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礦漿流量計在固含量高的礦液流量中的應用
點擊次數：2041 發布時間：2020-08-13 05:35:59
1、概述
隨著工業自動化的迅猛發展，各種智能儀表也在工業（yè）設計中發揮著越（yuè）來越重要的作用。在現代工（gōng）業化生（shēng）產中，智能（néng）化係統的應（yīng）用越來越廣泛，這也使在生產中人為（wéi）出現問題的可能性降低（dī）了很多。但對各種儀表的精確度及（jí）可操作性（xìng）的要求也隨之提高了。以下結合在某石煤提取（qǔ）五氧化二釩工程中對礦漿流量計在固含量高的礦液流量的應用（yòng）、出現（xiàn）問題及（jí）其解決（jué）方法等論述如下。
2、工藝流程的簡介
本項目為石煤綜合（hé）利用的項目。現（xiàn）有提釩工藝（yì）產生大量廢渣。其主（zhǔ）要成分為二氧化矽，但其中夾帶有大量的釩資源，釩資（zī）源利用率低（dī），同時，該廢渣中（zhōng）堿含量較高，如將廢（fèi）渣隨（suí）意堆放，易造成環境汙染。本項目*大特點在於利用（yòng）現有提釩工藝中的提釩二次（cì）渣（zhā）作為製備沉澱法（fǎ）白炭黑的主要原料，將廢渣中的矽（guī）資源得到充分利用。為企業創（chuàng）造了新的（de）經濟增長（zhǎng）點，同時，解決（jué）了現有提釩生產中造成的釩資源浪費（fèi）和環（huán）境汙染（rǎn）問題，此外，該項目利用現（xiàn）有提釩生產線脫碳工序中產生的餘熱作為加熱熱源，取代了傳統工藝以煙煤為主要燃料的方法，即對生產中產生的餘熱得到了有效合理的（de）利用，又進一步降低了產生的燃料（liào）成本，達到了節能減排，資源綜合利用的目的，工藝流程框圖如下。
在漿液製備的過程需加（jiā）入一定量的氫氧化鈉，使礦石中的釩能盡可能（néng）溶解（jiě）在（zài）堿性溶液（yè）中，製成的漿（jiāng）液中固體含（hán）量較高，約為50%，為保證下一工序的穩（wěn）定操作和產品的質量，需對加入溶解罐中（zhōng）的漿液量進行準確計（jì）量。並（bìng）通過DCS控製係統控（kòng）製閥（fá）門（mén）的開度（dù）。以保證（zhèng）流量的穩定。這就對流量（liàng）計的防腐（fǔ），耐腐及精度都提出了很高的要求。本文主要對該項目中流量計的正（zhèng）確選型及礦（kuàng）漿流量計在高固含量漿（jiāng）液（yè）中的使用等問題進（jìn）行闡述。
3、流量（liàng）計的選擇方法
工業生產上，溫度、壓力、流量、液位四大熱工參數的測量中，流量測量要達到預期的精確度和可靠性普遍認為（wéi）是*難的。這關係著工藝數據庫提供、儀表的選型、安裝和（hé）使用是否正確等問題，當然也存在著儀表本身（shēn）的質量（liàng）問題。
在選擇（zé）流量測量儀表時，主要是工藝介質及應用條件的（de）合適性，以及儀（yí）表的刻度、功（gōng）能、精確度、經濟性等方麵去考慮。
礦（kuàng）漿流量計是根據法拉弟電磁感應定律製成的一種測量導電（diàn）性（xìng）液休的儀表。從其工作原理看是符合本項（xiàng）目對流量計提出的固含量高的（de）堿性溶液的條件。
4、本工程中，對礦漿流量計的選（xuǎn）型的問題與解（jiě）決方法進行討論
4.1 礦漿流（liú）量計的工作（zuò）原理
