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Technology conter電磁流量計(jì)在造紙行業(yè)的應(yīng)用
2015-05-09 09:04:28
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)考察發(fā)現(xiàn)，在那些從國(guó)外引進(jìn)的成套設(shè)備中，液體的計(jì)量大多數(shù)采用了電磁流量計(jì)。國(guó)內(nèi)的大中型造紙企業(yè)也已逐步地開始完成了電磁流量計(jì)替代傳統(tǒng)的差壓流量?jī)x表的過程，同時(shí)向制造商提出了更高的使用和計(jì)量性能要求，從而又促進(jìn)了電磁流量計(jì)的技術(shù)進(jìn)步。目前一家35萬噸規(guī)模的造紙廠，電磁流量計(jì)使用已達(dá)到400臺(tái)。
除主流程外，近年來隨著環(huán)保法規(guī)越來越嚴(yán)格，多數(shù)造紙企業(yè)都建有廢液處理工藝。調(diào)查發(fā)現(xiàn)電磁流量計(jì)在造紙廠中幾乎所有的工段都有使用。
1、備料過程
備料工段主要任務(wù)是將不同的原料制成漿料。電磁流量計(jì)在制漿過程中主要是參與對(duì)打磨漿、水和酸或堿的流量測(cè)量。一般經(jīng)過機(jī)械打磨后漿料的溫度要達(dá)到80℃。當(dāng)以木材或草料等材料作為原料制漿時(shí)往往還要經(jīng)過蒸煮工藝。由于蒸煮液為堿如Ca(OH)2或Na0H溶液，漿液均呈堿性，所以電磁流量計(jì)多采用耐高溫的聚四氟乙烯襯里和分體型的結(jié)構(gòu)式。在電極材料的選擇上要考慮選耐腐蝕性強(qiáng)的材質(zhì)。堿性漿料一般選用哈氏合金Hc、鈦材Ti等材質(zhì)，切不可選用鉭電極；而如果測(cè)量酸性漿液時(shí)，要求不高的話也可選耐酸鋼316SS。
通常國(guó)內(nèi)也有不少企業(yè)采用廢紙制漿，即將廢紙打漿后再進(jìn)行洗滌漂白處理，這里電磁流量計(jì)主要用于測(cè)量參與打漿后的加水流量。水大多為附近的江河水稍加處理后就參與運(yùn)行，所以水質(zhì)較差，但沒有腐蝕性，電磁流量計(jì)采用常規(guī)的橡膠襯里和不銹鋼電極即可；而對(duì)參與脫墨過程的脫墨劑（常見的脫墨劑有Na0H、Na2SiO3、Na2O2或H2O2）測(cè)量時(shí)，電磁流量計(jì)的電極和襯里的選擇就要慎重。以典型的35噸規(guī)模紙廠為例，備料過程中的電磁流量計(jì)使用數(shù)量較多，大致在50-60套之間。
2、篩選漂白工段
單以使用的數(shù)量排序，篩選洗滌工段應(yīng)屬第一。以典型規(guī)模35萬噸紙廠為例，這兩個(gè)工段的電磁流量計(jì)使用數(shù)量要達(dá)到250套左右。
電磁流量計(jì)使用在從各備料車間進(jìn)入抄紙車間的各漿池的流入量和從各漿池流出配漿池的流量測(cè)量點(diǎn)，共有五種漿料（化漿、脫墨漿、CTMP、機(jī)漿、損液漿）參與配漿過程。這里機(jī)漿和CTMP漿的溫度高達(dá)50-80℃，流量計(jì)襯里材料應(yīng)考慮選用PFA或PTEE。
在漿液配比過程中各廠家為得到不同質(zhì)量的紙張，采用不同的漿液配比濃度。但往往由于一種漿料的細(xì)微超差而導(dǎo)致成品不合格，從而造成了更大的物料和經(jīng)濟(jì)損失。所以各生產(chǎn)廠對(duì)這一環(huán)節(jié)都非常重視，在每一根參加配比的管線中都裝有電磁流量計(jì)測(cè)量流入配漿總管的瞬時(shí)和總量流量，同時(shí)還在配漿管的下端部安裝在線濃度計(jì)以檢測(cè)配漿效果。如果一旦預(yù)定的濃度有偏差，立即調(diào)節(jié)閥門的開度以調(diào)整相應(yīng)的漿料流量。這城不令要求電磁流量計(jì)精度高，同時(shí)要求良好的重復(fù)性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性。在上述場(chǎng)合，電磁流量計(jì)的口徑一般在DN50-DN150之間。
