智能电磁流量计在硫酸计量生产中的成功应用

硫酸计量表硫酸生产过程中的产酸计量一直是一个值得的关注的问题。云浮硫铁矿企业集团化工厂两套硫酸装置（40kt/a、80kt/a）自投产以来，产酸计量一直使用计量槽计量。采用计量槽计量产酸量的方法比较落后，计量误差大并且计量槽计量设备多，既不利于安全操作，维护量又大、维修费用高。操作工不能在线监测到瞬时与累计产酸量，不利于车间生产管理，操作工的劳动强度大，因此计量槽计量改造显得十分必要。应用新的计量技术，淘汰计量槽计量，是为了更科学、安全、准确地计量，也是云浮硫铁矿企业集团化工厂实施产硫酸计量表改造的目的。以下是40kt/a硫酸装置[1]的产酸计量改造介绍。

1、计量改造前的现状分析

　　计量改造前是通过计量槽来计量产酸量的，计量仪器是由浮球液位计和计量标尺组成，操作工是通过目测计量标尺上的刻度来计量产酸。浮球液位计[2]是将产酸量转化成液位值（ｔ→ｍ），计量标尺再将液位值转化成产量（ｍ→ｔ）。浮球液位计测量精度低，无法达到准确计量产酸量的要求。计量标尺的数值标定是按硫酸密度1.84g/m³下进行的，而实际产酸时硫酸的密度在1.75～1.89g/m3范围变化，此误差又不能进行自动修正，累计误差就越来越大。使用计量槽来计量产酸量不仅需要上述的计量仪器，而且需要较多的附属设备，如计量槽，泵，阀门等。由此可见，使用计量槽来计量产酸量不仅费用高，维护量大，而且又不能准确计量。40kt/a硫酸装置产酸计量示意图及使用计量槽计量产酸量出现的问题统计见图1和表1。

 

2、计量改造的方案

　　通过多方面搜集资料，经过可行性研究和取证分析，决定硫酸计量表采用用电磁流量计进行产酸计量。

2.1、电磁流量计的工作原理

　　智能电磁流量计是利用法拉第电磁感应定律制成的流量测量仪表，它由现场部分的流量计传感器和控制室部分的流量计积算仪组成。流量计传感器的励磁线圈产生磁力线，当导电的硫酸介质垂直于磁力线方向流动时，电极会在与介质流动和磁力线垂直的方向上产生一个感应电动势EX。感应电动势与流量成正比，传感器再将感应电动势转化成标准电流信号（4～20mA）传送到控制室的流量积算仪，流量积算仪就可以显示当前的流量值VF。

以下是电磁流量计原理图，见图2。

 

2.2、电磁流量计的特点

　　这次改造选用的仪表是国内先进的HLDE系列智能电磁流量计。该电磁流量计具有测量精度高（±0.25%），反应灵敏，工作稳定，维护量小，平均无故障时间达MTBF＞5万h，故障率低的特点，同时它特有的温度、压力自动补偿功能，能根据酸温的变化自动修正酸的密度，确保电磁流量计的计量准确性。电磁流量计操作简单、安全、数字显示屏显示，不需人工标定。这些优点是计量槽计量无法比美的。

3、计量改造方案的实施

3.1、硫酸计量表的安装

　　在现场安装电磁流量计传感器，并对产酸计量的工艺流程作出修改，要求硫酸通过硫酸计量表的传感器后直接去成品酸罐，取消原有的计量槽、输送酸泵，缩短产酸管长度。安装和验收时严格按照文献[3]中的要求及工业自动化仪表安装及验收规范[4]的标准执行。安装示意见图3。

 

 3.2、电磁流量计的调试

　　在控制室安装流量积算仪，敷设流量计电缆。先对流量计的测量上、下限、流量系数等参数的进行设定后再对流量计进 行整机调试。调试步骤与要求按照文献[3]的内容进行，硫酸计量表调试合格后就可以在线使用。

3.3、电磁流量计的正式投运

　　投运前，打开流量计传感器的上、下游阀，关闭旁路阀，电磁流量计对产酸计量。至此，计量改造完成。

4、计量改造后的效果检查

　　电磁流量计自2006年1月开始投入使用后，其效果很好，能大大提高产酸计量准确性，避免了不必要的误报产量，有利于车间更好地进行生产管理。在2006、2007连续两年的产酸计量数与实际盘点数只相差120t，而2005年的计量误差数是1200t，可见改造后的计量精度提高10倍，计量误差大大减少。操作工使用电磁流量计计量后可以随时监控产酸量，对产酸进行科学控制。操作工以前要在现场进行读数、现场操作，现只需在控制室就可以对现场一目了然。劳动强度大大减轻，工作效率大大提高。

　　改造后的产酸计量设备只有电磁流量计，已取消计量槽及相关附属设备，此项可少支出20万元设备费用和每年将近2万元的设备维护费。而电磁流量计使用期限长，维护方便，只需定期检查校验，使用至今末出现任何故障，可见电磁流量计应用于硫酸生产计量中是十分成功的。

5、结语

　　在使用智能电磁流量计来计量产酸时，要注意硫酸介质的温度应在流量计的温度测量范围内；安装地点、介质的组分及操作压力要相对稳定；此外，还应当注意正确的安装方式及根据操作流量选择合适的口径。硫酸计量表定期校验是确保计量准确的关键，特别是仪表特有的温度－密度补偿功能必须运行正常。否则仪表计量精度下降，甚至仪表无法正常计量。电磁流量计在产酸计量中成功应用后，云浮硫铁矿企业集团化工厂已将这项技术在80kt/a硫酸装置中推广使用。目前已有多家化工厂到该厂参观学习