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電磁流量計

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電磁流量計和硫酸銨除油裝置在自動化控制中的重難點

來源:作者:發表時間:2018-10-11 11:12:44

 過程自動化儀表是過程控制的基礎,沒有過程自動化儀表,過程控制將無從談起。所以,要想把握過程控制中的重點、難點,首先要對過程自動化儀表進行合理選型。技術先進、性能可靠、價格合理,售后服務和技術支持良好一直是設計者們追求的重要指標;但最關鍵的還是要滿足工藝生產過程的基本需求。

 
    該套除油裝置所選用的過程自動化儀表,無論是就地顯示的,還是遠傳進機顯示的,無外乎四大類(溫度、壓力、流量、液位)儀表和水質分析儀表,并且這些儀表均屬常規型,如雙金屬溫度計、(隔膜)壓力表、一體化溫度變送器、壓力變送器、電磁流量計、渦街流量計、磁翻板液位計、超聲波液位計、差壓液位變送器和pH值分析儀等。
    需要指出的是,按照慣性思維,在污水處理行業里測量液體流量的儀表通常會選用用途最為廣泛的電磁流量it.這是因為它測量精度高,工作可靠,不受介質壓力、溫度、密度、粘度等物理參數的影響;尤其是它的內部無可動部件,不會堵塞,特別適合測量含懸浮物、固體顆粒、纖維等雜質的液體流量,而且只要合理選擇電極材料,亦可測量腐蝕性液體流量。然而,并不是所有液體的流量都適于用電磁流量計測量,它的局限性在于不能測量電導率過低的介質流量,對石油制品或者有機溶劑等還無能為力,比如本套裝置中的乙醇。如果選用電磁流量計來測量,那么最有可能出現的結果就是示值不準確,甚至出現無示值的情況,所以我們選用了渦街流量計來測量諸如乙醇、純水這類低電導率的介質流量,起到了顯著的效果。
工藝流程圖
    (3)自動控制系統選擇的合理性
    根據本套除油裝置的規模以及常規過程控制的功能和速度要求,經過分析對比,選用了德國西門子公司的S7-300系列PLC過程控制系統。這類可編程控制器具有模塊化、無排風扇結構、易于實現分布、用戶便利等特點。I/O點除了標準的I/O功能之外,還可用作高速計數、頻率測定和過程中斷,以及開環位控和閉環控制,實用性和可靠性俱佳,功能雖不如 S7-400及以上系列那么強大,但因其性價比較高,現已廣泛應用于水處理行業內中小規模的工程中。
    在該裝置區域內的控制室里面,設置了獨立的PLC控制柜和工程師/操作員站,將主要的工藝檢測和控制變量全部送入控制系統進行顯示、調節、記錄及報警等操作,其提供的可視化操作界面使得操作員能夠實時監測設備的運行狀態,控制設備的開關和啟停,并且還可以根據需要來調整功能參數,真正實現了與工藝生產過程的完全交互,為全廠的生產過程控制、管理及運營一體化提供了基礎保障。PLC系統配置如圖2所示。
 
3.1電磁流量計的安裝要求
電磁流量計安裝對直管段的要求
        選擇正確的安裝點和安裝方法是使用好電磁流量計的關鍵,若安裝失誤,不但會影響測量精度,還會影響流量計的使用壽命,甚至會損壞流量計。
3. 1 .1直管段要求
        為保證電磁流量計的測量精度,儀表所在的上下游直管段內壁應清潔,無明顯凹痕、積垢和起皮等現象。電磁流量計安裝位置上下游直管段一般遵循前十后五原則,要求前直管段不小于10 D,后直管段不小于5 D;若在上游管段處有其他化學物質注入的情況下,極易導致電導率的不均勻性,流量計應盡量遠離主入口至少20 D 處(如圖        1);若電磁流量計上下游采用異徑管時,異徑管中心錐角 α 應小于15°(如圖2)。
電磁流量計安裝示意圖
異徑管示意圖 
 
3.2調試階段
 
4、裝置的改進
    一套新工藝、新技術從它的誕生到投入生產使用,必然會經歷一個漫長的過程。從實驗室出來的研究成果,哪怕進行了中試,等到了真正需要擴大再生產的時候,難免也會出現始料未及的新難題。“修改”、“完善”便成為了接下來的主題。
    在這套除油裝置運行調試初期,筆者曾去過項目現場做設計回訪,項目經理和現場技術工程師反饋了幾個有關儀表和閥門在使用方面的問題。譬如吸附柱的液位測量,筆者選用的液位計是單法蘭差壓液位變送器,它的測量原理與介質密度是息息相關的。由于吸附柱內的介質在不斷變化(有時是95%乙醇,有時是水,有時又是含油硫酸餒廢液),密度郵00kg/m3-1050kg/m’不等,導致計算機上出現的液位示值(測量結果)與實際不符,偏差較大。由此判斷,使用此種液位計測量吸附柱的液位是不合適的。但如果使用頂裝式的液位計,如非接觸式的超聲波、雷達,或接觸式的磁致伸縮、內浮筒液位計,理論上是沒有問題的,可是卻受到了吸附柱結構上的限制(距離上封頭lm多的地方設置了吸附材料壓板)。還有人建議用磁翻板這類側式的液位計。由于吸附柱較高,布置在兩層樓板之間,所以又受到了安裝空間的限制。
 
針對此種情況,對工藝進行了改良,提高了吸附柱出口廢液管道U型彎的高度,使得吸附柱內流通的硫酸按廢液始終沒過壓板。如此一來,就可以嘗試使用上述的幾種頂裝式液位計了。另外,現場的技術工程師對于大口徑(DN125以上)的氣動切斷閥動作時間提出了質疑,他們實測閥門由全開到全關所需的時間超過了lOs。這種滯后性的存在可能會影響到廢液的除油質量,建議將氣動切斷閥的作用方式由單作用改成雙作用(前提是對氣源故障時的閥位狀態沒有要求),以此加快閥門的動作速率。改良后閥門的動作完成時間只需原來的一半,取得了理想的使用效果。
    除此之外,針對除油裝置可能出現的跑、冒、漏現象,或發生火災、爆炸事故,以及停水、電等嚴重威脅裝置安全生產的一系列情況,在控制系統中設置了緊急停車按鈕,一旦發生上述異常情形能夠立刻停止運行除循環冷卻水泵以外的其它所有電機 (泵和攪拌器),并且還要及時關閉蒸汽主管道上的閥門,停止一切加熱,這一點至關重要,絕不能忽視。因此,需要在現有手動閥門的基礎上增加1臺能夠實現遠程操作的自動閥(用于切斷蒸汽進量),這樣就可以對潛在風險的來臨做出更加迅速地響應,在降低了危險系數的同時,也保證了整套裝置安全、可靠地平穩運行。
 
5結語
    目前,該套除油裝置已經正式投入使用。吸油材料解吸效果顯著,且流失率低;回收乙醇的濃度和回收率也均已達到合格標準。預計每年可為企業節省費用超過1000萬元,大大降低了運行成本。更重要的是,經處理后硫酸按廢液中的油含量基本穩定在1- 2mg/L之間,完全符合設計要求。
    隨著人類環保意識的增強,國家環保政策的出新,可以預見,在不久的將來,這套裝置必將迎來一個更加廣闊的市場前景!
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