电导仪在碳化系统的应用

郝永泽

摘 要：碳化塔冷却对于生产纯碱的各项工艺指标十分重要，冷却水的调节一般根据碳化塔12圈温度进行测量，但其设备是否存在泄漏，在外部不易发现，该文主要介绍如何通过测量碳化塔冷却水的电导率，进而分析数据得知其水箱及水管是否存在泄漏的方法。测量待测溶液电导的方法称为电导分析法，电导仪主要用于测量水中含盐量，其含盐量愈大，水的导电性能愈强。故根据电导率的大小，可以推算水中矿化度的大小，从而可以知道冷却水箱及冷却管道是否存在泄漏，便于实时观察，及时维修。

关键词：电导仪 碳化塔 矿化度 泄漏

中图分类号：TS243 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（b）-0100-02

碳化塔是纯碱（碳酸钠）生产中碳化过程所用的主要设备，其作用是利用索尔维法的氨盐水或侯氏制碱法的氨母液来吸收二氧化碳，制得碳酸氢钠，后者送去煅烧，则分解为碳酸钠。唐山三友化工股份有限公司重碱车间的碳化塔为铸铁结构，其冷却水管极容易腐蚀泄漏，做为纯碱工艺的重要环节设备，实时监测冷却水的电导率，根据水中导电性能强弱，及时判断冷却水管是否泄漏非常必要，因此引进了871CC型电导率测量仪表。

1 电导仪原理

简单来说，电导仪是通过测量水的电导率，根据标准曲线推断水矿化度的仪器。水中含盐量愈大，水的导电性能愈强。故根据电导率的大小，可以推算水中矿化度的大小，就是通过推算冷却水中矿物度的大小来判别水管是否泄漏的。

2 871CC电导仪简介

871CC分析仪分析水溶液的电导率，其测量显示值单位可以是Μs/cm、μs/cm或百分数，871CC也测量溶液温度以进行自动温度补偿，并且无论用户任何时候需要都可以显示，它提供与测量值成比例的隔离输出信号，用来传送给外部接收器，通过塑料嵌板安装的分析仪传送一个输出信号，而现场安装的分析仪能传送连个输出信号。其采用非易失EEPROM存储器，以在电力中断情况下来保护所有参数和校准数据。

3 电导仪的技术指标

（1）供电电压：其供电电压为120VAC/220VAC/240VAC/24VAC/100VAC五种选项，可根据现场具体供电情况选择合适的配电电压，我们采用220VAC供电。

（2）供电频率：50或60，±3Hz

（3）4～20mA隔离信号/0～10Vdc隔离信号/0～20mA隔离信号，因为我公司要求输出信号与DCS连接，可以实时监控数据，所以我们采用的是4～20mA电流信号。

（4）环境温度：-25℃～+50℃

4 电导仪的报警

871CC系列电导仪有两个独立的不带电的C形报警触点，额定电流3A无感触点，可以用跨接触点端点安装的外部突波吸收设备来驱动感应负载。

5 接线

（1）拆下后盖配件，如上图按颜色将传感器数据线连接到分析仪接头板上。

（2）将Hi和Lo报警线连到TB3上，故障安全操作要求在NC和C之间做连接。

（3）将分析仪测量输出从外电路连线到端子TB3-1（+）和TB3-2（-）。

（4）从接头板TB2上拆下工厂安装的跳线配件。

（5）将电源线连接。

（6）调到率分析仪的校验。

6 操作

871CC分析仪有两个功能模式：操作和组态。在操作模式下，871分析仪自动显示其测量值，并输出与其成比例的模拟信号。在组态模式下，可以修改任何以前输入的参数。

7 电导仪分析校验步骤

1） 接线时，按照上图接线图，将端子1，2接标准电阻箱；端子3，3A接100K标准电阻。

2） 分析仪解锁，密码：0800

参数设置：将CD码更改为：0000

进入二次参数，找到BL参数，修改时二级密码为：0800，进入后，找到参数FSC，更改为2 ms/cm，然后把UL更改为2 ms/cm，HO1更改为2 ms/cm，更改完成后屏幕会出现ER4报警，这时需要对分析仪重新标定。如果量程为2ms/cm，则标准电阻箱的输入阻值为：5000Ω。

零点和量程校准

（1）在TB2上的端子1和2之间没有跨接输入的条件下（电阻无限大），按Shift并保持不放，按CalLo，从键盘上松开手指，然后使用Next和△直到显示器根据实际应用显示0μs/cm或0 ms/cm。按Enter。

（2）将十进制电阻箱连接到TB2的端子1和2上。

（3）使用下式计算CalHi值所需要的电阻输入：

电阻输入Ω=（电池系数）（1×106）÷以μs/cm为单位的CalHi值，

或电阻输入Ω=（电池系数）（1000）÷以ms/cm为单位的CalHi值

举例：对于电导率显示值20μs/cm并且传感器系数0.1cm-1以欧姆为单位的电阻输入为：

电阻输入=（0.1）（1×106）÷20×5000Ω

8 实际应用

我们将电导仪安装在碳化塔12圈上，从上图可以看出，通过实时分析数据曲线，可以看出当冷却水管泄漏时，其电导率曲线很快升高，从而可以实时准确的判断碳化塔的内部情况，及时安排检修。

9 存在问题

当然在其使用过程中我们也发现了一些问题，其传感器为塑料材质，当冷却水流速过大或者流体中含有杂质时，会导致其保护外壳破损，影响其使用寿命，我们将废弃的电阻体套管通过改造，更改为电导仪保护外套，在安装过程中，将其固定方式更改为M27×2电阻体凸台连接，这样，既将废弃电阻体有效利用，又将电导仪的拆装变得更加方便快捷，有效提高了其使用寿命。

10 结语

该公司在未采用电导仪对对碳化塔电导率进行测量时，碳化塔水箱水管的泄漏一般无法发现，只有通过其塔圈12圈温度进行预估，查看冷却效果，而12圈温度一般作用不大，造成浪费，当出现问题时不能进行有效维护，严重影响了碳化塔的冷却率，无法进行有效分解合成，对成品品质及效率带来不良影响，对塔体本身也造成了严重伤害。安装电导率仪表后，通过实时数据监控，可以通过电导率数值的变化发现塔内泄漏情况，直观有效，可以及时安排检修，对于维护设备稳定安全，延长使用寿命，保障生产稳定运行起到了重大的作用。

参考文献

[1] 张宏建.自动检测技术与装置[M].北京：化学工业出版社，2004.

[2] 周杏鹏.现代检测技术[M].北京：高等教育出版社，2004.

[3] 邵玉森.过程控制及仪表[M].上海：上海交通大學出版社，1995.