摘　要：本文(wen)介紹了氧化(huà)鋁工藝流程(chéng)及流程物料(liào)特點,電磁流(liú)量計 工作原(yuan)理結構特點(dian),介紹了電磁(ci)流量計在氧(yang)化鋁生産中(zhōng)的應用狀況(kuàng),指出應用過(guo)程中存在的(de)問題及解決(jué)辦法。
1　引言
　　中(zhong)州鋁廠一期(qi)設計規模年(nián)産20萬噸氧化(hua)鋁,其工序🈲多(duō)、流☔程長☁️。随着(zhe)企業不斷的(de)技術改造,産(chan)量日益提高(gāo),液量平衡要(yao)求更🐇加嚴格(ge)。爲保證産品(pǐn)質量,控制各(ge)項指标,生産(chan)👈流程中液量(liàng)需要進行測(ce)量,流量測量(liàng)作爲監視生(sheng)産過程狀況(kuang)的主要手段(duan)之一,對降耗(hao)節能具有很(hen)大的意義。根(gen)據氧化鋁生(sheng)産的特點‼️,在(zai)氧化鋁生産(chǎn)過程中采用(yòng)大✏️量的電磁(cí)流量計。
2　氧化(huà)鋁工藝流程(cheng)
　　氧化鋁生産(chan)是燒結法生(shēng)産,用鋁土礦(kuang)、石灰石和純(chún)堿💁混📐合制成(chéng)生料漿,在高(gāo)溫下進行燒(shao)結,然後将燒(shao)結熟料在稀(xi)堿溶液中溶(rong)出,鋁酸鈉溶(róng)液則進入溶(rong)液裏成爲鋁(lü)酸❌鈉溶液,而(ér)不溶性的化(huà)合物雜質進(jin)🌐入赤泥中與(yǔ)鋁酸鈉溶液(ye)分離⛱️。鋁酸鈉(na)溶‼️液經脫矽(xi)淨化後進入(rù)碳酸化分解(jiě),得到的氫氧(yang)化鋁分離洗(xi)滌焙燒成氧(yang)♻️化鋁。分離得(de)到的🌐碳酸母(mu)液用于下一(yī)批鋁礦配料(liào),其生😍産流程(cheng)😍如圖2—1示:

3　電磁(cí)流量計工作(zuo)原理及特點(diǎn)
3.1　 電磁流量計(jì)工作原理
　　電(diàn)磁流量計是(shi)根據法拉第(dì)電磁感應定(dìng)律制成的。傳(chuan)感💜器的測量(liàng)導管是一内(nèi)襯絕緣材料(liao)的非導磁合(he)金導管,其電(dian)極與襯裏内(nèi)表面基本齊(qí)平。勵磁線圈(quān)由雙向勵磁(ci)時,将在與導(dǎo)管💞軸線垂直(zhi)的方向上産(chǎn)生一磁通密(mì)度爲B(特斯拉(lā))的工作磁場(chǎng),當平均流㊙️速(su)爲V(m/s)的導電性(xìng)流體流入時(shi),在磁場和流(liu)向共同的直(zhi)角方向上就(jiu)🥰産生了電動(dòng)勢E(V),并由電極(ji)檢出。
電動勢(shì)　E=d×V×B(3—1)
體積流量爲(wei)　Q=π/4×d2×V(3—2)
　　流速的檢測(ce)可通過比率(lü)E/e來測量,該項(xiàng)功能由電磁(cí)流量轉換器(qi)❤️完成。其中e爲(wèi)基準電壓信(xìn)号是在磁通(tōng)🈲檢測㊙️線圈中(zhōng)産生的,與B成(cheng)正比。電壓信(xìn)号E和基準信(xìn)号e同時送至(zhi)轉換器處理(li)并輸出與流(liu)📞量成正比的(de)各種信号㊙️。其(qi)工作原理如(ru)圖3—1所示。

3.2　電磁(cí)流量計測量(liang)特點
