Yokogawa:用于KP連續(xù)蒸煮器的電磁流量計

簡介

開發(fā)用于KP連續(xù)蒸霍尼韋爾煮器的新型電磁流量計

1．穩(wěn)定蒸煮度
新型蒸煮器電磁流量計能對循環(huán)管道中的黑液進(jìn)行精確穩(wěn)定的測量，幫助用戶穩(wěn)定蒸煮度，以確定
蒸煮過程中木片品質(zhì)。

2．優(yōu)化漿水平衡
新型蒸煮器電磁流量計能對抽提管道中的黑液進(jìn)行精確穩(wěn)定的測量。控制洗漿過程中漿水平衡的最
重要的要素，抽提管的流量，現(xiàn)在是可得的。

3．更好的產(chǎn)量控制
新型陶瓷電磁流量計能對噴放管道中的紙漿進(jìn)行精確穩(wěn)定的測量，幫助用戶更好地監(jiān)視和控制生產(chǎn)
中的紙漿數(shù)量。

4．維護(hù)成本降低
新型電磁流量計能耐受極其苛刻的蒸煮器條件，而無需定期維護(hù)。歷時五年的現(xiàn)場測試結(jié)果證明，
在極度高溫/高壓作用下，它在減少危險的維護(hù)工作方面很有效。

背景

蒸煮器工廠

連續(xù)蒸煮器是許多造紙廠的核心，為使造紙工業(yè)獲得最佳性能，其技術(shù)不斷面臨著挑戰(zhàn)。提高蒸煮器性能意味著提高品質(zhì)，降低成本，同時為全行業(yè)保護(hù)環(huán)境和節(jié)約自然資源做出貢獻(xiàn)。

連續(xù)蒸煮器內(nèi)極度高溫、高壓和具有高漿料含量的腐蝕性堿性液體的環(huán)境，對那些致力于提高這一核心紙漿生產(chǎn)設(shè)備的人員來說，需要面臨一系列的挑戰(zhàn)。多年以來，橫河電機(jī)一直伴隨造紙工業(yè)，通過創(chuàng)新型傳感技術(shù)和控制技術(shù)，幫助其實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)的雙重目標(biāo)。橫河電機(jī)在過去的十年中一直與造紙行業(yè)合作，攜手致力于開發(fā)用于連續(xù)蒸煮器的新型流量測量解決方案。

挑戰(zhàn)

穩(wěn)定精確的流量測量是提高連續(xù)蒸煮器性能的關(guān)鍵。傳統(tǒng)測量方法中有三個方面有待全面改進(jìn)：黑液循環(huán)管道，黑液抽提管道和紙漿噴放管道。更好的測量應(yīng)該允許用戶將循環(huán)管道中蒸煮溫度浮動降到最小，在抽提管道中實現(xiàn)精確的漿水平衡，并控制噴放管道中產(chǎn)生的紙漿量。

黑液循環(huán)管道和抽提管道中的流體通常通過孔板和差壓變送器的結(jié)合來測量。由于流體的高溫/高壓/腐蝕性，目前為止尚無替代產(chǎn)品。孔板和差壓變送器組合的解決方案也有局限，因為孔板上不可避免的漿料積累及脈沖管道的阻塞將導(dǎo)致測量性能惡化。在某些情況下，由于腐蝕或氫滲透，薄膜密封也會發(fā)生故障。因此，這些通道中大多數(shù)孔板/差壓變送器的應(yīng)用會在安裝兩年內(nèi)發(fā)生故障從而停止工作，而用戶只能根據(jù)經(jīng)驗來猜測。

紙漿噴放管道面臨自身挑戰(zhàn)。在傳統(tǒng)的測量方法中盡管已經(jīng)使用了PFA襯里電磁流量計，但漿料的高溫會引起電磁流量計襯里的磨損以及輸出信號的波動。需要定期進(jìn)行高成本的維護(hù)工作，這將很難進(jìn)行精確連續(xù)的測量。

解決方案

橫河電機(jī)的工程師與用戶的緊密合作，共享熱情以面對看似不可能的挑戰(zhàn)，開發(fā)創(chuàng)新型傳感器解決方案，它能在應(yīng)用中穩(wěn)定精確測量，甚至能實現(xiàn)一些用戶覺得不可完成的目標(biāo)。

<噴放管道>

一體式鉑-氧化鋁電極

由于漿料的不斷磨損，需要定期維護(hù)紙漿噴放管道中傳統(tǒng)PFA襯里電磁流量計，橫河電機(jī)則采用了其最新開發(fā)的陶瓷襯里電磁流量計。該電磁流量計的獨特之處在于具有一體型鉑-氧化鋁-金屬陶瓷電極，它的機(jī)身由粉末燒制而成。鋁的純度達(dá)99.9%，強(qiáng)度520MPa(53kgf/mm&sup2;)，Weibull模數(shù)15.0。此種設(shè)計完全不會滲漏。其氧化鋁-陶瓷襯里具有高抗?jié){料粘附性，無需定期維護(hù)就能穩(wěn)定精確測量。

<循環(huán)與抽提管道>

在循環(huán)與萃取管道的極端條件下，傳統(tǒng)的孔板/DP解決方案無法完成任務(wù)，橫河電機(jī)的工程師率先研究了使用陶瓷襯里電磁流量計的可行性。在與用戶聯(lián)合進(jìn)行的研究及試驗中，某些特殊應(yīng)用中的極端高壓/高溫/高腐蝕性條件下，我們研究的陶瓷檢測器備選解決方案并非100%可靠。PFA襯里檢測器雖然表現(xiàn)最佳，但在極端高溫下，現(xiàn)有PFA電磁流量計會出現(xiàn)襯里蠕變，這在許多應(yīng)用中存在造成密封完整性被破壞的危險。

