簡述智能電磁流量計在造紙行業(yè)的選型要領及相關應用

隨著流量儀表測量技術的飛速發(fā)展，各類智能型的流量計在許多工業(yè)生產領域發(fā)揮了重要的作用，潤中儀表作為國內的電磁流量專業(yè)制造企業(yè)，在許多考察現場注意到，從國外引進的許多成套設備中，對于 液體介質的測量中，電磁流量計占了其中絕大部分。近年來，國內的電磁流量計的制造技術也在不斷進步，國產的電磁流量計產品在大中型投產項目中的比例也有所增加。造紙行業(yè)對于流量計的需求量是特別巨大的，國內的大中型造紙企業(yè)也已逐步地開始完成了電磁流量計替代傳統(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，電磁流量計使用已達到 400臺左右。造紙行業(yè)是產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)保要求愈加嚴格，多數造紙企業(yè)都同時建設了廢液處理工藝。調查發(fā)現電磁流量計在造紙廠中幾乎所有的工段都有使用。本文就電磁流量計在造紙企業(yè)生產流程中的應用情況及相關的技術內容作出簡要介紹。




一、備料過程
備料工段主要任務是將不同的原料制成漿料。電磁流量計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。一般經過機械打磨后漿料的溫度要達到 80℃。當以木材或草料等材料作為原料制漿時往往還要經過蒸煮工藝。由于蒸煮液為堿如 Ca(OH)2 或 Na0H溶液，漿液均呈堿性，所以電磁流量計多采用耐高溫的聚四氟乙烯襯里和分體型的結構式。在電極材料的選擇上要考慮選耐腐蝕性強的材質。堿性漿料一般選用哈氏合金 Hc、鈦材 Ti等材質，切不可選用鉭電極；而如果測量酸性漿液時，要求不高的話也可選耐酸鋼 316SS。

通常國內也有不少企業(yè)采用廢紙制漿，即將廢紙打漿后再進行洗滌漂白處理，這里電磁流量計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行，所以水質較差，但沒有腐蝕性，電磁流量計采用常規(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，電磁流量計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使用數量較多，大致在 50-60 套之間。

二、篩選漂白工段
單以使用的數量排序，篩選洗滌工段應屬第一。以典型規(guī)模 35 萬噸紙廠為例，這兩個工段的電磁流量計使用數量要達到 250 套左右。
電磁流量計使用在從各備料車間進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，共有五種漿料（化漿、脫墨漿、CTMP、機漿、損液漿）參與配漿過程。
這里機漿和 CTMP 漿的溫度高達 50-80℃，流量計襯里材料應考慮選用 PFA 或 PTEE。

在漿液配比過程中各廠家為得到不同質量的紙張，采用不同的漿液配比濃度。但往往由于一種漿料的細微超差而導致成品不合格，從而造成了更大的物料和經濟損失。所以各生產廠對這一環(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測量流入配漿總管的瞬時和總量流量，同時還在配漿管的下端部安裝在線濃度計以檢測配漿效果。如果一旦預定的濃度有偏差，立即調節(jié)閥門的開度以調整相應的漿料流量。這城不令要求電磁流量計精度高，同時要求良好的重復性和動態(tài)響應性。在上述場合，電磁流量計的口徑一般在DN50-DN150 之間。

配漿后的篩選過程即為習稱的抄紙過程。在這一過程中紙漿濃度常影響流量測量。我們發(fā)現濃度大于 3%的紙漿在用常規(guī)的低頻方波勵磁頻率（如 25Hz）或雙頻勵磁以改善晃動現象。以 DN300 的電磁流量計測量濃度 3.5%的瓦楞板紙為例，用常規(guī)的 1/32 工頻時，瞬時流量的晃動量高達 10.7%，當選用頻率可更改的電磁流量計將其勵磁頻率改動到 1/2 工頻時，晃動量即改善到 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，所以其使用數量在造紙廠中最多，在本例中達到 200套左右。

為保證紙張的白度均勻細致，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，所以絕大多數都選用 PTEE 襯里和 PFA 襯里。因為 H2O2 的強氧化性，所以經常被造紙廠選作漂白劑，但 H2O2 對金屬材料的腐蝕性特別強。出于防腐的考慮，工程師們很喜歡選用 Pt 作為電極材料。但實際使用的情況證明，當過程壓力小于 0.3MPa 時，Pt 電極會同 H2O2 發(fā)生反應，會在電極表面形成一層氣霧，我們稱其為觸媒反應。這時輸出信號會有很大波動。但選用鉭（Ta）電極就沒有上述問題了。如果我們在換用 NaOH 溶液時選用了鉭電極，那么情況就不那么樂觀了，因為堿液會使鉭電極產生表面效應。SGAIC 校準實驗室的數據表明，鉭電極在測量一般的水時其零點的變動也要超過其他電極數十倍。小口徑電磁流量計安裝時要特別注意同心度。
在上例中采用 DN10 的小口徑電磁流量計測量這些添加劑均可以獲得較理想的效果。在國外的造紙生產線上，這些場合也有不少選用科里奧利質量流量計的實例。

經過多年實踐，電磁流量計在造紙領域普遍選用的是 PTFE 或其他氟塑料襯里：電極則依照不同的液體性質分別選擇。SGAIC 在造紙行業(yè)中使用的數千套電磁流量計的統(tǒng)計超過 85%選用了 PTFE，實際效果令人滿意。雖然在國外造紙廠中某些重要的小流量計量一部分采用了得里奧利質量流量計，但電磁還是占著造紙行業(yè)液體計量的主導地位。絕大多數的使用問題出現在初期的選型和不當安裝。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、小口徑安裝時的不同心度等，這些常是電磁流量計未能正常運行的主要因素