摘　要(yao)：本文介紹(shao)了氧化鋁(lü)工藝流程(cheng)及流程物(wu)料特點,電(dian)磁流量計(ji) 工作原理(li)結構特點(dian),介紹了電(dian)磁流量計(ji)在氧化鋁(lü)生産中的(de)應用狀況(kuang),指出應用(yong)過程中存(cun)在的問題(ti)及解決辦(ban)法。
1　引言
　　中(zhong)州鋁廠一(yi)期設計規(gui)模年産20萬(wan)噸氧化鋁(lü),其工序多(duo)、流程長。随(sui)💯着企業不(bu)斷的技術(shu)改造,産量(liang)日益提高(gao),液量平衡(heng)要求更加(jia)嚴格。爲保(bao)證産品質(zhi)量,控制各(ge)項指标,生(sheng)産流程中(zhong)液量需🐪要(yao)進行測量(liang),流量測量(liang)作爲監視(shi)生産過程(cheng)狀況的主(zhu)要手段之(zhi)一,對降🌏耗(hao)節能具有(you)很大的意(yi)義。根據氧(yang)化鋁生産(chan)的特點,在(zai)氧化鋁生(sheng)産過程中(zhong)采用大量(liang)的電磁流(liu)量‼️計。
2　氧化(hua)鋁工藝流(liu)程
　　氧化鋁(lü)生産是燒(shao)結法生産(chan),用鋁土礦(kuang)、石灰石和(he)純堿🏃‍♀️混合(he)制成生料(liao)漿,在高溫(wen)下進行燒(shao)結,然後将(jiang)燒結熟料(liao)在稀堿溶(rong)液☎️中溶出(chu),鋁酸鈉溶(rong)液則進入(ru)溶液裏成(cheng)爲鋁酸鈉(na)溶液,而不(bu)溶性的化(hua)合物雜質(zhi)進入赤泥(ni)中與鋁酸(suan)鈉溶液分(fen)離。鋁酸鈉(na)溶液經脫(tuo)矽⛱️淨化後(hou)進入碳酸(suan)化分解,得(de)到的氫氧(yang)化鋁分離(li)洗🏒滌焙燒(shao)成氧化鋁(lü)。分離得到(dao)的碳酸母(mu)液用于下(xia)一批鋁礦(kuang)配料,其生(sheng)産流程如(ru)圖2—1示:

3　電磁(ci)流量計工(gong)作原理及(ji)特點
3.1　 電磁(ci)流量計工(gong)作原理
　　電(dian)磁流量計(ji)是根據法(fa)拉第電磁(ci)感應定律(lü)制成的。傳(chuan)感器的測(ce)量導管是(shi)一内襯絕(jue)緣材料的(de)非導磁合(he)金🆚導管,其(qi)電🥰極與襯(chen)裏内表面(mian)基本齊平(ping)。勵磁線圈(quan)由雙向勵(li)磁時,将在(zai)與導管軸(zhou)線垂直的(de)方向上㊙️産(chan)生一磁通(tong)密度爲B(特(te)斯拉)的😍工(gong)作磁場,當(dang)平均流速(su)爲V(m/s)的導電(dian)性流體流(liu)入時,在磁(ci)場和流向(xiang)共同的🏃🏻直(zhi)角方向上(shang)就産生了(le)電動勢🐉E(V),并(bing)由電極檢(jian)出。
電動勢(shi)　E=d×V×B(3—1)
體積流量(liang)爲　Q=π/4×d2×V(3—2)
　　流速的(de)檢測可通(tong)過比率E/e來(lai)測量,該項(xiang)功能由電(dian)磁流量👉轉(zhuan)換器完成(cheng)。其中e爲基(ji)準電壓信(xin)号是在磁(ci)通檢測🔴線(xian)圈中産生(sheng)的,與B成正(zheng)比。電壓信(xin)号E和基準(zhun)信📐号e同時(shi)送至轉換(huan)器處🏒理并(bing)輸出與流(liu)量成正比(bi)的各種信(xin)号。其工作(zuo)原理如圖(tu)3—1所示。

3.2　電磁流量(liang)計測量特(te)點
