簡述智能電磁流量計(jì)在造紙行業(yè)的選型要領(lǐng)及相關(guān)應(yīng)用

隨著流量儀表測量技術(shù)的飛速發(fā)展，各類智能型的流量計(jì)在許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用，潤中儀表作為國內(nèi)的電磁流量專業(yè)制造企業(yè)，在許多考察現(xiàn)場注意到，從國外引進(jìn)的許多成套設(shè)備中，對于 液體介質(zhì)的測量中，電磁流量計(jì)占了其中絕大部分。近年來，國內(nèi)的電磁流量計(jì)的制造技術(shù)也在不斷進(jìn)步，國產(chǎn)的電磁流量計(jì)產(chǎn)品在大中型投產(chǎn)項(xiàng)目中的比例也有所增加。造紙行業(yè)對于流量計(jì)的需求量是特別巨大的，國內(nèi)的大中型造紙企業(yè)也已逐步地開始完成了電磁流量計(jì)替代傳統(tǒng)的差壓流量儀表的過程，目前一家 35 萬噸規(guī)模的造紙廠，電磁流量計(jì)使用已達(dá)到 400臺(tái)左右。造紙行業(yè)是產(chǎn)生廢水污染的主要行業(yè)之一，在造紙整修工藝流程中，除主流程外，隨著環(huán)保要求愈加嚴(yán)格，多數(shù)造紙企業(yè)都同時(shí)建設(shè)了廢液處理工藝。調(diào)查發(fā)現(xiàn)電磁流量計(jì)在造紙廠中幾乎所有的工段都有使用。本文就電磁流量計(jì)在造紙企業(yè)生產(chǎn)流程中的應(yīng)用情況及相關(guān)的技術(shù)內(nèi)容作出簡要介紹。




一、備料過程
備料工段主要任務(wù)是將不同的原料制成漿料。電磁流量計(jì)在制漿過程中主要是參與對打磨漿、水和酸或堿的流量測量。一般經(jīng)過機(jī)械打磨后漿料的溫度要達(dá)到 80℃。當(dāng)以木材或草料等材料作為原料制漿時(shí)往往還要經(jīng)過蒸煮工藝。由于蒸煮液為堿如 Ca(OH)2 或 Na0H溶液，漿液均呈堿性，所以電磁流量計(jì)多采用耐高溫的聚四氟乙烯襯里和分體型的結(jié)構(gòu)式。在電極材料的選擇上要考慮選耐腐蝕性強(qiáng)的材質(zhì)。堿性漿料一般選用哈氏合金 Hc、鈦材 Ti等材質(zhì)，切不可選用鉭電極；而如果測量酸性漿液時(shí)，要求不高的話也可選耐酸鋼 316SS。

通常國內(nèi)也有不少企業(yè)采用廢紙制漿，即將廢紙打漿后再進(jìn)行洗滌漂白處理，這里電磁流量計(jì)主要用于測量參與打漿后的加水流量。水大多為附近的江河水稍加處理后就參與運(yùn)行，所以水質(zhì)較差，但沒有腐蝕性，電磁流量計(jì)采用常規(guī)的橡膠襯里和不銹鋼電極即可；而對參與脫墨過程的脫墨劑（常見的脫墨劑有 Na0H、Na2SiO3、Na2O2 或 H2O2）測量時(shí)，電磁流量計(jì)的電極和襯里的選擇就要慎重。以典型的 35 噸規(guī)模紙廠為例，備料過程中的電磁流量計(jì)使用數(shù)量較多，大致在 50-60 套之間。

二、篩選漂白工段
單以使用的數(shù)量排序，篩選洗滌工段應(yīng)屬第一。以典型規(guī)模 35 萬噸紙廠為例，這兩個(gè)工段的電磁流量計(jì)使用數(shù)量要達(dá)到 250 套左右。
電磁流量計(jì)使用在從各備料車間進(jìn)入抄紙車間的各漿池的流入量和從各漿池流出配漿池的流量測量點(diǎn)，共有五種漿料（化漿、脫墨漿、CTMP、機(jī)漿、損液漿）參與配漿過程。
這里機(jī)漿和 CTMP 漿的溫度高達(dá) 50-80℃，流量計(jì)襯里材料應(yīng)考慮選用 PFA 或 PTEE。

