硝酸管道流量计在PVA生产应用中的故障与解决方法

聚乙烯醇（PVA）是一种重要化学助剂，其主要用于纺织行业经纱浆料、织物整理剂、维尼纶纤维原料；建筑装潢行业107胶、内外墙涂料、粘合剂；化工行业用作聚合乳化剂、分散剂及聚乙烯醇缩甲醛、缩乙醛、缩丁醛树脂；造纸行业用作纸品粘合剂；农业方面用于土壤改良剂、农药粘附增效剂和聚乙烯醇薄膜；还可用于日用化妆品及高频淬火剂等方面。随着工控自动化水平的不断提高，在聚乙烯醇（PVA）的实际生产过程中，参与生产过程的各种物料必须按一定的量或比例投入，企业为了降低成本并节能降耗，对相应硝酸管道流量计测量精度的要求也越来越高。
流量计有很多种类型，从传统的孔板流量计、涡轮流量计直到硝酸管道流量计、超声波流量计等在石化行业中的应用有着广泛的应用。在此，笔者将介绍硝酸管道流量计在内蒙古双欣环保材料股份有限公司在PVA生产装置中的实际应用，并总结应用中流量计的几类故障和解决方法。希望对于从业朋友们有所帮助。
一、工作原理
硝酸管道流量计是利用法拉*电磁感应定律设计的流量测量仪表，用于测量导电液体的体积流量。根据法拉*电磁感应定律，当导体切割磁力线运动时，导体内将产生感应电动势Ex（图1），方向根据右手定则确定，感应电动势Ex的大小与磁场的磁感应强度B、传感器管道的内径D和流过导电液体的流速V成正比，B、D、V三者相互垂直，即Ex=BDV。

硝酸管道流量计由转换器和传感器两部分组成，两者用连接线连接。硝酸管道流量计的电*附在流量计管的外部，由这些电*通过氧化铝陶瓷管壁的电容来获取液体流动产生的电动势。硝酸管道流量计的测量管由氧化铝陶瓷管的电容式电*，一个包括线圈铁心、接地环和密封外壳的电磁回路组成。为了避免浮地电容的影响，将密封的外壳设计为环绕电容式电*，从而产生密封驱动的电容式电*。
二、产品特点
硝酸管道流量计的特点如下：硝酸管道流量计的测量导管是一段光滑的直管，内部无可动部件和阻流部件，因此无压力损失，无机械惯性，反应十分灵敏，测量精度较高；测量范围宽，量程比宽；可以测量含有固体颗粒的导电液体体积流量，也可以进行正、反向双向测量；测量过程中不受被测介质的温度、压力、密度、粘度和流动状态的影响，无测量滞后；采用24V（DC）单独供电，硝酸管道流量计采用高频励磁技术，在测量低导电率流体流量时对流量噪声具有抗干扰性，具有快速响应和消除输出噪声的功能，其氧化铝陶瓷衬里适应各种腐蚀性导电液体流量的测量；目前只有硝酸管道流量计可以测量低至0.01μS/cm的超低电导率液体，还可以测量高浓度浆体的流量和容易附着或堵塞的导电液体的流量，而不必担心结垢、腐蚀或堵塞问题，降低了维护成本。需要注意的是，在使用中被测液体温度要求低于120℃，流速要高于0.3m/s，压力不能超过1.6MPa，而且要求不能含有较多的铁磁性物质和气泡。
三、安装要求
硝酸管道流量计的安装质量对其测量结果的影响较大，因此在安装时需要注意几个问题。*先，硝酸管道流量计直管段的选择在配管时一定要按照要求进行选择，一般选择流量计通径与工艺管道通径相同，即可满足工程需要，而且安装方便、压力损失小，流量计直管段上游侧的长度不少于5倍工艺管道直径，下游侧的长度不少于3倍工艺管道直径（图2）。但在流速太慢而又要求精度较高或需要变径的应用场合，可选择通径小于工艺管道通径的流量计，以提高测量精度，此时流量计上、下游必须加装异径管，且进口异径管上游侧应有长于10倍工艺管道直径的直管段，下游侧应有长于5倍工艺管道直径的直管段（图3）。

