聚乙烯醇裝置流量儀表選型及應用探討

聚乙烯醇裝置流量儀表選型及應用探討

[摘要] 結合聚乙烯醇行業流量儀表的實際應用，總結了流量儀表的選型基本 原則，針對生產過程中的聚醋酸乙烯、乙炔、醋酸、蒸汽、水等典型介質提出了實 用的選型技術。 [關鍵詞]流量儀表 選型聚乙烯醇行業 隨著工業生產的快速發展和節能減排的大趨勢，對流量儀表的 準確度和穩定性要求越來越高。聚乙烯醇行業介質種類較多，原料和 產品主要包括醋酸、乙炔氣體、醋酸乙烯、聚醋酸乙烯、氫氧化鈉、甲 醇(氣相和液相)等，公用工程主要有蒸汽、氮氣、除鹽水、一次水、 循環水、工業污水等。介質的物理性質(溫度、壓力、密度、粘度、電導 率等)和化學性質(腐蝕性)相差很大，而且流量范圍受工藝條件 影響波動較大。

任何--種流量儀表都不能夠完美的應用在所有工況之 上，合理正確的選型是保障流量測量準確穩定的基礎。

 1、流量儀表的選型原則

 1.1流量表的性能要求 

①、精度要求:生產廠家對流量表所規定的準確度等級指的是其 流量表的最大允許誤差。但是由于流量表在現場使用時受安裝環境、 流體流動情況等變化的影響，將會產生- - 些附加誤差。因此，現場使 用的流量表應是儀表本身的最大允許誤差和附加誤差的合成;②、流 量范圍(最小、常用、最大) :需要注意的是在最大流量下不能因流. 速過高而產生氣穴現象，某些流量表的量程確定后就不能改變，比 如容積式流量表或浮子流量表等;③、允許壓力損失:尤其是蒸汽和 大管徑的供水流量表，應考慮壓損所造成的能量損耗過大，如果儀 表選型不當，運行費用往往遠高于儀表自身的價格。④防爆性能要 求: PVA 行業屬于典型的化工生產過程，防爆性能直接關系到安全 生產，必須重點考慮，不僅現場儀表要滿足防爆要求，整個測量系 統也要滿足安全要求。

1.2被測介質的性質 

物理性質主要有介質溫度、壓力、密度、粘度、電導率、飽和蒸汽壓 (針對易氣化液體)。介質腐蝕性，是否結垢、是否含有雜質等。

 1.3經濟方面的考慮。

 流量表的費用不僅是一.次性購置費用，還有安裝費用、維護費用和運行費用。在滿足工藝要求的情況下，不要盲目的追求高精度、高 材質、進口大品牌，衡量性價比要考慮流量表的質量、準確度、穩定 性、使用壽命、維護量等各方面因素，部分國產流量表的一次性購置 費用雖然較低，可是后期維護花費往往高于進口品牌，如何取舍主 要是根據工藝要求來決定。

 

2、聚乙烯醇行業流量儀表實際應用

 2. 1樹脂(聚醋酸乙烯溶液)和堿(氫氧化鈉溶液)流量的測量 樹，脂和堿甲醇是醇解工序的主要原料，通過控制兩者加入量的 比值生產不同的產品，流量表是否準確穩定直接關系聚乙烯醇PVA 成品質量。樹脂是PVA行業重要的中間產品，其粘度大、易自聚、流動 性差，老廠一般使用的是體積式橢圓齒輪流量表，經常需要拆卸清 洗，維護量大。受限于國內材料和制作工藝，其齒輪和軸承在頻繁拆 裝后，容易輕微變形，使用壽命一般。針對樹脂的特性，我們選用的 是橫河CA電容式電磁流量表，采用非接液式電極，它的陶瓷襯里管 外面的電極，可通過管子的電容，來檢測出流體所產生的電動勢， 其最大優點是能適用在超低導電率流體(可低至0.01μs/cm)、粘 性流體。

 

