐用的*佳型式。

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