橫河電機用于連續蒸煮器的新型流量測量解決方案

用于KP連續蒸煮器的電磁流量計

所屬行業(yè): 造紙

產(chǎn)品: 電磁流量計，ADMAG AXF系列

簡(jiǎn)介

開(kāi)發(fā)用于KP連續蒸煮器的新型電磁流量計

1.穩定蒸煮度

新型蒸煮器電磁流量計能對循環(huán)管道中的黑液進(jìn)行精確穩定的測量，幫助用戶(hù)穩定蒸煮度，以確定

蒸煮過(guò)程中木片品質(zhì)。

2.優(yōu)化漿水平衡

新型蒸煮器電磁流量計能對抽提管道中的黑液進(jìn)行精確穩定的測量?？刂葡礉{過(guò)程中漿水平衡的最

重要的要素，抽提管的流量，現在是可得的。

3.更好的產(chǎn)量控制

新型陶瓷電磁流量計能對噴放管道中的紙漿進(jìn)行精確穩定的測量，幫助用戶(hù)更好地監視和控制生產(chǎn)

中的紙漿數量。

4.維護成本降低

新型電磁流量計能耐受極其苛刻的蒸煮器條件，而無(wú)需定期維護。歷時(shí)五年的現場(chǎng)測試結果證明，

在極度高溫/高壓作用下，它在減少危險的維護工作方面很有效。

背景

連續蒸煮器是許多造紙廠(chǎng)的核心，為使造紙工業(yè)獲得最佳性能，其技術(shù)不斷面臨著(zhù)挑戰。提高蒸煮器性能意味著(zhù)提高品質(zhì)，降低成本，同時(shí)為全行業(yè)保護環(huán)境和節約自然資源做出貢獻。

連續蒸煮器內極度高溫、高壓和具有高漿料含量的腐蝕性堿性液體的環(huán)境，對那些致力于提高這一核心紙漿生產(chǎn)設備的人員來(lái)說(shuō)，需要面臨一系列的挑戰。多年以來(lái)，橫河電機一直伴隨造紙工業(yè)，通過(guò)創(chuàng )新型傳感技術(shù)和控制技術(shù)，幫助其實(shí)現優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)和環(huán)境保護的雙重目標。橫河電機在過(guò)去的十年中一直與造紙行業(yè)合作，攜手致力于開(kāi)發(fā)用于連續蒸煮器的新型流量測量解決方案。

挑戰

穩定精確的流量測量是提高連續蒸煮器性能的關(guān)鍵。傳統測量方法中有三個(gè)方面有待全面改進(jìn)：黑液循環(huán)管道，黑液抽提管道和紙漿噴放管道。更好的測量應該允許用戶(hù)將循環(huán)管道中蒸煮溫度浮動(dòng)降到最小，在抽提管道中實(shí)現精確的漿水平衡，并控制噴放管道中產(chǎn)生的紙漿量。

黑液循環(huán)管道和抽提管道中的流體通常通過(guò)孔板和差壓變送器的結合來(lái)測量。由于流體的高溫/高壓/腐蝕性，目前為止尚無(wú)替代產(chǎn)品?？装搴筒顗鹤兯推鹘M合的解決方案也有局限，因為孔板上不可避免的漿料積累及脈沖管道的阻塞將導致測量性能惡化。在某些情況下，由于腐蝕或氫滲透，薄膜密封也會(huì )發(fā)生故障。因此，這些通道中大多數孔板/差壓變送器的應用會(huì )在安裝兩年內發(fā)生故障從而停止工作，而用戶(hù)只能根據經(jīng)驗來(lái)猜測。

紙漿噴放管道面臨自身挑戰。在傳統的測量方法中盡管已經(jīng)使用了PFA襯里電磁流量計，但漿料的高溫會(huì )引起電磁流量計襯里的磨損以及輸出信號的波動(dòng)。需要定期進(jìn)行高成本的維護工作，這將很難進(jìn)行精確連續的測量。

