横河电机用于连续蒸煮器的新型流量测量解决方案

• 关键词：电机,流量计,工控,步进电机
• 摘要：多年以来，横河电机一直伴随造纸工业，通过创新型传感技术和控制技术，帮助其实现优质生产和环境保护的双重目标。横河电机在过去的十年中一直与造纸行业合作，携手致力于开发用于连续蒸煮器的新型流量测量解决方案。

用于KP连续蒸煮器的电磁流量计 
 
所属行业: 造纸
产品: 电磁流量计，ADMAG AXF系列 
 

简介 

 开发用于KP连续蒸煮器的新型电磁流量计 

1．稳定蒸煮度
            新型蒸煮器电磁流量计能对循环管道中的黑液进行精确稳定的测量，帮助用户稳定蒸煮度，以确定
      蒸煮过程中木片品质。

2．优化浆水平衡
             新型蒸煮器电磁流量计能对抽提管道中的黑液进行精确稳定的测量。控制洗浆过程中浆水平衡的最
      重要的要素，抽提管的流量，现在是可得的。

3．更好的产量控制
              新型陶瓷电磁流量计能对喷放管道中的纸浆进行精确稳定的测量，帮助用户更好地监视和控制生产
      中的纸浆数量。

4．维护成本降低
             新型电磁流量计能耐受极其苛刻的蒸煮器条件，而无需定期维护。历时五年的现场测试结果证明，
      在极度高温/高压作用下，它在减少危险的维护工作方面很有效。 
 

背景 

  
       连续蒸煮器是许多造纸厂的核心，为使造纸工业获得最佳性能，其技术不断面临着挑战。提高蒸煮器性能意味着提高品质，降低成本，同时为全行业保护环境和节约自然资源做出贡献。

       连续蒸煮器内极度高温、高压和具有高浆料含量的腐蚀性碱性液体的环境，对那些致力于提高这一核心纸浆生产设备的人员来说，需要面临一系列的挑战。多年以来，横河电机一直伴随造纸工业，通过创新型传感技术和控制技术，帮助其实现优质生产和环境保护的双重目标。横河电机在过去的十年中一直与造纸行业合作，携手致力于开发用于连续蒸煮器的新型流量测量解决方案。 
 

挑战 

  
       稳定精确的流量测量是提高连续蒸煮器性能的关键。传统测量方法中有三个方面有待全面改进：黑液循环管道，黑液抽提管道和纸浆喷放管道。更好的测量应该允许用户将循环管道中蒸煮温度浮动降到最小，在抽提管道中实现精确的浆水平衡，并控制喷放管道中产生的纸浆量。

       黑液循环管道和抽提管道中的流体通常通过孔板和差压变送器的结合来测量。由于流体的高温/高压/腐蚀性，目前为止尚无替代产品。孔板和差压变送器组合的解决方案也有局限，因为孔板上不可避免的浆料积累及脉冲管道的阻塞将导致测量性能恶化。在某些情况下，由于腐蚀或氢渗透，薄膜密封也会发生故障。因此，这些通道中大多数孔板/差压变送器的应用会在安装两年内发生故障从而停止工作，而用户只能根据经验来猜测。

       纸浆喷放管道面临自身挑战。在传统的测量方法中尽管已经使用了PFA衬里电磁流量计，但浆料的高温会引起电磁流量计衬里的磨损以及输出信号的波动。需要定期进行高成本的维护工作，这将很难进行精确连续的测量。 
 

解决方案 

 
        横河电机的工程师与用户的紧密合作，共享热情以面对看似不可能的挑战，开发创新型传感器解决方案，它能在应用中稳定精确测量，甚至能实现一些用户觉得不可完成的目标。 
 

        由于浆料的不断磨损，需要定期维护纸浆喷放管道中传统PFA衬里电磁流量计，横河电机则采用了其最新开发的陶瓷衬里电磁流量计。该电磁流量计的独特之处在于具有一体型铂-氧化铝-金属陶瓷电极，它的机身由粉末烧制而成。铝的纯度达99.9%，强度520MPa(53kgf/mm²)，Weibull模数15.0。此种设计完全不会渗漏。其氧化铝-陶瓷衬里具有高抗浆料粘附性，无需定期维护就能稳定精确测量。 
 

       在循环与萃取管道的极端条件下，传统的孔板/DP解决方案无法完成任务，横河电机的工程师率先研究了使用陶瓷衬里电磁流量计的可行性。在与用户联合进行的研究及试验中，某些特殊应用中的极端高压/高温/高腐蚀性条件下，我们研究的陶瓷检测器备选解决方案并非100%可靠。PFA衬里检测器虽然表现最佳，但在极端高温下，现有PFA电磁流量计会出现衬里蠕变，这在许多应用中存在造成密封完整性被破坏的危险。

        面对挑战，横河电机的工程师开发了PFA衬里电磁流量计，它能耐受蒸煮条件。为防止衬里蠕变，开发了一种新型插入式电极。此外，它还具有一套特别的接地环，以防极端条件下进气道内径变形。采取了一系列措施后，新型“蒸煮器电磁流量计”能在极端高温/高压条件下(170摄氏度和1.3MPa)稳定精确的测量流量，这大大超出了传统PFA电磁流量计的技术范围。

扩大PFA衬里“蒸煮器电磁流量计”的温度/压力量程
 

 

结论 

  
        横河电机工程师的坚韧不拔令人钦佩，用户允许横河电机在现有传感器旁安装新型电磁流量计。客户工程师在接下来的扩展现场测试中具有重要作用，他们和横河电机团队齐心协力应对应用新技术时面临的各种各样挑战。现场测试持续了五年多，喷放管道中的陶瓷电磁流量计和循环与抽提管道中的蒸煮器电磁流量计都通过了现场测试的检验。它们会继续保证大幅提高的流量测量输出而不会出现任何事故。  

 

 
  
 现场测试环境
左侧：新型蒸煮器电磁流量计安装在循环与抽提管道中/
右侧：新型陶瓷电磁流量计安装在喷放管道中，与传统PFA电磁流量计串联以比较其输出 
 

         即使喷放管道的陶瓷电磁流量计完美无瑕，且耐受高达6.0MPa的压力测试，用户仍应选择测试设备以确认现场稳定使用五年后的腐蚀程度。虽然这需要移动并切断电磁流量计，用户坚持自费进行这些测试以确保所获得数据利于整个生产。测试结果表明每年陶瓷衬里的腐蚀深度不超过0.1mm。此现场数据清楚地表明陶瓷电磁流量计技术在喷放管道应用中的可用性，极大减少了维护工作，提高了测量精度及生产效率。

 

检测腐蚀程度时金属陶瓷电磁流量计剖面的实际照片