　　電磁流(liu)量計的使(shi)用條件是(shi)要求流體(ti)是導電性(xing)的🙇‍♀️,它💰有許(xu)多優點:沒(mei)有機械可(ke)動部分;測(ce)量管内無(wu)阻礙流㊙️動(dong)部件,無壓(ya)損,屬節能(neng)型流量計(ji);能夠測量(liang)腐蝕性流(liu)體,對漿🈲液(ye)測量👉具有(you)獨🐆特的适(shi)應性;不受(shou)流✔️體密度(du)、粘度的影(ying)響,測量與(yu)雷諾數無(wu)關;流速分(fen)布的影響(xiang)較小💛,在電(dian)磁流量計(ji)的前後,必(bi)須有足夠(gou)的直管段(duan)長度,一般(ban)要求上遊(you)側應大于(yu)5D;量程寬、精(jing)度高,電磁(ci)流㊙️量計量(liang)程比爲1500∶1;精(jing)度爲相對(dui)指示值的(de)0.5%;能夠測量(liang)流體的管(guan)徑🌈範圍廣(guang),目前我廠(chang)應用的有(you)50mm、80mm、100mm、150mm、200mm、250mm、800mm口徑的。
4　電(dian)磁流量計(ji)在氧化鋁(lü)生産中的(de)應用
　　氧化(hua)鋁濕法生(sheng)産流程中(zhong)的物料大(da)都是液體(ti)、液體㊙️和微(wei)粒混合的(de)料漿,屬于(yu)穩定流動(dong)類型,僅在(zai)某些🔆設備(bei)開、停車時(shi)能産☁️生不(bu)穩定流動(dong)。液體是強(qiang)堿性的,所(suo)以既有化(hua)學腐蝕,還(hai)有因侵蝕(shi)、汽蝕等引(yin)起的機械(xie)腐蝕以及(ji)因材料的(de)應力存在(zai)而産📱生的(de)應力腐蝕(shi)。液體的溫(wen)度不高于(yu)95℃。
　　由于電磁(ci)流量計的(de)優點同氧(yang)化鋁生産(chan)流程中的(de)物🔴料特📐性(xing)有很多相(xiang)同之處,因(yin)此也就在(zai)氧化鋁行(hang)業中得到(dao)了充分利(li)用。中州鋁(lü)廠共有各(ge)種流量計(ji)170套,其中電(dian)磁流量計(ji)82套💃,占總數(shu)的49.9%。在1998年的(de)“窯磨工程(cheng)”中,采用了(le)✉️5套電磁流(liu)量計分别(bie)🏃檢測堿液(ye)流量、料漿(jiang)流量、精液(ye)流量和冷(leng)卻水👌流量(liang),2套B系列💃電(dian)磁流量計(ji)用于碳分(fen)母液、蒸發(fa)母液的測(ce)👉量。料漿流(liu)量的測量(liang)過去采用(yong)的是B系🌂列(lie)電磁流量(liang)計,儀表示(shi)值波動大(da),崗位操作(zuo)工反映生(sheng)産操作困(kun)難,雖經儀(yi)表維護人(ren)員多次修(xiu)理檢查,問(wen)題依然存(cun)在。在3#熟料(liao)燒成窯設(she)計中,3#入窯(yao)料漿流量(liang)測量選用(yong)了電磁流(liu)量計,沒有(you)儀表示值(zhi)波😄動現象(xiang)發生,可見(jian)E系列電磁(ci)流量計比(bi)B系列抗幹(gan)擾性能好(hao)。
電磁流量(liang)計在現場(chang)安裝使用(yong)過程中應(ying)注意以下(xia)幾點:
(1)接地(di)問題
　　管道(dao)是絕緣管(guan)電流在流(liu)體中流動(dong),因爲受雜(za)波的㊙️影響(xiang),所以必🐆須(xu)使裝在流(liu)量計的管(guan)子兩側的(de)接地環可(ke)📐靠接地,以(yi)便使液體(ti)接地。運行(hang)經驗說明(ming),即使變送(song)器接地良(liang)好,當變送(song)器附近的(de)電力設備(bei)有較強的(de)漏地電流(liu),或在安裝(zhuang)變送器的(de)管道上存(cun)在較大的(de)雜散電流(liu),或進行電(dian)焊,都将引(yin)起💯幹擾電(dian)勢的增加(jia),進而影響(xiang)儀表正常(chang)運行。
(2)保證(zheng)上遊側直(zhi)管有足夠(gou)的長度
　　流(liu)速分布對(dui)精度的影(ying)響雖然比(bi)其他流量(liang)計小,但還(hai)是🔴要消除(chu)這種影響(xiang),爲此在安(an)裝時要确(que)保上遊側(ce)的直管有(you)足☀️夠的長(zhang)度,這樣才(cai)能保證流(liu)速按同心(xin)圓分布,也(ye)才能進行(hang)精确測量(liang)。