解決方案

橫河電機的工程師與用戶(hù)的緊密合作，共享熱情以面對看似不可能的挑戰，開(kāi)發(fā)創(chuàng )新型傳感器解決方案，它能在應用中穩定精確測量，甚至能實(shí)現一些用戶(hù)覺(jué)得不可完成的目標。

由于漿料的不斷磨損，需要定期維護紙漿噴放管道中傳統PFA襯里電磁流量計，橫河電機則采用了其最新開(kāi)發(fā)的陶瓷襯里電磁流量計。該電磁流量計的獨特之處在于具有一體型鉑-氧化鋁-金屬陶瓷電極，它的機身由粉末燒制而成。鋁的純度達99.9%，強度520MPa(53kgf/mm2)，Weibull模數15.0。此種設計完全不會(huì )滲漏。其氧化鋁-陶瓷襯里具有高抗漿料粘附性，無(wú)需定期維護就能穩定精確測量。

在循環(huán)與萃取管道的極端條件下，傳統的孔板/DP解決方案無(wú)法完成任務(wù)，橫河電機的工程師率先研究了使用陶瓷襯里電磁流量計的可行性。在與用戶(hù)聯(lián)合進(jìn)行的研究及試驗中，某些特殊應用中的極端高壓/高溫/高腐蝕性條件下，我們研究的陶瓷檢測器備選解決方案并非100%可靠。PFA襯里檢測器雖然表現最佳，但在極端高溫下，現有PFA電磁流量計會(huì )出現襯里蠕變，這在許多應用中存在造成密封完整性被破壞的危險。

面對挑戰，橫河電機的工程師開(kāi)發(fā)了PFA襯里電磁流量計，它能耐受蒸煮條件。為防止襯里蠕變，開(kāi)發(fā)了一種新型插入式電極。此外，它還具有一套特別的接地環(huán)，以防極端條件下進(jìn)氣道內徑變形。采取了一系列措施后，新型“蒸煮器電磁流量計”能在極端高溫/高壓條件下(170攝氏度和1.3MPa)穩定精確的測量流量，這大大超出了傳統PFA電磁流量計的技術(shù)范圍。

擴大PFA襯里“蒸煮器電磁流量計”的溫度/壓力量程

結論

橫河電機工程師的堅韌不拔令人欽佩，用戶(hù)允許橫河電機在現有傳感器旁安裝新型電磁流量計?？蛻?hù)工程師在接下來(lái)的擴展現場(chǎng)測試中具有重要作用，他們和橫河電機團隊齊心協(xié)力應對應用新技術(shù)時(shí)面臨的各種各樣挑戰?，F場(chǎng)測試持續了五年多，噴放管道中的陶瓷電磁流量計和循環(huán)與抽提管道中的蒸煮器電磁流量計都通過(guò)了現場(chǎng)測試的檢驗。它們會(huì )繼續保證大幅提高的流量測量輸出而不會(huì )出現任何事故。

現場(chǎng)測試環(huán)境

左側：新型蒸煮器電磁流量計安裝在循環(huán)與抽提管道中/

右側：新型陶瓷電磁流量計安裝在噴放管道中，與傳統PFA電磁流量計串聯(lián)以比較其輸出

即使噴放管道的陶瓷電磁流量計完美無(wú)瑕，且耐受高達6.0MPa的壓力測試，用戶(hù)仍應選擇測試設備以確認現場(chǎng)穩定使用五年后的腐蝕程度。雖然這需要移動(dòng)并切斷電磁流量計，用戶(hù)堅持自費進(jìn)行這些測試以確保所獲得數據利于整個(gè)生產(chǎn)。測試結果表明每年陶瓷襯里的腐蝕深度不超過(guò)0.1mm。此現場(chǎng)數據清楚地表明陶瓷電磁流量計技術(shù)在噴放管道應用中的可用性，極大減少了維護工作，提高了測量精度及生產(chǎn)效率。