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差压变送器在氧化铝生产密度检测方面的应用介绍
发布日期:2017-8-2 11:18:55
一、氧化铝生产中密度检测现状
  氧化铝生产中的密度检测方面的需求都是集中在浆液方面,由于氧化铝生产中浆液都存在易结疤、温度高、固体颗粒物多等特点,因此,常规的同位素密度计、超声波密度计、质量流量计、音叉密度计在实际生产中的应用效果都不理想。目前,氧化铝生产中密度检测的方式主要是人工取样手动检测和同位素实时密度检测。手动检测方式存在着时间长、检测滞后、占用人工等缺点,对于及时调整生产操作、稳定生产技术指标等方面的作用大打折扣。而同位素实时密度检测方式也仅仅在管道清理、密度计重新标定后短时间发挥作用,运行时间一长,受物料结疤厚度等因素影响,检测结果与实际密度偏差会越来越大。同时,放射源在安全管理方面、检修维护人员资质方面等等都有严格的限制和要求。针对氧化铝生产中浆液易形成结疤而不利于密度检测的问题,利用常见的隔膜式差压变送器,通过合理选型与安装,实现了氧化铝浆液安全可靠的密度检测。
  放射源产生的伽玛射线穿过管道中的被测介质,其中一部分射线被介质散射和吸收,剩余部分射线被安装在管道另一边的探测器所接收,介质吸收了多少射线,与被测介质的密度呈指数吸收规律:
    由于同位素密度计实现非接触式检测,在设备开车初期,管道内还没有出现结疤情况,这时同位素密度计在生产中还是一种比较不错的密度检测设备。但是由于氧化铝生产的特殊性与复杂性,生产波动和指标波动是在所难免的,因此一些物料的沉积、结晶、二次反应等情况就会在管道、槽壁上形成结疤,这时同位素密度检测就会误差。也有技术人员想通过软件模拟结疤情况消除结疤对检测的影响,但是影响结疤速度的不仅仅是一个简单的时间因素,物料成分变化、流量大小、温度变化、二次反应等因素对结疤速度的影响程度都未可知,所以无法建立一套合乎实际情况的关于结疤的准确的数学模型,因此,软件修正的实际效果很不理想,无法起到修正的目的。但是,有经验的操作人员还是可以通过实时的密度变化推断物料密度的变化,在某些时候可以避免某些生产事故的发生,这也是虽然同位素密度计在氧化铝生产中的应用情况不理想,但还是在使用的一个重要原因。但操作人员推断的只是一个趋势,具体情况还需要去现场取样分析核实验证,这样就失去了实时检测的意义,也造成生产中某些自动化控制方案没法实现自动控制,只能够人工手动控制。
  差压变送器密度检测原理:我们知道,液体的压力与密度、高度、重力加速度有关, 差压变送器检测密度是接触式检测,如果取压接触面结疤就会影响检测,但是管道上有些许结疤是在所难免的,所以差压变送器检测密度不能在管道上,而是应该在槽罐上。在浆液槽上选取一段固定高度()安装差压变送器,所检测到的差压()除以重力加速度(g)和固定的浆液高度()即得出浆液的密度(ρ)。
  在差压变送器的选型方面,为避免物料结疤对差压变送器取压口的影响,在选型上选择隔膜式差压变送器;为减小物料对隔膜的磨损作用,提高设备运行周期,选择平板式隔膜而不选用插入式隔膜;为保证变送器合理的工作区间,选择变送器量程为0~40kPa。
  在隔膜差压变送器的安装方面,传统规范的安装方式都是垂直于槽壁水平安装,浆液中固体颗粒很容易在水平的取压管道中沉积结疤,堵塞取压管,变送器取压隔膜无法接触浆液,就不能准确测量浆液差压。传统安装方式中必须在取压管处安装辅助的反吹和放料装置,在物料沉积影响取压的时候进行放料和反吹,才能保证检测的准确可靠,同时这种方式也增加了维护人员的劳动强度。
  针对这种情况,我们采用了一种非常规的安装方式,即取压管向上倾斜一定的角度,一般与槽壁方向夹角60~45方式安装,这样取压管中即使出现一定的物料沉积,在搅拌力、重力、出料泵抽取力的作用下,也会从取压管的斜坡面沉入槽中。这样,就完全防止了物料在取压管中的沉积,保证了差压测量的准确可靠。
  为有效克服差压变送器在实际安装过程中的安装高度(Δh)误差以及变送器长期工作产生的其他误差,在接收差压变送器标准4~20mA信号的远程计算机端,在监控软件上设置了校准系数,根据化验分析的数据与计算机监控结果进行比对,及时对误差做出修正,保证测量结果的准确性。
  结束语
  在氧化铝生产中,由于物料的沉积、结晶、二次反应等情况极易在管道、槽罐的内壁形成的结疤,造成物料密度检测方面的困难,通过对差压变送器的合理选型与非常规方式的安装,有效解决了物料沉积结疤对差压变送器工作的影响,克服了氧化铝浆液密度检测方面的难题,同时,与同位素密度检测方式相比,设备的安全性、运行维护周期和可靠性都大大提高。实时准确的密度检测数据,一方面可以实现生产的连续稳定操作,便于指标的调整控制;另一方面,也可以有效的提高生产的自动化控制程度,降低一线工人的劳动强度。
  这种隔膜式差压变送器的非常规的安装方式还去除了常规方式下的反吹放料系统,有效地降低了设备及安装成本,大大降低维护人员的劳动强度,与其他密度检测方式相比较,在安全性、可靠性、准确性、经济性等方面都具有较高的优势。
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