在漿液配比過程中各廠家為得到不同質(zhì)量的紙張，采用不同的漿液配比濃度。但往往由于一種漿料的細(xì)微超差而導(dǎo)致成品不合格，從而造成了更大的物料和經(jīng)濟(jì)損失。所以各生產(chǎn)廠對這一環(huán)節(jié)都非常重視，在每一根參加配比的管線中都裝有電磁流量計(jì)測量流入配漿總管的瞬時(shí)和總量流量，同時(shí)還在配漿管的下端部安裝在線濃度計(jì)以檢測配漿效果。如果一旦預(yù)定的濃度有偏差，立即調(diào)節(jié)閥門的開度以調(diào)整相應(yīng)的漿料流量。這城不令要求電磁流量計(jì)精度高，同時(shí)要求良好的重復(fù)性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性。在上述場合，電磁流量計(jì)的口徑一般在DN50-DN150 之間。

配漿后的篩選過程即為習(xí)稱的抄紙過程。在這一過程中紙漿濃度常影響流量測量。我們發(fā)現(xiàn)濃度大于 3%的紙漿在用常規(guī)的低頻方波勵(lì)磁頻率（如 25Hz）或雙頻勵(lì)磁以改善晃動(dòng)現(xiàn)象。以 DN300 的電磁流量計(jì)測量濃度 3.5%的瓦楞板紙為例，用常規(guī)的 1/32 工頻時(shí)，瞬時(shí)流量的晃動(dòng)量高達(dá) 10.7%，當(dāng)選用頻率可更改的電磁流量計(jì)將其勵(lì)磁頻率改動(dòng)到 1/2 工頻時(shí)，晃動(dòng)量即改善到 1.9%，效果十分明顯。在抄紙工段，由于配漿、抄紙過程中需要對冷卻水、明礬和滑石粉等作流量監(jiān)測，所以其使用數(shù)量在造紙廠中最多，在本例中達(dá)到 200套左右。

為保證紙張的白度均勻細(xì)致，要添加不同的添加劑、分散劑和漂白劑。與食品工業(yè)中添加劑的使用情況一樣，這些添加液的流量小，腐蝕性強(qiáng)，所以絕大多數(shù)都選用 PTEE 襯里和 PFA 襯里。因?yàn)?H2O2 的強(qiáng)氧化性，所以經(jīng)常被造紙廠選作漂白劑，但 H2O2 對金屬材料的腐蝕性特別強(qiáng)。出于防腐的考慮，工程師們很喜歡選用 Pt 作為電極材料。但實(shí)際使用的情況證明，當(dāng)過程壓力小于 0.3MPa 時(shí)，Pt 電極會(huì)同 H2O2 發(fā)生反應(yīng)，會(huì)在電極表面形成一層氣霧，我們稱其為觸媒反應(yīng)。這時(shí)輸出信號(hào)會(huì)有很大波動(dòng)。但選用鉭（Ta）電極就沒有上述問題了。如果我們在換用 NaOH 溶液時(shí)選用了鉭電極，那么情況就不那么樂觀了，因?yàn)閴A液會(huì)使鉭電極產(chǎn)生表面效應(yīng)。SGAIC 校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)表明，鉭電極在測量一般的水時(shí)其零點(diǎn)的變動(dòng)也要超過其他電極數(shù)十倍。小口徑電磁流量計(jì)安裝時(shí)要特別注意同心度。
在上例中采用 DN10 的小口徑電磁流量計(jì)測量這些添加劑均可以獲得較理想的效果。在國外的造紙生產(chǎn)線上，這些場合也有不少選用科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的實(shí)例。

經(jīng)過多年實(shí)踐，電磁流量計(jì)在造紙領(lǐng)域普遍選用的是 PTFE 或其他氟塑料襯里：電極則依照不同的液體性質(zhì)分別選擇。SGAIC 在造紙行業(yè)中使用的數(shù)千套電磁流量計(jì)的統(tǒng)計(jì)超過 85%選用了 PTFE，實(shí)際效果令人滿意。雖然在國外造紙廠中某些重要的小流量計(jì)量一部分采用了得里奧利質(zhì)量流量計(jì)，但電磁還是占著造紙行業(yè)液體計(jì)量的主導(dǎo)地位。絕大多數(shù)的使用問題出現(xiàn)在初期的選型和不當(dāng)安裝。如電極或襯里材料的不匹配等（如表）以及如不滿管、直管段長度不夠、小口徑安裝時(shí)的不同心度等，這些常是電磁流量計(jì)未能正常運(yùn)行的主要因素