面對挑戰(zhàn)，橫河電機(jī)的工程師開發(fā)了PFA襯里電磁流量計，它能耐受蒸煮條件。為防止襯里蠕變，開發(fā)了一種新型插入式電極。此外，它還具有一套特別的接地環(huán)，以防極端條件下進(jìn)氣道內(nèi)徑變形。采取了一系列措施后，新型“蒸煮器電磁流量計”能在極端高溫/高壓條件下(170攝氏度和1.3MPa)穩(wěn)定精確的測量流量，這大大超出了傳統(tǒng)PFA電磁流量計的技術(shù)范圍。

擴(kuò)大PFA襯里“蒸煮器電磁流量計”的溫度/壓力量程

結(jié)論

橫河電機(jī)工程師的堅韌不拔令人欽佩，用戶允許橫河電機(jī)在現(xiàn)有傳感器旁安裝新型電磁流量計。客戶工程師在接下來的擴(kuò)展現(xiàn)場測試中具有重要作用，他們和橫河電機(jī)團(tuán)隊齊心協(xié)力應(yīng)對應(yīng)用新技術(shù)時面臨的各種各樣挑戰(zhàn)。現(xiàn)場測試持續(xù)了五年多，噴放管道中的陶瓷電磁流量計和循環(huán)與抽提管道中的蒸煮器電磁流量計都通過了現(xiàn)場測試的檢驗。它們會繼續(xù)保證大幅提高的流量測量輸出而不會出現(xiàn)任何事故。

<噴放管道>

現(xiàn)場測試環(huán)境
左側(cè)：新型蒸煮器電磁流量計安裝在循環(huán)與抽提管道中/
右側(cè)：新型陶瓷電磁流量計安裝在噴放管道中，與傳統(tǒng)PFA電磁流量計串聯(lián)以比較其輸出

即使噴放管道的陶瓷電磁流量計完美無瑕，且耐受高達(dá)6.0MPa的壓力測試，用戶仍應(yīng)選擇測試設(shè)備以確認(rèn)現(xiàn)場穩(wěn)定使用五年后的腐蝕程度。雖然這需要移動并切斷電磁流量計，用戶堅持自費進(jìn)行這些測試以確保所獲得數(shù)據(jù)利于整個生產(chǎn)。測試結(jié)果表明每年陶瓷襯里的腐蝕深度不超過0.1mm。此現(xiàn)場數(shù)據(jù)清楚地表明陶瓷電磁流量計技術(shù)在噴放管道應(yīng)用中的可用性，極大減少了維護(hù)工作，提高了測量精度及生產(chǎn)效率。

檢測腐蝕程度時金屬陶瓷電磁流量計剖面的實際照片

噴放管道中陶瓷電磁流量計的測試結(jié)果。阻尼時間為3秒。即使流速達(dá)到四倍，與PFA電磁流量計相比，輸出依然非常穩(wěn)定

<循環(huán)與抽提管道>

萃取管道中新型蒸煮器電磁流量計的測試結(jié)果。
阻尼時間3秒。流速降為零時，新型PFA電磁流
量計輸出為零，與傳統(tǒng)孔板流量計相比其性能
顯著提高。

新型蒸煮器電磁流量計在穩(wěn)定精確流量測量方面也有極大進(jìn)步，這提高了蒸煮器性能。其優(yōu)勢的一個很明顯證明是其黑液抽提管道中的測試結(jié)果。由于抽提管道持續(xù)受壓，即使在實際無流量時，傳統(tǒng)的孔板流量計也不能輸出零流量。但是，新型蒸煮器電磁流量計能精確測量低流量，無流量時輸出零流量。該精確度為新型電磁流量計的穩(wěn)定性和可靠性增色不少。

由于初期的成功，日本已經(jīng)有超過12個連續(xù)蒸煮器成功采用了橫河電機(jī)蒸煮器ADMAG電磁流量計，這提高了造紙廠生產(chǎn)效率。造紙工業(yè)持續(xù)引進(jìn)創(chuàng)新型蒸煮器技術(shù)以提高生產(chǎn)力、保護(hù)環(huán)境。負(fù)責(zé)該項目的橫河電機(jī)工程師繼續(xù)與用戶齊心協(xié)力，共同尋找更新的解決方案，以幫助該行業(yè)實現(xiàn)商業(yè)成功和社會責(zé)任的雙重目標(biāo)。

在今天的市場中，橫河電機(jī)ADMAG系列電磁流量計是最精確、最穩(wěn)定的電磁流量計。其特有的雙頻勵磁技術(shù)使ADMAGA即可用于低傳導(dǎo)率流體，也可用于高頻漿料。橫河電機(jī)最近推出了新型ADMAG AXF系列電磁流量計，它進(jìn)一步提高了ADMAG系列的精度和穩(wěn)定性。開發(fā)創(chuàng)新型傳感器是橫河電機(jī)工程師的夢想，但真正達(dá)到我們vigilant 現(xiàn)場設(shè)備專家的目標(biāo)來自他們?yōu)橛脩舫掷m(xù)開發(fā)的創(chuàng)新型應(yīng)用。尤其令人欣慰的是在一些案例中，新型解決方案提高了安全性與可靠性，使客戶先知先覺，幫助客戶處理潛在的危險過程。