　　電磁流(liu)量計的使用(yòng)條件是要求(qiú)流體是導電(dian)性的💋,它有許(xu)多優點:沒有(you)機械可動部(bù)分;測量管内(nei)無阻礙流動(dong)部件,無壓損(sun),屬節能型流(liú)量計;能夠測(ce)量腐蝕性流(liu)體,對漿🔞液測(ce)量具有獨🌈特(tè)的适應性;不(bú)受流體密度(dù)、粘度的影響(xiang),測量與雷㊙️諾(nuò)數無關;流速(sù)分布的影響(xiang)較小,在電磁(ci)流量計的前(qián)後,必須有足(zu)夠的直管段(duàn)長度,一般要(yao)求上遊側應(ying)大于5D;量程寬(kuan)、精度高,電磁(ci)流量計量㊙️程(chéng)比爲1500∶1;精度爲(wei)相對指示值(zhi)的0.5%;能💔夠❤️測量(liàng)流體的管徑(jìng)♻️範圍廣,目前(qian)我廠應用的(de)有50mm、80mm、100mm、150mm、200mm、250mm、800mm口徑的。
4　電(diàn)磁流量計在(zài)氧化鋁生産(chan)中的應用
　　氧(yǎng)化鋁濕法生(shēng)産流程中的(de)物料大都是(shì)液體、液體和(hé)微粒🌍混合的(de)料漿,屬于穩(wěn)定流動類型(xíng),僅在某些設(she)備開、停車時(shi)能産👄生不穩(wěn)定流動。液體(ti)是強堿性的(de),所以既有化(huà)學腐蝕‼️,還有(you)因侵蝕、汽蝕(shí)等引起的機(jī)械腐蝕以及(ji)因材料的應(ying)力✊存在而産(chǎn)生的應力🥰腐(fu)蝕。液體的溫(wen)度不高于95℃。
　　由(you)于電磁流量(liang)計的優點同(tong)氧化鋁生産(chan)流程中的物(wù)料特性🔴有很(hěn)多相同之處(chu),因此也就在(zài)氧化鋁行🔅業(yè)中得到了充(chong)👄分利📧用。中州(zhōu)鋁廠共有各(ge)種流量計㊙️170套(tào),其中電磁流(liú)量計82套,占總(zǒng)數的49.9%。在1998年的(de)“窯磨工程”中(zhong),采用了5套電(diàn)磁流量計分(fen)别檢測堿液(yè)流量、料漿流(liu)量、精液流量(liang)和冷卻水流(liu)量,2套B系列電(dian)磁流量計用(yòng)于碳分母液(yè)♋、蒸發母液的(de)測量。料漿流(liu)量的測量過(guò)去采用的是(shi)B系列電磁流(liu)量計,儀表示(shì)值波動大,崗(gǎng)位操作工反(fan)映生産操作(zuo)困難,雖經💜儀(yí)表維護人員(yuán)多次修理檢(jian)查,問題✌️依然(ran)存在。在3#熟料(liào)燒成窯設🧑🏾‍🤝‍🧑🏼計(ji)中,3#入窯料漿(jiāng)流量測量選(xuǎn)用了電磁流(liú)量計,沒有儀(yí)表示值波動(dong)現象發生,可(ke)✂️見E系列電磁(ci)流量計比🈲B系(xi)列抗幹擾性(xing)能好。
電磁流(liú)量計在現場(chǎng)安裝使用過(guò)程中應注意(yì)以下幾🔴點:
(1)接(jiē)地問題
　　管道(dào)是絕緣管電(diàn)流在流體中(zhōng)流動,因爲受(shòu)雜波的影🈲響(xiǎng),所以必須使(shǐ)裝在流量計(ji)的管子兩側(ce)的接地⭐環可(kě)靠接📞地,以便(bian)使🔞液體接地(di)。運行經驗說(shuō)明,即使變送(song)器接地良👉好(hǎo),當變🏃🏻‍♂️送器附(fù)🐅近的電🐇力設(she)備有較強的(de)漏地👅電流,或(huò)在安裝變送(song)器的管道上(shàng)存在較大的(de)雜散電流,或(huò)進行電焊,都(dōu)将引起幹擾(rao)電勢的增加(jiā),進而影響儀(yi)表正常運行(hang)。
(2)保證上遊側(cè)直管有足夠(gòu)的長度
　　流速(sù)分布對精度(du)的影響雖然(ran)比其他流量(liàng)計小,但還是(shì)要消除這種(zhǒng)影響,爲此在(zai)安裝時要确(que)保上遊側的(de)⚽直管有足夠(gòu)的長度,這樣(yang)才能保證流(liu)速按同👄心圓(yuan)分布,也才能(neng)進行精确測(cè)🥰量。
