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| 防爆地磅在液氯自動灌裝機的應(yīng)用 | 2020-01-20 |
| 我公司生產(chǎn)的HK-CMF系列防爆地磅，自2019年以來在國內(nèi)五個省區(qū)的部分氯堿行業(yè)的液氯自動灌裝機過程中應(yīng)用?，F(xiàn)將其在使用中的點滴經(jīng)驗介紹如下，供同行業(yè)及廣大用戶參考： 1、液氯灌裝過程中自動灌裝機的重要意義 液氯是一種黃綠色透明液體，其成分組成為Cl2>96%(vol)，H2O<0.015%(wt)。相對密度1.468（0℃），沸點-34.5℃，熔點-100.98℃，分子量70.91。常壓下即汽化成氣體，1kg液氯汽化后可得到300L氣體氯（干氯氣）。具有窒息的氣味，有強烈刺激臭和腐蝕性。性質(zhì)很活潑，雖不自燃，但可以助燃。在日光下與其它混合時會發(fā)生燃燒和爆炸，可以和大多數(shù)元素或化合物起反應(yīng)。劇毒。 任何液氯反應(yīng)釜，其充填系數(shù)均不得超過80%。因為液氯開始進(jìn)入反應(yīng)釜時溫度低，例如38℃時，其壓力為1.0Mpa.g。假若液氯處于靜止不流動狀態(tài)，由于液氯會不斷吸收外界空氣中的熱量使溫度上升，而發(fā)生汽化致使體積膨脹；如果液氯在反應(yīng)釜內(nèi)被裝滿，沒有自由空間允許其膨脹，液體又具有不可壓縮的性質(zhì)，這時液氯隨著溫度上升就會產(chǎn)生巨大的壓強，使反應(yīng)釜爆破。假如液氯反應(yīng)釜是裝滿的，不能自由膨脹，當(dāng)溫度上升到50℃，壓力可達(dá)到50Mpa.g。這將大大超過一般壓力反應(yīng)釜所能承受的允許壓力。液氯鋼瓶也嚴(yán)禁充填系數(shù)超過80%，液氯槽車的設(shè)計溫度為50"C。 液氯槽車灌裝時有相的變化，是一個吸熱過程。一般灌裝溫度低于室溫。灌裝后．槽車溫度上升緩慢，這時液氯體積占槽車容積百分比隨之增大．氣相空間變小。如果過量灌裝．溫度上升將導(dǎo)致壓力增加，這時內(nèi)壓上升將不是飽和蒸氣壓上升規(guī)律。壓力過高槽車罐體既有發(fā)生爆炸的危險。 我國對液氯反應(yīng)釜及其灌裝有嚴(yán)格的規(guī)定，并有、消防、安監(jiān)等部門在運輸環(huán)節(jié)上進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督檢查，對過量灌裝的處罰力度是相當(dāng)大的。為此，在液氯灌裝時就要進(jìn)行實時監(jiān)督，防止過量灌裝。一旦在過磅時發(fā)現(xiàn)過量灌裝，處罰及卸載所需要的人力、物力和財力損失會很大。 由此可見，液氯灌裝過程中的計量就顯得十分重要。 2、液氯槽車灌裝過程中的誤差分析 2.1液氯槽車灌裝裝置本身的誤差 到目前為止，防爆電子秤還僅僅是用在液氯槽車的灌裝裝置之上。而槽車灌裝裝置的加工生產(chǎn)卻基本上是由用戶自己完成的。因此，各個用戶灌裝裝置的結(jié)構(gòu)、控制部分及閥門等的設(shè)計選型，防爆電子秤的安裝位置也就各有不同。雖然防爆電子秤的計量精度較高。但是，由上述原因帶來的計量誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于防爆電子秤本身的誤差。比如：由于用戶選用的閥門有氣動的、有電動的、也有手動的。當(dāng)灌裝開始時如果閥門打開的速度過快，就會造成閥前液氯的壓力急劇下降，從而產(chǎn)生液氯的氣化現(xiàn)象。 而如果防爆電子秤的安裝位置距離閥門較近的話，就會造成防爆電子秤內(nèi)的液氯介質(zhì)氣化而出現(xiàn)兩相的情況。導(dǎo)致計量誤差的嚴(yán)重偏離。