氫氧化鈉溶液流量測量要求精度高、穩定性好，其測量難點在于 流量小，一般在100L/H左右，老廠一般采用質量式或者橢圓齒輪流 量表，精度較高，但是價格昂貴，而且液堿中有時會帶有不溶解的 雜質，需要定時拆下清洗，維護量較大。選用橫河AXF系列小口徑電. 磁流量表，精度能達到讀數的0.35%，在開車時用量筒測量液堿加 入體積流量，對比流量表累計值，誤差在指標之內，測量精準，能 很好的滿足使用要求。

       我廠聚合釜送出樹脂流量和醇解樹脂流量表20臺，堿表12臺 投用以來，測量準確，使用穩定，除了每年大檢修拆下檢查標定， 平時基本免維護。

      2.2乙炔氣體流量測量 我廠采用的電石法生產醋酸乙烯，如何準確的測量出乙炔流量 對于計算電石發氣量和醋酸乙烯產量起著關鍵作用。現場使用的都是 標準孔板配EJA差壓變送器，大部分場合乙炔介質都是低壓、低流速， 且孔板設計溫度壓力與實際工況相差較大，致使測量結果誤差較大。 氣體體積流量受溫度、壓力影響非常大，必須轉換為標準狀態下的體 積流量，這樣測量數據計算對比才有參考價值。為此，根據孔板計算 書結合實際工況，要在DCS中做溫壓補償，以橫河CS3000系統為例， 孔板具體補償公式如下:

     需要注意的是，PTmeas 是絕對壓力值，而我們現場使用的- -般 是表壓變送器，需要在上圖2PQ-121A計算塊中加上當地的實際大氣 壓，而不是標準大氣壓101.325Kpa，以保證補償結果盡可能的準確。 采用補償后，總管粗乙炔流量與新乙炔流量加回收乙炔流量相 對比，流量基本相符，測量結果與理論計算值能夠很好的吻合，對 成本核算、工藝考核起到關鍵的指導作用。

 2.3醋酸、醋酸乙烯等低電導率介質流量測量 醋酸、醋酸乙烯分別是合成反應的重要原料和中間產品，也是精 餾、聚合、回收工段的主要中間物料，其加料量的大小決定著中間產 品的質量和產量。在醋酸系統上，老廠主要采用的是金屬管浮子流量 計，安裝調試簡單，使用穩定可靠，但是其缺點也十分明顯:互換 性差，介質密度、粘度偏離標定值后，就要對刻度盤換算修正，所以 在密度相差較大的介質上不能互換使用:精度偏低，- .般都是1. 6 級，難以滿足高精度的測量要求;要求介質干凈無雜質，但醋酸系 統中介質含有炭粉和雜質較多，極容易卡住浮子，頻繁拆卸增大了 維護工作量。為了解決上述問題，我廠在醋酸系統上使用的大部分是 橫河CA電容式電磁流量計，經過3年時間的使用檢驗，其在測量低 電導、雜質多的介質上優勢明顯，例如合成醋酸加料量、合成三塔一 循環送出量、精餾過濾加料量、回收六塔釜出量等，使用穩定可靠, 測量精度高，不會被物料堵住，維護量小。

CA電容式電磁流量計也存著使用局限，當介質電導率低于其測 量下限0.01us/cm時，無法正常測量。以醋酸水溶液為例，醋酸濃度 與電導率關系如下表:

由此看出，醋酸溶液的電導率隨著溶液中水含量的增加而增大，溶 液中不含水時，介質幾乎不導電，CA電容式電磁流量計也無法使用。

 

     由于初期選型問題，我廠合成三塔二循環、三循環流量，合成四 塔吸收液流量使用的都是CA電磁流量計，自開車以來一直都無法正 常使用，測量值上下跳動，頻繁出現空管報警，取樣分析后發現介 質電導率低于儀表要求的下限值0.0lus/cm，導致_ 上述故障發生。為 此根據實際工況，將其中一列循環量改為渦街流量計，運行1年多 時間以來，測量準確，穩定可靠，安裝調試后免維護，值得推廣使 用。

2.4水的大流量測量 

PVA行業的一次水與循環水用量較大，由于管線較多，實際工 況不同。我們使用過插入式靶式流量計、電磁流量計、插入式電磁流 量計、外夾式超聲波流量計，下面結合實際工況和使用經驗介紹一下 這幾種流量表的優缺點: 