礦漿流量計是根據法拉弟（dì）電磁感應定律製成的一種（zhǒng）測量導電性（xìng）液休的（de）儀表。即導（dǎo）體在磁（cí）場中切割磁力線運動時，導體中產生感應電勢，其感應電勢（shì）的大小與磁感應強度、流體做切割磁力線強度等因素成（chéng）正比。
4.2 礦漿流量（liàng）計的（de）優缺點（diǎn）
4.2.1 礦漿流量計的優點
（1）測量通道是段光滑直管，不會阻塞，適用於測量含固體顆粒（lì）的液固二相流（liú）體，如紙漿、泥漿、汙水等。
（2）不產生流（liú）量檢測所造成的壓力損失。
（3）所測得體積流量實際上（shàng）不（bú）受流體密度、粘度（dù）、溫度、壓力和電導率的明顯（xiǎn）影響。
（4）流量範圍內大，口徑範圍寬。
（5）可應用腐（fǔ）蝕性流體。
4.2.2 礦漿流量計的缺點
（1）不能測量電導率很低的流體。
（2）不（bú）能測量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體。
（3）不能用於較高溫度（dù）的（de）流體。
4.3 礦漿流量計的襯裏討論
根據介質的特性條件對以下幾種襯裏材料進行分析，討論與選擇。
4.3.1 氯丁橡膠
（1）主要（yào）性能：①耐油、耐（nài）溶劑、耐（nài）氧化、耐一般酸、堿、鹽等介質腐（fǔ）蝕；②有*好的彈性、耐磨性、但耐寒性較差。
（2）適用範圍：①0℃~80℃的非強（qiáng）酸、強堿、強氧化性的介質；②可測（cè）汙（wū）水、泥漿。
4.3.2 天然橡膠
（1）主要性能：①耐磨性、耐腐蝕性、絕緣性、耐低溫性較好；②耐油性差，耐（nài）老化性和耐氧化性（xìng）差。
（2）適（shì）用範圍：-10℃～70℃非強酸、強堿、強氧化性（xìng）介質，適用於飲用水。
4.3.3 聚氨脂橡膠
（1）主要性能：①有*好的（de）耐磨（mó）性、彈性；②耐酸、堿性能較差。
（2）適用範圍：①-25℃～60℃；②中性強磨損的礦漿、煤漿、泥漿。
4.3.4 特氟隆
（1）主要性能：①疏水性和非粘性好、較強的耐（nài）高溫性；②有*好的耐腐蝕性、能耐強酸、強堿、有機溶劑和各（gè）種鹽溶液；③抗負（fù）壓能力較好、抗負壓要求較高時可內加金屬網，提高耐負壓能力；④耐磨性較差。
（2）適用範圍：①-25℃～140℃的非強（qiáng）磨（mó）損介（jiè）質；②衛生類介質（zhì）。
4.3.5 聚四氟乙烯（xī）
（1）主要性能：①是塑料中化學性能*穩定的一種材料，能耐沸騰的鹽酸、硫（liú）酸、硝酸和王水，也能（néng）耐濃堿和各種有（yǒu）機溶（róng）劑，不耐三氟化氯、高溫三（sān）氟化氧、高流速液氯（lǜ）、液氯、臭氧（yǎng）的腐蝕；②耐損磨（mó）性能差；③抗負壓能力（lì）差。
（2）適用範圍：①-25℃～140℃；②濃酸（suān）、堿等強腐蝕性介質；③衛（wèi）生類介質。
4.3.6 氟化乙丙烯
（3）主要性能（néng）：①有疏水性和不粘性；②耐腐蝕能力僅次（cì）於特氟隆；③耐負壓要求較（jiào）高時可加金屬網，提高耐負壓能力；④耐磨性能較差（chà）。
（4）適用範圍：①-25℃～100℃的非（fēi）強磨損介質（zhì）；②衛生類介（jiè）質。
4.4 應用（yòng）時遇到的問題及其解決（jué）的方法
通過對以上幾種襯裏材料的討論，我們不難發現氯丁橡膠與天然橡膠雖然耐磨（mó）性能較好，但耐腐蝕性較差。特氟隆，聚（jù）四氟乙烯，氟化乙丙烯雖然能夠滿足耐強堿（jiǎn）腐蝕，耐磨性卻不（bú）是很好。在經過反複比較後，選擇（zé）了穩（wěn）定（dìng）性*好的聚四氟乙烯，進行試運行，以檢驗礦漿流（liú）量計的（de）使用性能。