山東東營一家化工公司在其50萬噸離子膜燒堿項目的液氯灌裝平臺上安裝了四臺進(jìn)口的世界科氏防爆地磅。雖然防爆電子秤本身的性能和計量精度都很高，但用戶實際使用過程中，四臺防爆地磅的誤差均很大。灌裝一輛20噸的槽車，防爆電子秤與稱重電子秤的的誤差接近或超過一噸，達(dá)到5%以上?？梢姡辣娮映庸┴洀S家一定要幫助用戶進(jìn)行防爆電子秤的選型，安裝位置的確定，以及制定一套合理的灌裝操作工藝規(guī)程。只有這樣才能盡量減少由灌裝設(shè)備帶來的計量誤差。 2.2灌裝管道抽空帶來的誤差。 按照<<液氯包裝工藝及安全操作規(guī)程>>的要求，液氯槽車灌裝設(shè)備必須設(shè)有兩條管道。即：一條液相管道和一條氣相管道。其中：液相管道用來灌裝液氯的輸送；氣相管道用來在灌裝之前對槽車罐體抽空和當(dāng)液氯充到規(guī)定容量后，對灌裝連接管進(jìn)行抽空，至抽盡余氯為止。另外，有些用戶因為槽車灌裝作業(yè)的工作量較小，不經(jīng)常裝車。為安全起見還要將液相管道也進(jìn)行抽空。（見圖二） 由于液氯灌裝這一特殊的安全性要求，防爆電子秤在用于液氯槽車自動灌裝機時，必須考慮上述因素所帶來的誤差。 可以用下面公式計算出灌裝管道抽空帶來的誤差量△： Δ=L×0.785D2×ρ 式中：D---管道的內(nèi)徑尺寸 L---抽空部分管道的長度 ρ---液氯的工況密度 多數(shù)情況下僅有灌裝連接管需要抽空，該誤差相對于實際灌裝量都是很小的，可以忽略。 但當(dāng)液相管道也需要抽空時，該誤差就一定要考慮。 由于液氯灌裝工藝的特殊性，防爆電子秤暫時還不能作為結(jié)算計量器具替代地中衡使用。 2.3環(huán)境溫度的影響。 因為，用戶從液氯儲罐至灌裝車位的距離各不相同，輸送管道的長短也就不同；輸送管道的口徑也各不相同，流速的差距也相當(dāng)大。在液氯灌裝時，如果輸送管道過長，閥門開得過大，勢必造成管道的壓力損失過大。在溫度不變的情況下，從液氯的飽和蒸汽壓圖（圖一）可以看出液氯就會出現(xiàn)氣化現(xiàn)象。且氣化的程度與灌裝的流速成正比。由于液氯的熱膨脹系數(shù)很大，氯從液態(tài)變成氣態(tài)時，體積增大約460倍。此時，若防爆電子秤中的液氯呈兩相介質(zhì)。則計量數(shù)據(jù)會產(chǎn)生上百倍的誤差。此種情況在夏季高溫季節(jié)尤其嚴(yán)重。不但影響計量精度，也會影響灌裝效率。 在實際應(yīng)用過程中，我們就曾經(jīng)遇到過類似問題。魯西化工集團(tuán)液氯灌裝站的一個槽車灌裝位，距液氯儲罐的距離大約有50米，采用的是DN50的裸露管道輸送。在該管道上還開有三個給液氯鋼瓶灌裝的分支。選用的防爆地磅安裝在裝車位下部，距灌裝開閉閥門不足3米。 冬季時由于環(huán)境溫度較低，防爆電子秤的工作比較正常。到了夏季，隨著溫度的升高，液氯既產(chǎn)生氣化現(xiàn)象，尤其是當(dāng)三個鋼瓶也同時灌裝時，防爆電子秤工作失常，嚴(yán)重時已無法計量。經(jīng)過與用戶協(xié)商，在裝車位防爆電子秤下游一側(cè)安裝了壓力表，制定了一個操作規(guī)程，控制灌裝閥門開啟時保持管道內(nèi)的壓力在允許范圍之內(nèi)。同時，對于所有液氯灌裝輸送管道均進(jìn)行了保溫處理。從而，保證了防爆電子秤的穩(wěn)定工作。 2.4外界振動干擾的影響 由于防爆地磅是依靠檢測管振動代替其旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生科氏力來計量管道中介質(zhì)的質(zhì)量稱重的。因此，實際使用中外界振動干擾對其計量精度的影響是很大的。因干擾源各不相同，干擾頻率與振動幅度也各有不同。我們無法給出定量的誤差分析。從實踐中我們感到，由于液氯灌裝平臺的剛性一般都較差。