摘要：針對聚甲醛的生產(chǎn)工藝、介質(zhì)特點,介紹了聚甲醛生產(chǎn)中重要流量計的工作原理、選型、安裝及維護注意事項。指出了聚甲醛項目建設中重要儀表的選型,對聚甲醛在儀表專業(yè)的設計、建設與生產(chǎn)提供了直接方案。
1前言
聚甲醛是重要的通用型熱塑性工程塑料。因具有抗張強度高、密度小、自潤滑性、耐腐蝕、耐候性優(yōu)異等特性.廣泛地用于替代金屬.尤其是替代銅鋁鋅等有色金屬材料。
聚甲醛除了按粘度分為注射級、吹塑級和擠出級等品級外.還可以通過共混、摻混、增強、合金化等改性手段生產(chǎn)出高剛性.高流動性.高耐候性、抗靜電性、超韌性、可電鍍.耐酸堿、耐熱、耐水解級的改性聚甲醛,其用途也十分廣泛。
聚甲醛應用與水泥行業(yè)將會有年需求500萬噸的量.我國煤碳資源豐富.煤化工是未來發(fā)展的趨勢,聚甲醛生產(chǎn)當中除工藝、設備影響產(chǎn)品質(zhì)量之外.儀表的正確計量在生產(chǎn)當中起著致關(guān)重要的作用。
2.聚甲醛重要介質(zhì)流量檢測儀表
聚甲醛的生產(chǎn).計量儀表起著關(guān)鍵作用,比如采用銀法催化劑.進甲醛反應器的甲醇流量;采用硫酸法催化劑.進三聚甲醛反應器的甲醛流量;采用三氟化硼催化劑.進捏合機聚合反應器的三聚甲醛、二氧五環(huán)和甲縮醛流量。流量的正確是產(chǎn)品質(zhì)量的直接影響者.特別是進料聚合反應的配比,是直接影響聚甲醛分子鏈條排列的關(guān)鍵因素,決定了產(chǎn)品品質(zhì)。
聚甲醛生產(chǎn)過程中最重要的參數(shù)就是流量計量。從含義上講,流量是單位時間內(nèi)流經(jīng)某一截面的流體數(shù)量。流量可用體積流量和質(zhì)量流量來表示。其單位分別用、m3/h、L/h和kg/h等。工業(yè)上常用的流量儀表可分為兩大類速度式流量計和容積式流量計,根據(jù)聚甲醛生產(chǎn)的特殊性,其中間介質(zhì)甲醛、三聚甲醛、二氧五環(huán)等為高粘度、低雷諾系數(shù)的物質(zhì),選型為, 橢圓齒輪流量計,精度可達到±0.2%。
2.1橢圓齒輪流量計.
橢圓齒輪流量計的計量室由轉(zhuǎn)子與蓋板構(gòu)成初月形容腔.該腔室作為流量計的計量單位。齒輪的轉(zhuǎn)動靠流量計進出口的壓力差作動力.Δp=p1-p2.p1為入口壓力.p2為出口壓力。從而不斷的把進口處的液體經(jīng)初月形容腔室計量后從出口排出。齒.輪每轉(zhuǎn)一周流過的液體量是初月形容腔的四倍.故通過橢圓齒輪流量計的體積為QV=4nV0式中n為橢圓齒輪的轉(zhuǎn)速;V0半月形測量室容積.而且齒輪的轉(zhuǎn)速與流體的速率成比例。由密封聯(lián)軸器將轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)傳遞給計數(shù)機構(gòu).即計量出通過管道中液體的瞬時流量和累計總量。
2.2橢圓齒輪流量計的安裝與維護
流量計的安裝直接關(guān)系到生產(chǎn)應用時的正確計量。在流量計安裝之前管道必須沖洗,此時要給儀表裝一短管,沖洗管道組件;管道應無張力;若是有泵的安裝,儀表必須裝在泵的排出口一側(cè);若在液罐壓差情況下使用，則罐壓差應大于管路系統(tǒng)、過濾器、儀表壓力損失的總和等;過濾器盡可能靠近儀表.上游安裝;由于超級橢圓齒輪流量計中的傳感器依據(jù)感應磁通密度變化這一原理工作.因此它不能受任何外部磁場的影響。為了將外部磁場的影響減到最小，選擇安裝地點至少要離通電設備和通電導體5米遠的強磁場和電場發(fā)生源，如馬達和電動機。
流量計在生產(chǎn)當中會出現(xiàn)突然間不計量問題，出現(xiàn)這一問題的原因可能為在安裝過程中工藝管道內(nèi)存有雜物.卡住橢圓齒輪、在工藝管道清洗置換合格后，打開初月形測量腔室.清理雜物。在拆卸齒輪的過程中,一定要注意兩齒輪匹配.在互相對應的位置上作標記,以保證它們會安裝在初始位置。兩齒輪對應位置不合適,會導致齒輪不能轉(zhuǎn)動.嚴重時將會損壞齒輪。定位后可用壓縮空氣從進口側(cè)吹齒輪.以觀察齒合情況;注意避免齒輪高速旋轉(zhuǎn).否則會損壞齒輪。被測介質(zhì)壓力過低也是要考慮的原因.流量計的啟動壓力不得低于0.24Mpa.這樣才能保證齒輪轉(zhuǎn)動。被測介質(zhì)在月形腔室中凝固也會出現(xiàn)突然不計量現(xiàn)象,需要在流量計外部用低壓蒸汽吹腔室部位,注意不要吹傳動和計數(shù)機構(gòu).因為這樣會造成傳動機構(gòu)的受熱不均勻而損壞計量齒輪。