(3)确保管道(dào)的“滿水”狀态(tai)
　　隻有電極部(bu)分接觸到液(ye)體才能測量(liang)流量,因爲是(shi)測定流速并(bìng)與截面積相(xiàng)乘求出流量(liàng),如果管内液(yè)🔴體沒有充滿(man),截面積會變(bian)小,就會引起(qǐ)誤差。另外氣(qì)泡雖然不會(hui)造成測量的(de)障礙,但同樣(yàng)會引起測量(liang)誤差。
(4)流量計(jì)口徑、電極及(jí)内襯材料的(de)正确選擇
　　選(xuan)擇時,首先要(yao)選擇與管道(dao)直徑相同的(de)流量計,如❓果(guo)♻️流量❓計的口(kǒu)徑比管道大(da),流速分布就(jiù)不均勻,誤差(chà)就會增大。電(dian)極及👣内襯材(cai)料選擇時,需(xū)根據對被測(ce)流體的耐受(shòu)性進行選擇(zé)。
5　電磁流量計(ji)在生産流程(chéng)中應用存在(zai)的問題
5.1　傳感(gǎn)器測量管的(de)結垢問題
　　氧(yǎng)化鋁生産中(zhong),料漿的結垢(gou)十分嚴重。結(jié)垢的主要成(chéng)📱分是🏃🏻‍♂️鋁矽酸(suān)鈉,質地堅硬(ying)而又附着力(li)強。傳感器結(jie)垢後,需要定(dìng)✍️期進行清🧡理(li),如果不進行(hang)清理則管徑(jing)改變,測量誤(wu)差增大。但清(qīng)理⛱️結垢是十(shí)分困難的🔴事(shì),結垢的清理(lǐ)往往要影響(xiang)到傳感器的(de)使用壽命。在(zai)檢修過程中(zhong)通常采用以(yǐ)下方法處理(lǐ):
(1)機械除垢
　　由(you)于采用機構(gou)除垢,容易損(sun)壞襯裏,有時(shi)也會損壞電(dian)極🈲。選用的電(diàn)磁流量計大(da)部分用的是(shì)聚四氟乙烯(xī)襯🧑🏾‍🤝‍🧑🏼裏。
(2)化學除(chu)垢
　　利用5～10%硫酸(suān)冷泡,硫酸與(yu)結垢(鋁矽酸(suān)鈉)中的鈉起(qi)作用,生成可(kě)容性硫酸鈉(nà),從而破壞鋁(lü)矽酸鈉結構(gòu),使結垢松軟(ruan),并使之脫落(luo)而達到除垢(gòu)的目的。
　　以上(shang)兩種方法都(dōu)必須在傳感(gǎn)器拆掉之後(hòu)才能進行👅清(qīng)🐉理,儀表維護(hù)及檢修人員(yuán)的工作量比(bi)較大。能否增(zeng)加一種超✊聲(sheng)波發生裝置(zhì),利用超聲輻(fú)射定時除垢(gou),值得廠家🆚研(yan)究。
5.2　測量電極(jí)的滲漏問題(ti)
　　氧化鋁生産(chǎn)過程中的液(yè)體是強堿性(xìng)的,而堿滲透(tou)性特别強。用(yòng)于清水流量(liang)測量用電磁(ci)流量計運行(háng)8年多🔅時間,也(yě)沒♈有電極組(zu)件故障問題(ti)。由于堿的滲(shen)透作用,使電(dian)極組件絕👉緣(yuan)電阻下降,導(dǎo)緻測量不準(zhǔn),甚至停用🌈。所(suo)使用的電磁(cí)流量計的損(sǔn)壞大部分是(shì)由于此種情(qing)況而導緻的(de)。有關單位應(yīng)根據這種情(qing)況研究一種(zhǒng)🈲能滿足用戶(hu)需要的電磁(cí)流量計,同此(cǐ)類似的還🐪有(yǒu)造紙行業、化(hua)工行業等。
6　結(jié)束語
　　随着電(dian)子技術的發(fā)展,電磁流量(liang)計智能化的(de)實現在發展(zhan)壯大過程中(zhōng),将會發揮更(geng)大的作用,使(shǐ)檢測的數據(ju)更加準🌈确。

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