電導儀在石墨換熱器冷凝水測量中的應用

摘要:根據(jù)磷酸濃縮冷凝水電導率瀏定中的經(jīng)驗教訓，介紹電導儀的瀏童原理，安裝位置的確定，線纜數(shù)設及參數(shù)設定，電導儀的標定、使用及維護。
　　關(guān)鍵詞:磷酸濃縮;冷凝水;電導率;電導儀
　　中圖分類號:TQ 056.1 〔文獻標識碼〕A 〔文章編號〕1007- 6220(2006)06- 0056- 02
　　石墨換熱器是磷酸濃縮系統(tǒng)的核心設備，磷酸在管程中循環(huán)，蒸汽由殼程流過，通過熱交換以達到提高磷酸酸濃的目的。蒸汽經(jīng)過石墨換熱器后形成冷凝水，用電導儀測量冷凝水電導率的大小，可以監(jiān)測石墨換熱器的運行情況，如是否有酸滲漏，石墨管是否有堵塞等，同時可以根據(jù)電導率數(shù)值的大小對冷凝水進行分類使用，達到節(jié)約用水的目的。以下簡單介紹電導儀的安裝與使用情況。
　　1 電導儀的測f原理
　　電導儀是利用溶液中電解質(zhì)的電導性能與其濃度成比例關(guān)系這一原理構(gòu)成的儀器。電導率定義為溶液的導電能力，溶液導電的載體是離子(如溶解的鹽或酸)，電導儀采用兩個間距固定的電極，在兩電極間加一個交流電壓源測量流過的電流，該電流的大小直接反映了溶液的電導率。
　　2 電導儀的安裝
　　分析儀器的安裝十分重要。電導儀安裝位置的選擇及取樣方式合適與否，直接影響測量的正確性和準確性。
　　電導儀安裝應注意以下幾點:
　　1) 不能安裝在彎管、閥門、T型管、接頭等容易產(chǎn)生振動的物體后面;
　　2) 避免安裝在陽光直射的地方，防止溫度升高造成虛假溫度補償，影響測量精度;
　　3) 測量介質(zhì)避免為氣液兩相混合流;
　　4) 遠離磁場。
　　石墨換熱器的冷凝水溫度在70-80"C，流速大，并伴有蒸汽。在電導儀現(xiàn)場安裝中，我們進行了多次改造，現(xiàn)使用安裝情況如圖1。對現(xiàn)場電導儀的安裝改造過程如圖2。
                    
    圖 2a 的 缺點是測量腔不能充滿，冷凝水對電極沖刷大，測量誤差較大。
    圖 2b 的 缺點是測量腔太短，使用中會產(chǎn)生如沸騰水間歇的“璞”“璞”現(xiàn)象，測量波動大。
    圖 2c 的 缺點是測量腔直徑小，有少許金屬屑就會造成電極與測量腔壁短路。
    圖 1的 優(yōu) 點:
    1) 電導儀中充滿冷凝水，無蒸汽，不產(chǎn)生脈動現(xiàn)象;
    2) 溫度降低，且變化范圍小，溫度補償穩(wěn)定;
    3) 測量腔管徑增大，長度增加，克服了有少許金屬屑就會使電極與測量腔壁發(fā)生短路的現(xiàn)象。不足之處是稍有測量滯后，但通過減小阻尼系數(shù)和濾波系數(shù)，可以滿足工藝生產(chǎn)需要。
    3 電導儀的線纜敷設及參數(shù)設定
    1) 線纜敷設。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人危險場所。同時向二線制變送器提供DC24V電源，并把來自變送器的信號轉(zhuǎn)換成4^-20mA電流或1-5V電壓信號作為輸出。在現(xiàn)場應用中，安保器向電導儀提供工作電源，同時將來自電導儀的信號轉(zhuǎn)換為兩路:一路為1-5V,作為記錄儀的輸人，記錄儀的輸出觸點帶動報警器進行聲光報警;另一路4^-20 mA，作為變頻器輸人，控制泵的開啟與關(guān)閉，完成系統(tǒng)的聯(lián)鎖，見圖3。
                 
    安保器與電導儀間的敷設線纜盡量采用同軸電纜，以克服線間電容影響和電磁干擾，并且電導儀須可靠接地。
    2) 參數(shù)設定(以德國寶德產(chǎn)品為例)。參數(shù)設定包括菜單語言、工程單位、電池常數(shù)、溫度補償方式、4~ 20mA對應范圍、阻尼系數(shù)等的設定。
    注意 :
    1) 傳感器的電池常數(shù)值必須與儀器銘牌標注一致，不可更改。
    2) 溫度補償。參考溫度是25`C，一般選自動補償，在自動補償菜單中，有NaOH,N aCl,H2SO4,HNO:幾種對應溶液，按對應介質(zhì)選取，若無法對應某一項，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 電導儀的標定
    4.1 溶液標定法
    在實驗室中用很純的KC1配制成不同濃度的溶液，在對應的溫度下，不同濃度KCl溶液的電導率可由表查出，用電導儀測量，一一對應即可計算出測量誤差。
                
    按公式 R =K/S計算出理論上電導率對應的電阻值，校驗點在量程范圍內(nèi)均勻選取，一般不少于5個點，用標準電阻箱將電阻加在兩電極間，根據(jù)顯示的電導率數(shù)值即可計算出測量誤差。
    5 電導儀的維護
    一般利用磷酸熱洗時間，用50 a H Cl溶液清洗電極后，用蒸餾水沖洗干凈，并對電極進行烘干除濕，保持電極無異物粘附即可。
    6 電導儀的應用
    2005年12月，我廠電導儀測量值波動較大，有時一個班會頻繁報警并造成泵跳閘十幾次，無法正常使用冷凝水。為此，我們對電導儀反復檢查，并與另一臺便攜式電導儀比對，用質(zhì)檢中心分析的濃度數(shù)值進行換算，多次取樣核對，確認電導儀測量無誤。經(jīng)過近1個月的反復試驗，證實石墨換熱器有滲漏現(xiàn)象，在中部壓力波動大的情況下，管內(nèi)外壓力不平衡造成的冷凝水帶酸。由于電導儀系統(tǒng)的準確測量和及時報替聯(lián)鎖，帶酸冷凝水沒有進人再利用工序，設備免受腐蝕破壞。同時對新石墨換熱器的購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，利用電導儀控制系統(tǒng)，加強對石墨換熱器中部壓力和蒸汽量的控制，正常進行了冷凝水再使用，保證了生產(chǎn)需要。