流量計在運行中出現(xiàn)指針不穩(wěn)時，可能是因為傳動機構(gòu)裝配不合適;流量過大或者有脈動流;內(nèi)磁鋼與支撐壁相碰。此時一定要檢查確認.裝配傳動機構(gòu)和計數(shù)機構(gòu)是否合適;介質(zhì)流量是否在儀表流量測量范圍內(nèi);內(nèi)磁鋼組件有無損壞;表頭K系數(shù)是否與設計一致。當出現(xiàn)誤差波動過大時可分兩種情況,一種為橢圓齒輪內(nèi)組套及端面墊片磨損嚴重.測量介質(zhì)粘度比檢驗介質(zhì)粘度小，流速過低;另一種情況是液體內(nèi)含有氣體。此時處理方法為.更換墊片.按實際被測液體粘度重新調(diào)校流量計;在流量計前加裝排氣器,定期排氣,以消除氣體。
3蒸汽計量儀表
在聚甲醛生產(chǎn)當中供熱蒸汽.是介質(zhì)反應的動力,其蒸汽量的控制.是控制工藝反應的關(guān)鍵因素,如甲醛反應器的蒸汽.量控制.影響了在銀催化劑作用下反應的甲醛品質(zhì).三聚甲醛、二氧五環(huán)反應器的蒸汽量控制.是決定聚甲醛中間產(chǎn)品濃度的重要因子,進干燥器干燥聚甲醛粉末的蒸汽量控制,是干燥聚甲醛粉末的決定性因素。目前.用于蒸汽流量測量的流量儀表主要有渦街流量計和差壓式流量計，差壓式流量計由于壓損大.維護量大.精度等級低等原因,已經(jīng)被很多廠家逐漸淘汰，差壓式流量計安裝要求非常嚴格.會給蒸汽測量帶來一定的誤差,相較而言,渦街流量計測量蒸汽效果更好,在先建的幾個聚甲醛項目使用的孔板流量計,都最終更改為了渦街流量計。
3.1渦街流量計
在特定的流動條件下,一部分流體動能會轉(zhuǎn)化為流體振動,其振動頻率與流速有確定的比例關(guān)系,渦街流量計就是根據(jù)這種原理工作的。在流體流道中設置旋渦發(fā)生體,在旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦,這種旋渦稱為卡曼渦街。根據(jù)卡曼渦街有如下關(guān)系,式中為流量計輸出脈沖頻率為旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均速度為斯特勞哈爾數(shù)為旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比為漩渦發(fā)生體迎面寬度。由于渦街流量計的輸出脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響,即儀表系數(shù)在一定雷諾范圍之內(nèi),僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān),因此在實際的測量過程中,測量比較正確,誤差小。
3.2渦街流量計的安裝與維護
渦街流量計安裝時上游直管段不得小于,下游直管段不得小于,若在生產(chǎn)現(xiàn)場無法找到足夠長的直管段,則需選擇一整流器,以便獲得充分的紊流場。傳感器在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝,但要防止氣泡和液滴干擾渦街流量計對振動很敏感,因此傳感器的安裝場所應盡量避開振動源。在使用過程中,會出現(xiàn)管道內(nèi)無流量但傳感器有信號輸出故障,先檢查接地電阻是否良好,管道振動是否大,傳感器靈敏度是否過大小流量時信號輸出不穩(wěn)定,大流量時信號輸出穩(wěn)定,這要對流量計重新選型或?qū)に嚬艿揽s頸,或調(diào)整增益電位器至合適的值管道內(nèi)有正常流量但傳感器輸出頻率為,這樣肯定是附近有強磁場或電場,考慮屏蔽方法。
4.聚甲醒流量檢測儀表遠型建議
在國內(nèi)聚甲醛項目的建設經(jīng)驗中得到,正確流量儀表的選型對生產(chǎn)當中流量測量具有重要意義,聚甲醛生產(chǎn)為精細化工,儀表計量的正確配比起關(guān)鍵作用,因儀表的波動、誤差大導致了各聚甲醛項目投產(chǎn)不順利,產(chǎn)品質(zhì)量差。儀表在項目設計時的選型一定要適合于聚甲醛生產(chǎn)工藝,針對聚甲醛工藝,高粘度流體、重要介質(zhì)、大流量測量選型為橢齒流量計低粘度流體、重要介質(zhì)、小流量測量選型為質(zhì)量流量計,重要蒸汽流量選型為渦街流量計,重要水流量選型為電磁流量計或金屬浮子流量計。
結(jié)束語
在聚甲醛生產(chǎn)中關(guān)鍵的工藝指標和參數(shù),必須得到正確的測量和控制,特別是聚合工段反應進料的流量配比,流量配比是聚甲醛反應品質(zhì)的決定因素,要使生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定,滿負荷生產(chǎn),項目前期設計時必須合理的儀表選型,其次是安裝和維護。對國內(nèi)其它聚甲醛項目,在流量儀表的選型、安裝與維護上具有指導和借鑒意義。
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