該流量計使用了2~3個月（yuè）後便出現了不能正常使用的情況；為了弄清原因。將礦漿流量（liàng）計拆下後，發現礦漿流量計出口處的襯裏並（bìng）沒有出現問題，但在入口處的法蘭外側襯（chèn）裏材料翻邊處與測量管產（chǎn）生了脫離現象。襯（chèn）裏與金（jīn）屬測量管之間出現了間隙，導致液體進入了該間隙中，致使流量計無法正常使用。
在弄清（qīng）了出現此問（wèn）題的原因後，通過與生產廠商的溝通，並經（jīng）過（guò）工程技術人員的反複協商（shāng）討論。決定采（cǎi）取兩項措施解決這一問題：①在磨漿（jiāng）製備過程中進一步優化控製（zhì），使（shǐ）漿液中的固體顆徑降低（dī），減（jiǎn）少對礦漿流量計入口處的衝蝕作用；②降低漿液輸送的流速；③在礦漿流量計入口與管道法蘭連接增加一（yī）個2~3mm厚的不鏽鋼墊片，降低對礦漿（jiāng）流量計入口法蘭處翻邊襯裏材料的衝蝕。不鏽鋼（gāng）墊片定期（qī）可換（huàn）。在采取了上述（shù）措施後，取（qǔ）得了明顯的效果，通過近兩年運行考核，礦漿流量計運行穩定，計量（liàng）準確，沒有出現故障。所（suǒ）以，在（zài）該項目中對固含量較高漿液采用聚四氟乙烯襯裏材料的礦漿流量計量是可行的。
5 結束語
作為儀表電氣專業的工程師，怎樣更好的了解工藝介質的情況，理解每種流量計本（běn）身的特點及優缺點（diǎn），並且發現一些工程中可能會出現的問題，及（jí）解（jiě）決問（wèn）題（tí）的能力是我們在不斷的工（gōng）作中應該（gāi）提高的。此次對礦漿流量計使用條件的改善，是一次（cì）有益的（de）嚐試，同時也增加了我們勇於創新的意識。
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隨著工業自動化的迅猛發展，各種智能儀表也在工業（yè）設計中發揮著越（yuè）來越重要的作用。在現代工（gōng）業化生（shēng）產中，智能（néng）化係統的應（yīng）用越來越廣泛，這也使在生產中人為（wéi）出現問題的可能性降低（dī）了很多。但對各種儀表的精確度及（jí）可操作性（xìng）的要求也隨之提高了。以下結合在某石煤提取（qǔ）五氧化二釩工程中對礦漿流量計在固含量高的礦液流量的應用（yòng）、出現（xiàn）問題及（jí）其解決（jué）方法等論述如下。
2、工藝流程的簡介
本項目為石煤綜合（hé）利用的項目。現（xiàn）有提釩工藝（yì）產生大量廢渣。其主（zhǔ）要成分為二氧化矽，但其中夾帶有大量的釩資源，釩資（zī）源利用率低（dī），同時，該廢渣中（zhōng）堿含量較高，如將廢（fèi）渣隨（suí）意堆放，易造成環境汙染。本項目*大特點在於利用（yòng）現有提釩工藝中的提釩二次（cì）渣（zhā）作為製備沉澱法（fǎ）白炭黑的主要原料，將廢渣中的矽（guī）資源得到充分利用。為企業創（chuàng）造了新的（de）經濟增長（zhǎng）點，同時，解決（jué）了現有提釩生產中造成的釩資源浪費（fèi）和環（huán）境汙染（rǎn）問題，此外，該項目利用現（xiàn）有提釩生產線脫碳工序中產生的餘熱作為加熱熱源，取代了傳統工藝以煙煤為主要燃料的方法，即對生產中產生的餘熱得到了有效合理的（de）利用，又進一步降低了產生的燃料（liào）成本，達到了節能減排，資源綜合利用的目的，工藝流程框圖如下。
