電導(dǎo)儀在石墨換熱器冷凝水測(cè)量中的應(yīng)用

摘要:根據(jù)磷酸濃縮冷凝水電導(dǎo)率瀏定中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，介紹電導(dǎo)儀的瀏童原理，安裝位置的確定，線纜數(shù)設(shè)及參數(shù)設(shè)定，電導(dǎo)儀的標(biāo)定、使用及維護(hù)。
　　關(guān)鍵詞:磷酸濃縮;冷凝水;電導(dǎo)率;電導(dǎo)儀
　　中圖分類號(hào):TQ 056.1 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A 〔文章編號(hào)〕1007- 6220(2006)06- 0056- 02
　　石墨換熱器是磷酸濃縮系統(tǒng)的核心設(shè)備，磷酸在管程中循環(huán)，蒸汽由殼程流過(guò)，通過(guò)熱交換以達(dá)到提高磷酸酸濃的目的。蒸汽經(jīng)過(guò)石墨換熱器后形成冷凝水，用電導(dǎo)儀測(cè)量冷凝水電導(dǎo)率的大小，可以監(jiān)測(cè)石墨換熱器的運(yùn)行情況，如是否有酸滲漏，石墨管是否有堵塞等，同時(shí)可以根據(jù)電導(dǎo)率數(shù)值的大小對(duì)冷凝水進(jìn)行分類使用，達(dá)到節(jié)約用水的目的。以下簡(jiǎn)單介紹電導(dǎo)儀的安裝與使用情況。
　　1 電導(dǎo)儀的測(cè)f原理
　　電導(dǎo)儀是利用溶液中電解質(zhì)的電導(dǎo)性能與其濃度成比例關(guān)系這一原理構(gòu)成的儀器。電導(dǎo)率定義為溶液的導(dǎo)電能力，溶液導(dǎo)電的載體是離子(如溶解的鹽或酸)，電導(dǎo)儀采用兩個(gè)間距固定的電極，在兩電極間加一個(gè)交流電壓源測(cè)量流過(guò)的電流，該電流的大小直接反映了溶液的電導(dǎo)率。
　　2 電導(dǎo)儀的安裝
　　分析儀器的安裝十分重要。電導(dǎo)儀安裝位置的選擇及取樣方式合適與否，直接影響測(cè)量的正確性和準(zhǔn)確性。
　　電導(dǎo)儀安裝應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
　　1) 不能安裝在彎管、閥門(mén)、T型管、接頭等容易產(chǎn)生振動(dòng)的物體后面;
　　2) 避免安裝在陽(yáng)光直射的地方，防止溫度升高造成虛假溫度補(bǔ)償，影響測(cè)量精度;
　　3) 測(cè)量介質(zhì)避免為氣液兩相混合流;
　　4) 遠(yuǎn)離磁場(chǎng)。
　　石墨換熱器的冷凝水溫度在70-80"C，流速大，并伴有蒸汽。在電導(dǎo)儀現(xiàn)場(chǎng)安裝中，我們進(jìn)行了多次改造，現(xiàn)使用安裝情況如圖1。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電導(dǎo)儀的安裝改造過(guò)程如圖2。
                    
    圖 2a 的 缺點(diǎn)是測(cè)量腔不能充滿，冷凝水對(duì)電極沖刷大，測(cè)量誤差較大。
    圖 2b 的 缺點(diǎn)是測(cè)量腔太短，使用中會(huì)產(chǎn)生如沸騰水間歇的“璞”“璞”現(xiàn)象，測(cè)量波動(dòng)大。
    圖 2c 的 缺點(diǎn)是測(cè)量腔直徑小，有少許金屬屑就會(huì)造成電極與測(cè)量腔壁短路。
    圖 1的 優(yōu) 點(diǎn):
    1) 電導(dǎo)儀中充滿冷凝水，無(wú)蒸汽，不產(chǎn)生脈動(dòng)現(xiàn)象;
    2) 溫度降低，且變化范圍小，溫度補(bǔ)償穩(wěn)定;
    3) 測(cè)量腔管徑增大，長(zhǎng)度增加，克服了有少許金屬屑就會(huì)使電極與測(cè)量腔壁發(fā)生短路的現(xiàn)象。不足之處是稍有測(cè)量滯后，但通過(guò)減小阻尼系數(shù)和濾波系數(shù)，可以滿足工藝生產(chǎn)需要。
    3 電導(dǎo)儀的線纜敷設(shè)及參數(shù)設(shè)定
    1) 線纜敷設(shè)。安保器主要作用是限制能量，使足以引起爆炸的能量不致進(jìn)人危險(xiǎn)場(chǎng)所。同時(shí)向二線制變送器提供DC24V電源，并把來(lái)自變送器的信號(hào)轉(zhuǎn)換成4^-20mA電流或1-5V電壓信號(hào)作為輸出。在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，安保器向電導(dǎo)儀提供工作電源，同時(shí)將來(lái)自電導(dǎo)儀的信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩路:一路為1-5V,作為記錄儀的輸人，記錄儀的輸出觸點(diǎn)帶動(dòng)報(bào)警器進(jìn)行聲光報(bào)警;另一路4^-20 mA，作為變頻器輸人，控制泵的開(kāi)啟與關(guān)閉，完成系統(tǒng)的聯(lián)鎖，見(jiàn)圖3。
                 