①、插入式靶式流量計:理論上看這并不是測量水的最優選擇, 實際使用也會出現零點漂移故障，需要檢查靶片并調零。雖然有種種 不足，但是其有一個突出優點，能根據實際流量大小更換不同的力 傳感器和靶片。我廠一次水有三條支管線共同送水，口徑都是. DN600，在用水量較低時，每條管線流量大約在50m3 /h，流速在. 0. 05m/s左右。這種工況下，流速已經遠低于電磁和超聲波流量計的 最低流速0.3m/s，已經無法準確測量。而根據實際流量特殊定制靶 片和傳感器的靶式流量計卻可以準確穩定地測量小流量。

②、電磁流量計是測量工業用水( 電導率大于5us/cm)的最佳 選擇。其精度高，- .般0.5級，量程比寬，無壓力損失，能使用在各 種漿液和污水上。由于以上的這些優點，所以我廠“工業水大部分采用 電磁流量計進行測量。考慮儀表的經濟性，對于口徑DN400以上或 管道埋在地下的，選用插入式電磁流量計，安裝方便，可在線維護， 在DNI600的特大口徑循環水管道其性價比更加明顯，但是其測量精 度普遍不高，一般在土1%~士3%; DN400 以下采用法蘭式電磁流量計， 安裝時必須保證滿管和必要的前后直管段，以保證計量的準確性。目 前電磁流量計測量工業用水方面我們已經用了20多套，運行3年 多以來，使用效果很好，初期安裝調試好，基本免維護。 

③、外夾式超聲波可在線安裝不用開孔、使用方便、不接觸介質， 可以做到隨時使用隨時安裝，但是其精度較低，而且外夾式不能安裝在地下管道上，在腐蝕嚴重和內部結垢的管道上安裝調試麻煩, 信號質量差且不穩定，長時間運行后，因耦合劑失效，或傳感器位 置稍有改變都會使信號質量變差，影響測量結果，需定期檢查維護， 不能滿足在計量考核要求。如果只臨時測量或者要求精度不高，在大 管道上外夾式超聲波是優先選擇。

2.5蒸汽流量測量

 蒸汽是 PVA行業中使用最為廣泛的載熱工質,蒸汽消耗在PVA生 產成本中占有很大比重。蒸汽的準確計量對節能降耗、增加效益等方 面都有重要意義。

 

       我廠目前測量蒸汽流量使用較多的標準孔板，它的優點是穩定. 可靠，大口徑管道性價比高，使用廣泛，但在實際使用中存在很大 的不足，主要體現在:①、實際使用受很多因素影響(設計與工況參 數不符，.上下游直管段不足，孔板和管道不同心，銳角磨損等)，使 其測量誤差增大;②、量程比較窄，不能使用在蒸汽負荷變化較大的 工況。在有機開停車過程中，經常出現超量程的笑品 、使用維護 6無識別結果 工作量較大，北方天氣寒冷需對導壓管進行保溫祥熱，即使這樣， 我廠在室外氣溫低于-20C左右時，導壓管仍然會被凍住;④、壓力 損失較大，運行費用高。 為了解決以上問題，我廠在DN200口徑以下管道，選用E+H或 橫河渦街流量計,在DCS中做溫壓補償使用，大口徑蒸汽管道考慮性 價比和安裝難度，還繼續使用孔板測量。渦街流量計投入運行以來， 測量穩定可靠，安裝調試好后幾乎免維護，在開停車蒸汽負荷變化 較大時都能準確測量，在中小口徑管道上完全替代了孔板，提高了 蒸汽計量精度，給生產單位節能降耗起了很好的指導作用。大口徑蒸 汽管道考慮性價比和安裝難度，暫時還使用孔板測量

3、結束語

    沒有一種流量表對各種流體及流動情況都能適應的，每種儀表 都有它特有的優缺點。因此，在選型時應在全面了解被測對象性質和 儀表原理的基礎上，針對工藝要求，選擇既穩定可靠又經濟耐用的 流量儀表。

克拉瑪爾試劑產品點擊咨詢 聚乙烯醇 銷售電話  tel: 4001650900