在漿液製備的過程需加（jiā）入一定量的氫氧化鈉，使礦石中的釩能盡可能（néng）溶解（jiě）在（zài）堿性溶液（yè）中，製成的漿（jiāng）液中固體含（hán）量較高，約為50%，為保證下一工序的穩（wěn）定操作和產品的質量，需對加入溶解罐中（zhōng）的漿液量進行準確計（jì）量。並（bìng）通過DCS控製係統控（kòng）製閥（fá）門（mén）的開度（dù）。以保證（zhèng）流量的穩定。這就對流量（liàng）計的防腐（fǔ），耐腐及精度都提出了很高的要求。本文主要對該項目中流量計的正（zhèng）確選型及礦（kuàng）漿流量計在高固含量漿（jiāng）液（yè）中的使用等問題進（jìn）行闡述。
3、流量（liàng）計的選擇方法
工業生產上，溫度、壓力、流量、液位四大熱工參數的測量中，流量測量要達到預期的精確度和可靠性普遍認為（wéi）是*難的。這關係著工藝數據庫提供、儀表的選型、安裝和（hé）使用是否正確等問題，當然也存在著儀表本身（shēn）的質量（liàng）問題。
在選擇（zé）流量測量儀表時，主要是工藝介質及應用條件的（de）合適性，以及儀（yí）表的刻度、功（gōng）能、精確度、經濟性等方麵去考慮。
礦（kuàng）漿流量計是根據法拉弟電磁感應定律製成的一種測量導電（diàn）性（xìng）液休的儀表。從其工作原理看是符合本項（xiàng）目對流量計提出的固含量高的（de）堿性溶液的條件。
4、本工程中，對礦漿流量計的選（xuǎn）型的問題與解（jiě）決方法進行討論
4.1 礦漿流（liú）量計的工作（zuò）原理
礦漿流量計是根據法拉弟（dì）電磁感應定律製成的一種（zhǒng）測量導電性（xìng）液休的（de）儀表。即導（dǎo）體在磁（cí）場中切割磁力線運動時，導體中產生感應電勢，其感應電勢（shì）的大小與磁感應強度、流體做切割磁力線強度等因素成（chéng）正比。
4.2 礦漿流量（liàng）計的（de）優缺點（diǎn）
4.2.1 礦漿流量計的優點
（1）測量通道是段光滑直管，不會阻塞，適用於測量含固體顆粒（lì）的液固二相流（liú）體，如紙漿、泥漿、汙水等。
（2）不產生流（liú）量檢測所造成的壓力損失。
（3）所測得體積流量實際上（shàng）不（bú）受流體密度、粘度（dù）、溫度、壓力和電導率的明顯（xiǎn）影響。
（4）流量範圍內大，口徑範圍寬。
（5）可應用腐（fǔ）蝕性流體。
4.2.2 礦漿流量計的缺點
（1）不能測量電導率很低的流體。
（2）不（bú）能測量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體。
（3）不能用於較高溫度（dù）的（de）流體。
4.3 礦漿流量計的襯裏討論
根據介質的特性條件對以下幾種襯裏材料進行分析，討論與選擇。
4.3.1 氯丁橡膠
（1）主要（yào）性能：①耐油、耐（nài）溶劑、耐（nài）氧化、耐一般酸、堿、鹽等介質腐（fǔ）蝕；②有*好的彈性、耐磨性、但耐寒性較差。
（2）適用範圍：①0℃~80℃的非強（qiáng）酸、強堿、強氧化性的介質；②可測（cè）汙（wū）水、泥漿。
4.3.2 天然橡膠
（1）主要性能：①耐磨性、耐腐蝕性、絕緣性、耐低溫性較好；②耐油性差，耐（nài）老化性和耐氧化性（xìng）差。
（2）適（shì）用範圍：-10℃～70℃非強酸、強堿、強氧化性（xìng）介質，適用於飲用水。
4.3.3 聚氨脂橡膠
（1）主要性能：①有*好的（de）耐磨（mó）性、彈性；②耐酸、堿性能較差。
（2）適用範圍：①-25℃～60℃；②中性強磨損的礦漿、煤漿、泥漿。