安装时必须保证流量计的管径与工艺管道同心，被测液体的流向与硝酸管道流量计上的箭头标记方向一致；选择振动小的场所，避免附近有大电机，以免引起电磁场干扰；选择能够满足必要的维修空间的场所，尽量避免周围环境有高浓度腐蚀性气体，还要避免阳光直射；电容式硝酸管道流量计既可以水平安装也可以垂直安装，但必须保证硝酸管道流量计的测量管中始终充满液体，对含有固体颗粒以及污浊的液体建议垂直安装（流向自下而上），以减少对电*的磨蚀和沾污；管道中应保证液体不产生气泡，以免影响测量精度；硝酸管道流量计必须接地。
四、硝酸管道流量计在PVA生产中的应用
4.1 合成工段
在合成工段，分离塔一段循环液和送精馏工段过滤液的测量中使用了硝酸管道流量计。分离塔一段的被测液体中主要含有大量的醋酸、少量的VAC和部分碳粉，被测液体既脏又具有腐蚀性，并伴有强烈的酸味和刺激性气味，使用该硝酸管道流量计测量维护量很少而且测量精度也比较高。
4.2 精馏工段
在精馏过滤室，过滤液加料计量采用了硝酸管道流量计测量。过滤液的主要成分是醋酸和碳粉，物料具有腐蚀性，刺激性气味浓。之前采用金属管转子流量计进行测量时，管道容易堵塞，经常要拆洗，维护量大。自从改换硝酸管道流量计后，维护量小且测量精度也比较高。
4.3 聚合与醇解工段
在聚合工段，由聚合二釜树脂送出的液体由硝酸管道流量计测量，聚合一釜加AIBN甲醇溶液的计量也使用该流量计。在醇解工段，醇解机静态混合器树脂加料计量也使用了该流量计。
树脂的成分是聚醋酸乙烯甲醇，是无色粘稠状液体。偶氮二异丁腈（AIBN）甲醇溶液容易结晶，而且对人体有毒。使用该流量计后，管道再无堵塞发生，而且维护量少，测量精度也较高。
五、故障与解决方法
5.1 流量信号无显示
合成工艺操作人员反映，分离塔一段送精馏工段过滤液流量表FT-126流量值无显示，仪表人员判断出现此种情况的主要原因可能是硝酸管道流量计断电或管壁上沾有污垢或测量导管衬里损坏。仔细检查发现，流量计管道堵塞，无法送出过滤液，疏通管道后测量示值显示正常。
合成工艺操作人员反映，分离塔一段循环液流量表FT-141无显示，现场一次表黑屏。实地检查发现，保险丝熔断，用备用保险丝替换后，仪表指示正常。
聚合工艺操作人员反映，聚合二釜树脂送出流量表FT-324流量值上、下波动大。在现场仔细检查发现，硝酸管道流量计本身无故障，硝酸管道流量计外壳接地线脱落，重新连接后流量计指示正常。
5.3 现场实际值与DCS显示值不对应
聚合工艺操作人员反映，聚合一釜加AIBN甲醇溶液现场流量表FT-311显示与中控DCS显示不对应。在工艺人员的配合下，将流量表的前、后截止阀关死，并打开旁路截止阀，保证工艺正常运行。在保证硝酸管道流量计所测管道充满液体并静止的情况下，仪表人员重新调校该表的零点后，关闭旁路截止阀并打开流量计前、后截止阀，发现现场实际值与DCS显示值还是不对应。经过仔细检查发现，硝酸管道流量计的量程设置与DCS上的量程不对应，重新设定后，现场实际值与DCS显示值一致。
5.4 零点不稳定
大检修停车后，仪表人员在检查合成工段FT-126时发现硝酸管道流量计的零点变动。检查仪表外观和内部参数，没有发现异常，拆下硝酸管道流量计后，发现流量计内壁附着醋酸晶体，除去电*上的醋酸晶体后重新安装，零点恢复正常。
六、结束语
硝酸管道流量计作为流量测量仪表的一种，要使其在实际生产中发挥恰当作用，必须在安装和使用时严格按标准进行，才能满足工艺要求。笔者结合实际经验，介绍了其安装注意事项，并总结了该流量计在PVA生产中的故障现象和解决办法，希望能给同行以借鉴。

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