摘要：針對聚甲醛的生產工藝、介質特點,介紹了聚甲醛生產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的設計、建設與生產提供了直接方案。
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.煤化工是未來發展的趨勢,聚甲醛生產當中除工藝、設備影響產品質量之外.儀表的正確計量在生產當中起著致關重要的作用。
2.聚甲醛重要介質流量檢測儀表
聚甲醛的生產.計量儀表起著關鍵作用,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、二氧五環和甲縮醛流量。流量的正確是產品質量的直接影響者.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鍵因素,決定了產品品質。
聚甲醛生產過程中最重要的參數就是流量計量。從含義上講,流量是單位時間內流經某一截面的流體數量。流量可用體積流量和質量流量來表示。其單位分別用、m3/h、L/h和kg/h等。工業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,根據聚甲醛生產的特殊性,其中間介質甲醛、三聚甲醛、二氧五環等為高粘度、低雷諾系數的物質,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子與蓋板構成初月形容腔.該腔室作為流量計的計量單位。齒輪的轉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初月形容腔室計量后從出口排出。齒.輪每轉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為橢圓齒輪的轉速;V0半月形測量室容積.而且齒輪的轉速與流體的速率成比例。由密封聯軸器將轉子的轉數傳遞給計數機構.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系到生產應用時的正確計量。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;若在液罐壓差情況下使用，則罐壓差應大于管路系統、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生源，如馬達和電動機。
流量計在生產當中會出現突然間不計量問題，出現這一問題的原因可能為在安裝過程中工藝管道內存有雜物.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,會導致齒輪不能轉動.嚴重時將會損壞齒輪。定位后可用壓縮空氣從進口側吹齒輪.以觀察齒合情況;注意避免齒輪高速旋轉.否則會損壞齒輪。被測介質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動。被測介質在月形腔室中凝固也會出現突然不計量現象,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機構.因為這樣會造成傳動機構的受熱不均勻而損壞計量齒輪。
流量計在運行中出現指針不穩時，可能是因為傳動機構裝配不合適;流量過大或者有脈動流;內磁鋼與支撐壁相碰。此時一定要檢查確認.裝配傳動機構和計數機構是否合適;介質流量是否在儀表流量測量范圍內;內磁鋼組件有無損壞;表頭K系數是否與設計一致。當出現誤差波動過大時可分兩種情況,一種為橢圓齒輪內組套及端面墊片磨損嚴重.測量介質粘度比檢驗介質粘度小，流速過低;另一種情況是液體內含有氣體。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
在聚甲醛生產當中供熱蒸汽.是介質反應的動力,其蒸汽量的控制.是控制工藝反應的關鍵因素,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.三聚甲醛、二氧五環反應器的蒸汽量控制.是決定聚甲醛中間產品濃度的重要因子,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化為流體振動,其振動頻率與流速有確定的比例關系,渦街流量計就是根據這種原理工作的。在流體流道中設置旋渦發生體,在旋渦發生體兩側交替地產生有規則的旋渦,這種旋渦稱為卡曼渦街。根據卡曼渦街有如下關系,式中為流量計輸出脈沖頻率為旋渦發生體兩側平均速度為斯特勞哈爾數為旋渦發生體兩側弓形面積與管道橫截面面積之比為漩渦發生體迎面寬度。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,即儀表系數在一定雷諾范圍之內,僅與旋渦發生體及管道的形狀尺寸等有關,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,若在生產現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,會出現管道內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定,大流量時信號輸出穩定,這要對流量計重新選型或對工藝管道縮頸,或調整增益電位器至合適的值管道內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
在國內聚甲醛項目的建設經驗中得到,正確流量儀表的選型對生產當中流量測量具有重要意義,聚甲醛生產為精細化工,儀表計量的正確配比起關鍵作用,因儀表的波動、誤差大導致了各聚甲醛項目投產不順利,產品質量差。儀表在項目設計時的選型一定要適合于聚甲醛生產工藝,針對聚甲醛工藝,高粘度流體、重要介質、大流量測量選型為橢齒流量計低粘度流體、重要介質、小流量測量選型為質量流量計,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。
結束語
在聚甲醛生產中關鍵的工藝指標和參數,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的決定因素,要使生產質量穩定,滿負荷生產,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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