配漿后的篩選過程即為習(xí)稱的抄紙過程。在這一過程中紙漿濃度常影響流量測(cè)量。我們發(fā)現(xiàn)濃度大于3%的紙漿在用常規(guī)的低頻方波勵(lì)磁頻率（如25Hz）或雙頻勵(lì)磁以改善晃動(dòng)現(xiàn)象。以DN300的電磁流量計(jì)測(cè)量濃度3.5%的瓦楞板紙為例，用常規(guī)的1/32工頻時(shí)，瞬時(shí)流量的晃動(dòng)量高達(dá)10.7%，當(dāng)選用頻率可更改的電磁流量計(jì)將其勵(lì)磁頻率改動(dòng)到1/2工頻時(shí)，晃動(dòng)量即改善到1.9%，效果十分明顯。在抄紙工段，由于配漿、抄紙過程中需要對(duì)冷卻水、明礬和滑石粉等作流量監(jiān)測(cè)，所以其使用數(shù)量在造紙廠中最多，在本例中達(dá)到200套左右。
為保證紙張的白度均勻細(xì)致，要添加不同的添加劑、分散劑和漂白劑。與食品工業(yè)中添加劑的使用情況一樣，這些添加液的流量小，腐蝕性強(qiáng)，所以絕大多數(shù)都選用PTEE襯里和PFA襯里。因?yàn)镠2O2的強(qiáng)氧化性，所以經(jīng)常被造紙廠選作漂白劑，但H2O2對(duì)金屬材料的腐蝕性特別強(qiáng)。出于防腐的考慮，工程師們很喜歡選用Pt作為電極材料。但實(shí)際使用的情況證明，當(dāng)過程壓力小于0.3MPa時(shí)，Pt電極會(huì)同H2O2發(fā)生反應(yīng)，會(huì)在電極表面形成一層氣霧，我們稱其為觸媒反應(yīng)。這時(shí)輸出信號(hào)會(huì)有很大波動(dòng)。但選用鉭（Ta）電極就沒有上述問題了。如果我們?cè)趽Q用NaOH溶液時(shí)選用了鉭電極，那么情況就不那么樂觀了，因?yàn)閴A液會(huì)使鉭電極產(chǎn)生表面效應(yīng)。SGAIC校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)表明，鉭電極在測(cè)量一般的水時(shí)其零點(diǎn)的變動(dòng)也要超過其他電極數(shù)十倍。小口徑電磁流量計(jì)安裝時(shí)要特別注意同心度。在上例中采用DN10的小口徑電磁流量計(jì)測(cè)量這些添加劑均可以獲得較理想的效果。在國(guó)外的造紙生產(chǎn)線上，這些場(chǎng)合也有不少選用科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的實(shí)例。
經(jīng)過多年實(shí)踐，電磁流量計(jì)在造紙領(lǐng)域普遍選用的是PTFE或其他氟塑料襯里：電極則依照不同的液體性質(zhì)分別選擇。SGAIC在造紙行業(yè)中使用的數(shù)千套電磁流量計(jì)的統(tǒng)計(jì)超過85%選用了PTFE，實(shí)際效果令人滿意。雖然在國(guó)外造紙廠中某些重要的小流量計(jì)量一部分采用了得里奧利質(zhì)量流量計(jì)，但電磁還是占著造紙行業(yè)液體計(jì)量的主導(dǎo)地位。絕大多數(shù)的使用問題出現(xiàn)在初期的選型和不當(dāng)安裝。如電極或襯里材料的不匹配等（如表）以及如不滿管、直管段長(zhǎng)度不夠、小口徑安裝時(shí)的不同心度等，這些常是電磁流量計(jì)未能正常運(yùn)行的主要因素。