在灌裝操作過程中閥門的開閉，人員的走動，槽車中流體沖擊帶來的振動，對防爆地磅的計量精度都會產(chǎn)生不同程度的影響。所以，防爆地磅的安裝位置、固定方式是實際應(yīng)用時必須考慮的影響因素。 3、選用防爆地磅的必要性 綜上所述，液氯的自動灌裝機是一個受多種因素影響的復(fù)雜的過程。不但要考慮各種影響因素，更要選用一種既具有較高的計量精度和穩(wěn)定性，又比較適合該計量環(huán)境的稱重儀表。根據(jù)我公司多年的使用經(jīng)驗，我們認(rèn)為在液氯灌裝設(shè)備上使用科氏防爆地磅有如下優(yōu)點： 3.1不需要溫度壓力補償，直接測量介質(zhì)的質(zhì)量稱重。 科氏力防爆地磅是目前的可直接測量介質(zhì)質(zhì)量稱重的一種高精度稱重儀表。因此，它不存在其他類型依靠密度補償運算的質(zhì)量稱重儀表，因壓力、溫度補償帶來的計量誤差。 3.2計量準(zhǔn)確度高，穩(wěn)定性好。 由它的工作原理決定了其具有很高的防爆地磅量精度，以及較好的工作穩(wěn)定性。 3.3無任何阻流元件，使用壽命較長。 科氏力防爆地磅的介質(zhì)流道是光滑的管道，內(nèi)部沒有任何阻流元件。因此，它的壓力損失小，使用壽命長。 3.4實現(xiàn)在線溫度、密度監(jiān)控，防止氣化發(fā)生。 科氏防爆地磅不但是一種高精度的稱重儀表，它還是一個在線溫度計和高精度（0.2%）的在線密度計。可以對于液氯進(jìn)行實時的在線溫度和密度監(jiān)控，從而防止氣化的發(fā)生。 3.5調(diào)試簡單，維修費用低。 科氏防爆地磅需要用戶設(shè)定的參數(shù)極少。只要嚴(yán)格按照安裝技術(shù)要求安裝，調(diào)試過程僅是一個校零點的簡單工作。而且，因為該防爆電子秤基本上沒有易損件。除人為因素以外，運行中基本不會出現(xiàn)故障。所以，維護(hù)、維修費用極低。 4、液氯槽車灌裝中使用防爆地磅的幾點建議 4.1防爆地磅要盡量遠(yuǎn)離灌裝出口安裝，尤其是盡量不要安裝在操作平臺上面。因為，一方面槽車灌裝開始初期，由于罐體內(nèi)的壓力很低，液氯的流速較高，在靠近出口的閥門、法蘭等處會因局部壓力損失過大而產(chǎn)生局部氣化現(xiàn)象。使防爆地磅無法正常運行。另一方面，在此位置安裝會不可避免的將一些外來振動干擾引入防爆電子秤，造成計量誤差。 4.2防爆地磅要盡量靠近地面安裝，并且在地上對防爆電子秤兩端做堅固的支撐。如果，因條件不具備，只能做架空安裝時，也一定要對防爆電子秤的兩端做比較穩(wěn)定的支撐。實踐證明這一點對防爆電子秤的正常工作，也是十分重要的。 4.3在防爆地磅選型時，盡量使常用稱重落在自動灌裝機程范圍的1/2—2/3之間。以減少由于液氯灌裝過程的后期，由于罐體內(nèi)壓過大致使瞬時稱重過小而造成的計量誤差。 4.4灌裝控制閥門的開關(guān)速度要控制在適當(dāng)?shù)姆秶??？刂频囊罁?jù)是保持防爆電子秤所在管道內(nèi)介質(zhì)的壓力在穩(wěn)定的液態(tài)范圍內(nèi)（可以參考圖一的數(shù)據(jù)）。采用手動閥門的場合，可以人工觀察該管段的壓力表的讀數(shù)在許用范圍。如果是采用自動閥門控制的場合，可以采取由壓力信號控制閥門開關(guān)速度的方案。 4.5所有液氯輸送管道都要進(jìn)行完善的保溫處理。 我們在多家用戶使用防爆地磅作為液氯自動灌裝機的經(jīng)驗證明，只要充分考慮到液氯灌裝的特殊性，提前消除產(chǎn)生誤差的因素，自動灌裝機的誤差可以控制在1%以內(nèi)。以上是我們在液氯自動灌裝機過程中使用科氏防爆地磅的一點體會，愿與同行及用戶共同探討。以便于推廣使用。 | |
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