電導儀在碳化系統的應用

郝永澤

摘 要：碳化塔冷卻對于生產純堿的各項工藝指標十分重要，冷卻水的調節一般根據碳化塔12圈溫度進行測量，但其設備是否存在泄漏，在外部不易發現，該文主要介紹如何通過測量碳化塔冷卻水的電導率，進而分析數據得知其水箱及水管是否存在泄漏的方法。測量待測溶液電導的方法稱為電導分析法，電導儀主要用于測量水中含鹽量，其含鹽量愈大，水的導電性能愈強。故根據電導率的大小，可以推算水中礦化度的大小，從而可以知道冷卻水箱及冷卻管道是否存在泄漏，便于實時觀察，及時維修。

關鍵詞：電導儀 碳化塔 礦化度 泄漏

中圖分類號：TS243 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）05（b）-0100-02

碳化塔是純堿（碳酸鈉）生產中碳化過程所用的主要設備，其作用是利用索爾維法的氨鹽水或侯氏制堿法的氨母液來吸收二氧化碳，制得碳酸氫鈉，后者送去煅燒，則分解為碳酸鈉。唐山三友化工股份有限公司重堿車間的碳化塔為鑄鐵結構，其冷卻水管極容易腐蝕泄漏，做為純堿工藝的重要環節設備，實時監測冷卻水的電導率，根據水中導電性能強弱，及時判斷冷卻水管是否泄漏非常必要，因此引進了871CC型電導率測量儀表。

1 電導儀原理

簡單來說，電導儀是通過測量水的電導率，根據標準曲線推斷水礦化度的儀器。水中含鹽量愈大，水的導電性能愈強。故根據電導率的大小，可以推算水中礦化度的大小，就是通過推算冷卻水中礦物度的大小來判別水管是否泄漏的。

2 871CC電導儀簡介

871CC分析儀分析水溶液的電導率，其測量顯示值單位可以是Μs/cm、μs/cm或百分數，871CC也測量溶液溫度以進行自動溫度補償，并且無論用戶任何時候需要都可以顯示，它提供與測量值成比例的隔離輸出信號，用來傳送給外部接收器，通過塑料嵌板安裝的分析儀傳送一個輸出信號，而現場安裝的分析儀能傳送連個輸出信號。其采用非易失EEPROM存儲器，以在電力中斷情況下來保護所有參數和校準數據。

3 電導儀的技術指標

（1）供電電壓：其供電電壓為120VAC/220VAC/240VAC/24VAC/100VAC五種選項，可根據現場具體供電情況選擇合適的配電電壓，我們采用220VAC供電。

（2）供電頻率：50或60，±3Hz

（3）4～20mA隔離信號/0～10Vdc隔離信號/0～20mA隔離信號，因為我公司要求輸出信號與DCS連接，可以實時監控數據，所以我們采用的是4～20mA電流信號。

（4）環境溫度：-25℃～+50℃

4 電導儀的報警

871CC系列電導儀有兩個獨立的不帶電的C形報警觸點，額定電流3A無感觸點，可以用跨接觸點端點安裝的外部突波吸收設備來驅動感應負載。

5 接線

（1）拆下后蓋配件，如上圖按顏色將傳感器數據線連接到分析儀接頭板上。

（2）將Hi和Lo報警線連到TB3上，故障安全操作要求在NC和C之間做連接。

（3）將分析儀測量輸出從外電路連線到端子TB3-1（+）和TB3-2（-）。

（4）從接頭板TB2上拆下工廠安裝的跳線配件。

（5）將電源線連接。

（6）調到率分析儀的校驗。

6 操作

871CC分析儀有兩個功能模式：操作和組態。在操作模式下，871分析儀自動顯示其測量值，并輸出與其成比例的模擬信號。在組態模式下，可以修改任何以前輸入的參數。

7 電導儀分析校驗步驟

1） 接線時，按照上圖接線圖，將端子1，2接標準電阻箱；端子3，3A接100K標準電阻。

2） 分析儀解鎖，密碼：0800

參數設置：將CD碼更改為：0000

進入二次參數，找到BL參數，修改時二級密碼為：0800，進入后，找到參數FSC，更改為2 ms/cm，然后把UL更改為2 ms/cm，HO1更改為2 ms/cm，更改完成后屏幕會出現ER4報警，這時需要對分析儀重新標定。如果量程為2ms/cm，則標準電阻箱的輸入阻值為：5000Ω。

零點和量程校準

（1）在TB2上的端子1和2之間沒有跨接輸入的條件下（電阻無限大），按Shift并保持不放，按CalLo，從鍵盤上松開手指，然后使用Next和△直到顯示器根據實際應用顯示0μs/cm或0 ms/cm。按Enter。

（2）將十進制電阻箱連接到TB2的端子1和2上。

（3）使用下式計算CalHi值所需要的電阻輸入：

電阻輸入Ω=（電池系數）（1×106）÷以μs/cm為單位的CalHi值，

或電阻輸入Ω=（電池系數）（1000）÷以ms/cm為單位的CalHi值

舉例：對于電導率顯示值20μs/cm并且傳感器系數0.1cm-1以歐姆為單位的電阻輸入為：

電阻輸入=（0.1）（1×106）÷20×5000Ω

8 實際應用

我們將電導儀安裝在碳化塔12圈上，從上圖可以看出，通過實時分析數據曲線，可以看出當冷卻水管泄漏時，其電導率曲線很快升高，從而可以實時準確的判斷碳化塔的內部情況，及時安排檢修。

9 存在問題

當然在其使用過程中我們也發現了一些問題，其傳感器為塑料材質，當冷卻水流速過大或者流體中含有雜質時，會導致其保護外殼破損，影響其使用壽命，我們將廢棄的電阻體套管通過改造，更改為電導儀保護外套，在安裝過程中，將其固定方式更改為M27×2電阻體凸臺連接，這樣，既將廢棄電阻體有效利用，又將電導儀的拆裝變得更加方便快捷，有效提高了其使用壽命。

10 結語

該公司在未采用電導儀對對碳化塔電導率進行測量時，碳化塔水箱水管的泄漏一般無法發現，只有通過其塔圈12圈溫度進行預估，查看冷卻效果，而12圈溫度一般作用不大，造成浪費，當出現問題時不能進行有效維護，嚴重影響了碳化塔的冷卻率，無法進行有效分解合成，對成品品質及效率帶來不良影響，對塔體本身也造成了嚴重傷害。安裝電導率儀表后，通過實時數據監控，可以通過電導率數值的變化發現塔內泄漏情況，直觀有效，可以及時安排檢修，對于維護設備穩定安全，延長使用壽命，保障生產穩定運行起到了重大的作用。

參考文獻

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