(3)确保管道(dao)的“滿水”狀(zhuang)态
　　隻有電(dian)極部分接(jie)觸到液體(ti)才能測量(liang)流量,因爲(wei)是測定流(liu)速并與截(jie)面積相乘(cheng)求出流量(liang),如果管内(nei)液體沒有(you)充滿,截面(mian)積會變小(xiao),就會引起(qi)誤差。另外(wai)氣泡雖然(ran)不會造成(cheng)測量的障(zhang)礙,但同樣(yang)會引起測(ce)量誤差。
(4)流(liu)量計口徑(jing)、電極及内(nei)襯材料的(de)正确選擇(ze)
　　選擇時,首(shou)先要選擇(ze)與管道直(zhi)徑相同的(de)流量計,如(ru)果流量計(ji)的口徑比(bi)管道大,流(liu)速分布就(jiu)不均勻,誤(wu)🙇🏻差就會增(zeng)大。電極及(ji)内襯材料(liao)選擇時,需(xu)根據對被(bei)測流體的(de)耐受性進(jin)行🧑🏾‍🤝‍🧑🏼選擇。
5　電(dian)磁流量計(ji)在生産流(liu)程中應用(yong)存在的問(wen)題
5.1　傳感器(qi)測量管的(de)結垢問題(ti)
　　氧化鋁生(sheng)産中,料漿(jiang)的結垢十(shi)分嚴重。結(jie)垢的主要(yao)成分是鋁(lü)矽⛱️酸鈉,質(zhi)地堅硬而(er)又附着力(li)強。傳感器(qi)🙇‍♀️結垢後,需(xu)要定💃期進(jin)行清理,如(ru)果不進行(hang)清理則管(guan)🛀徑改變,測(ce)量誤差增(zeng)大💜。但清理(li)結垢是十(shi)分困難的(de)☔事,結垢的(de)清理往往(wang)要影響到(dao)傳感器的(de)使用壽命(ming)。在檢修過(guo)程中通常(chang)采用🌍以下(xia)方法處理(li):
(1)機械除垢(gou)
　　由于采用(yong)機構除垢(gou),容易損壞(huai)襯裏,有時(shi)也會損壞(huai)電極。選用(yong)的電磁流(liu)量計大部(bu)分用的是(shi)聚四氟乙(yi)✂️烯襯裏。
(2)化(hua)學除垢
　　利(li)用5～10%硫酸冷(leng)泡,硫酸與(yu)結垢(鋁矽(xi)酸鈉)中的(de)鈉起作用(yong),生成可☁️容(rong)性硫酸鈉(na),從而破壞(huai)鋁矽酸鈉(na)結構,使結(jie)垢松軟✌️,并(bing)使之脫落(luo)而達到除(chu)垢的目的(de)。
　　以上兩種(zhong)方法都必(bi)須在傳感(gan)器拆掉之(zhi)後才能進(jin)行清理🔞,儀(yi)🙇‍♀️表維護及(ji)檢修人員(yuan)的工作量(liang)比較大。能(neng)否增加一(yi)種超聲波(bo)🙇‍♀️發生裝置(zhi),利用超聲(sheng)輻射定時(shi)除垢,值得(de)廠家研究(jiu)。
5.2　測量電極(ji)的滲漏問(wen)題
　　氧化鋁(lü)生産過程(cheng)中的液體(ti)是強堿性(xing)的,而堿滲(shen)透㊙️性特别(bie)強。用于清(qing)水流量測(ce)量用電磁(ci)流量計運(yun)行8年多時(shi)間🚩,也沒有(you)電極組件(jian)故障問題(ti)。由于堿的(de)滲透作用(yong),使電極組(zu)件絕🏃緣電(dian)阻下降,導(dao)🔱緻測量不(bu)準,甚至停(ting)用。所使用(yong)的電磁流(liu)量計的損(sun)壞大部分(fen)是由于此(ci)種情況而(er)導緻的。有(you)關單位應(ying)根據這種(zhong)情🍓況研究(jiu)一種能滿(man)足用戶需(xu)要的電磁(ci)流量計🔆,同(tong)此類似的(de)還有造紙(zhi)行業、化♊工(gong)行業等。
6　結(jie)束語
　　随着(zhe)電子技術(shu)的發展,電(dian)磁流量計(ji)智能化的(de)實現在發(fa)展壯大過(guo)程中,将會(hui)發揮更大(da)的作用,使(shi)檢測的數(shu)⁉️據更🧑🏾‍🤝‍🧑🏼加準(zhun)🌈确。

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