    安保器與電導(dǎo)儀間的敷設(shè)線纜盡量采用同軸電纜，以克服線間電容影響和電磁干擾，并且電導(dǎo)儀須可靠接地。
    2) 參數(shù)設(shè)定(以德國(guó)寶德產(chǎn)品為例)。參數(shù)設(shè)定包括菜單語(yǔ)言、工程單位、電池常數(shù)、溫度補(bǔ)償方式、4~ 20mA對(duì)應(yīng)范圍、阻尼系數(shù)等的設(shè)定。
    注意 :
    1) 傳感器的電池常數(shù)值必須與儀器銘牌標(biāo)注一致，不可更改。
    2) 溫度補(bǔ)償。參考溫度是25`C，一般選自動(dòng)補(bǔ)償，在自動(dòng)補(bǔ)償菜單中，有NaOH,N aCl,H2SO4,HNO:幾種對(duì)應(yīng)溶液，按對(duì)應(yīng)介質(zhì)選取，若無(wú)法對(duì)應(yīng)某一項(xiàng)，選NaCl即可，它適用于質(zhì)量濃度0.5 m g/L至270 mg/L的溶液。 
    4 電導(dǎo)儀的標(biāo)定
    4.1 溶液標(biāo)定法
    在實(shí)驗(yàn)室中用很純的KC1配制成不同濃度的溶液，在對(duì)應(yīng)的溫度下，不同濃度KCl溶液的電導(dǎo)率可由表查出，用電導(dǎo)儀測(cè)量，一一對(duì)應(yīng)即可計(jì)算出測(cè)量誤差。
                
    按公式 R =K/S計(jì)算出理論上電導(dǎo)率對(duì)應(yīng)的電阻值，校驗(yàn)點(diǎn)在量程范圍內(nèi)均勻選取，一般不少于5個(gè)點(diǎn)，用標(biāo)準(zhǔn)電阻箱將電阻加在兩電極間，根據(jù)顯示的電導(dǎo)率數(shù)值即可計(jì)算出測(cè)量誤差。
    5 電導(dǎo)儀的維護(hù)
    一般利用磷酸熱洗時(shí)間，用50 a H Cl溶液清洗電極后，用蒸餾水沖洗干凈，并對(duì)電極進(jìn)行烘干除濕，保持電極無(wú)異物粘附即可。
    6 電導(dǎo)儀的應(yīng)用
    2005年12月，我廠電導(dǎo)儀測(cè)量值波動(dòng)較大，有時(shí)一個(gè)班會(huì)頻繁報(bào)警并造成泵跳閘十幾次，無(wú)法正常使用冷凝水。為此，我們對(duì)電導(dǎo)儀反復(fù)檢查，并與另一臺(tái)便攜式電導(dǎo)儀比對(duì)，用質(zhì)檢中心分析的濃度數(shù)值進(jìn)行換算，多次取樣核對(duì)，確認(rèn)電導(dǎo)儀測(cè)量無(wú)誤。經(jīng)過(guò)近1個(gè)月的反復(fù)試驗(yàn)，證實(shí)石墨換熱器有滲漏現(xiàn)象，在中部壓力波動(dòng)大的情況下，管內(nèi)外壓力不平衡造成的冷凝水帶酸。由于電導(dǎo)儀系統(tǒng)的準(zhǔn)確測(cè)量和及時(shí)報(bào)替聯(lián)鎖，帶酸冷凝水沒(méi)有進(jìn)人再利用工序，設(shè)備免受腐蝕破壞。同時(shí)對(duì)新石墨換熱器的購(gòu)置提供了一定的理論依據(jù)。在2006年6月份新石墨換熱器投人使用前，利用電導(dǎo)儀控制系統(tǒng)，加強(qiáng)對(duì)石墨換熱器中部壓力和蒸汽量的控制，正常進(jìn)行了冷凝水再使用，保證了生產(chǎn)需要。