4.3.4 特氟隆
（1）主要性能：①疏水性和非粘性好、較強的耐（nài）高溫性；②有*好的耐腐蝕性、能耐強酸、強堿、有機溶劑和各（gè）種鹽溶液；③抗負（fù）壓能力較好、抗負壓要求較高時可內加金屬網，提高耐負壓能力；④耐磨性較差。
（2）適用範圍：①-25℃～140℃的非強（qiáng）磨（mó）損介（jiè）質；②衛生類介質（zhì）。
4.3.5 聚四氟乙烯（xī）
（1）主要性能：①是塑料中化學性能*穩定的一種材料，能耐沸騰的鹽酸、硫（liú）酸、硝酸和王水，也能（néng）耐濃堿和各種有（yǒu）機溶（róng）劑，不耐三氟化氯、高溫三（sān）氟化氧、高流速液氯（lǜ）、液氯、臭氧（yǎng）的腐蝕；②耐損磨（mó）性能差；③抗負壓能力（lì）差。
（2）適用範圍：①-25℃～140℃；②濃酸（suān）、堿等強腐蝕性介質；③衛（wèi）生類介質。
4.3.6 氟化乙丙烯
（3）主要性能（néng）：①有疏水性和不粘性；②耐腐蝕能力僅次（cì）於特氟隆；③耐負壓要求較（jiào）高時可加金屬網，提高耐負壓能力；④耐磨性能較差（chà）。
（4）適用範圍：①-25℃～100℃的非（fēi）強磨損介質（zhì）；②衛生類介（jiè）質。
4.4 應用（yòng）時遇到的問題及其解決（jué）的方法
通過對以上幾種襯裏材料的討論，我們不難發現氯丁橡膠與天然橡膠雖然耐磨（mó）性能較好，但耐腐蝕性較差。特氟隆，聚（jù）四氟乙烯，氟化乙丙烯雖然能夠滿足耐強堿（jiǎn）腐蝕，耐磨性卻不（bú）是很好。在經過反複比較後，選擇（zé）了穩（wěn）定（dìng）性*好的聚四氟乙烯，進行試運行，以檢驗礦漿流（liú）量計的（de）使用性能。
該流量計使用了2~3個月（yuè）後便出現了不能正常使用的情況；為了弄清原因。將礦漿流量（liàng）計拆下後，發現礦漿流量計出口處的襯裏並（bìng）沒有出現問題，但在入口處的法蘭外側襯（chèn）裏材料翻邊處與測量管產（chǎn）生了脫離現象。襯（chèn）裏與金（jīn）屬測量管之間出現了間隙，導致液體進入了該間隙中，致使流量計無法正常使用。
在弄清（qīng）了出現此問（wèn）題的原因後，通過與生產廠商的溝通，並經（jīng）過（guò）工程技術人員的反複協商（shāng）討論。決定采（cǎi）取兩項措施解決這一問題：①在磨漿（jiāng）製備過程中進一步優化控製（zhì），使（shǐ）漿液中的固體顆徑降低（dī），減（jiǎn）少對礦漿流量計入口處的衝蝕作用；②降低漿液輸送的流速；③在礦漿流量計入口與管道法蘭連接增加一（yī）個2~3mm厚的不鏽鋼墊片，降低對礦漿（jiāng）流量計入口法蘭處翻邊襯裏材料的衝蝕。不鏽鋼（gāng）墊片定期（qī）可換（huàn）。在采取了上述（shù）措施後，取（qǔ）得了明顯的效果，通過近兩年運行考核，礦漿流量計運行穩定，計量（liàng）準確，沒有出現故障。所（suǒ）以，在（zài）該項目中對固含量較高漿液采用聚四氟乙烯襯裏材料的礦漿流量計量是可行的。
5 結束語
作為儀表電氣專業的工程師，怎樣更好的了解工藝介質的情況，理解每種流量計本（běn）身的特點及優缺點（diǎn），並且發現一些工程中可能會出現的問題，及（jí）解（jiě）決問（wèn）題（tí）的能力是我們在不斷的工（gōng）作中應該（gāi）提高的。此次對礦漿流量計使用條件的改善，是一次（cì）有益的（de）嚐試，同時也增加了我們勇於創新的意識。
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