简述智能电磁流量计在造纸行业的选型要领及相关应用

随着流量仪表测量技术的飞速发展，各类智能型的流量计在许多工业生产领域发挥了重要的作用，润中仪表作为国内的电磁流量专业制造企业，在许多考察现场注意到，从国外引进的许多成套设备中，对于 液体介质的测量中，电磁流量计占了其中绝大部分。近年来，国内的电磁流量计的制造技术也在不断进步，国产的电磁流量计产品在大中型投产项目中的比例也有所增加。造纸行业对于流量计的需求量是特别巨大的，国内的大中型造纸企业也已逐步地开始完成了电磁流量计替代传统的差压流量仪表的过程，目前一家 35 万吨规模的造纸厂，电磁流量计使用已达到 400台左右。造纸行业是产生废水污染的主要行业之一，在造纸整修工艺流程中，除主流程外，随着环保要求愈加严格，多数造纸企业都同时建设了废液处理工艺。调查发现电磁流量计在造纸厂中几乎所有的工段都有使用。本文就电磁流量计在造纸企业生产流程中的应用情况及相关的技术内容作出简要介绍。




一、备料过程
备料工段主要任务是将不同的原料制成浆料。电磁流量计在制浆过程中主要是参与对打磨浆、水和酸或碱的流量测量。一般经过机械打磨后浆料的温度要达到 80℃。当以木材或草料等材料作为原料制浆时往往还要经过蒸煮工艺。由于蒸煮液为碱如 Ca(OH)2 或 Na0H溶液，浆液均呈碱性，所以电磁流量计多采用耐高温的聚四氟乙烯衬里和分体型的结构式。在电极材料的选择上要考虑选耐腐蚀性强的材质。碱性浆料一般选用哈氏合金 Hc、钛材 Ti等材质，切不可选用钽电极；而如果测量酸性浆液时，要求不高的话也可选耐酸钢 316SS。

通常国内也有不少企业采用废纸制浆，即将废纸打浆后再进行洗涤漂白处理，这里电磁流量计主要用于测量参与打浆后的加水流量。水大多为附近的江河水稍加处理后就参与运行，所以水质较差，但没有腐蚀性，电磁流量计采用常规的橡胶衬里和不锈钢电极即可；而对参与脱墨过程的脱墨剂（常见的脱墨剂有 Na0H、Na2SiO3、Na2O2 或 H2O2）测量时，电磁流量计的电极和衬里的选择就要慎重。以典型的 35 吨规模纸厂为例，备料过程中的电磁流量计使用数量较多，大致在 50-60 套之间。

二、筛选漂白工段
单以使用的数量排序，筛选洗涤工段应属第一。以典型规模 35 万吨纸厂为例，这两个工段的电磁流量计使用数量要达到 250 套左右。
电磁流量计使用在从各备料车间进入抄纸车间的各浆池的流入量和从各浆池流出配浆池的流量测量点，共有五种浆料（化浆、脱墨浆、CTMP、机浆、损液浆）参与配浆过程。
这里机浆和 CTMP 浆的温度高达 50-80℃，流量计衬里材料应考虑选用 PFA 或 PTEE。

在浆液配比过程中各厂家为得到不同质量的纸张，采用不同的浆液配比浓度。但往往由于一种浆料的细微超差而导致成品不合格，从而造成了更大的物料和经济损失。所以各生产厂对这一环节都非常重视，在每一根参加配比的管线中都装有电磁流量计测量流入配浆总管的瞬时和总量流量，同时还在配浆管的下端部安装在线浓度计以检测配浆效果。如果一旦预定的浓度有偏差，立即调节阀门的开度以调整相应的浆料流量。这城不令要求电磁流量计精度高，同时要求良好的重复性和动态响应性。在上述场合，电磁流量计的口径一般在DN50-DN150 之间。

配浆后的筛选过程即为习称的抄纸过程。在这一过程中纸浆浓度常影响流量测量。我们发现浓度大于 3%的纸浆在用常规的低频方波励磁频率（如 25Hz）或双频励磁以改善晃动现象。以 DN300 的电磁流量计测量浓度 3.5%的瓦楞板纸为例，用常规的 1/32 工频时，瞬时流量的晃动量高达 10.7%，当选用频率可更改的电磁流量计将其励磁频率改动到 1/2 工频时，晃动量即改善到 1.9%，效果十分明显。在抄纸工段，由于配浆、抄纸过程中需要对冷却水、明矾和滑石粉等作流量监测，所以其使用数量在造纸厂中最多，在本例中达到 200套左右。

为保证纸张的白度均匀细致，要添加不同的添加剂、分散剂和漂白剂。与食品工业中添加剂的使用情况一样，这些添加液的流量小，腐蚀性强，所以绝大多数都选用 PTEE 衬里和 PFA 衬里。因为 H2O2 的强氧化性，所以经常被造纸厂选作漂白剂，但 H2O2 对金属材料的腐蚀性特别强。出于防腐的考虑，工程师们很喜欢选用 Pt 作为电极材料。但实际使用的情况证明，当过程压力小于 0.3MPa 时，Pt 电极会同 H2O2 发生反应，会在电极表面形成一层气雾，我们称其为触媒反应。这时输出信号会有很大波动。但选用钽（Ta）电极就没有上述问题了。如果我们在换用 NaOH 溶液时选用了钽电极，那么情况就不那么乐观了，因为碱液会使钽电极产生表面效应。SGAIC 校准实验室的数据表明，钽电极在测量一般的水时其零点的变动也要超过其他电极数十倍。小口径电磁流量计安装时要特别注意同心度。
在上例中采用 DN10 的小口径电磁流量计测量这些添加剂均可以获得较理想的效果。在国外的造纸生产线上，这些场合也有不少选用科里奥利质量流量计的实例。

经过多年实践，电磁流量计在造纸领域普遍选用的是 PTFE 或其他氟塑料衬里：电极则依照不同的液体性质分别选择。SGAIC 在造纸行业中使用的数千套电磁流量计的统计超过 85%选用了 PTFE，实际效果令人满意。虽然在国外造纸厂中某些重要的小流量计量一部分采用了得里奥利质量流量计，但电磁还是占着造纸行业液体计量的主导地位。绝大多数的使用问题出现在初期的选型和不当安装。如电极或衬里材料的不匹配等（如表）以及如不满管、直管段长度不够、小口径安装时的不同心度等，这些常是电磁流量计未能正常运行的主要因素