【生產實踐】殘堿分析儀在制漿生產線中的應用和維護

 

黃光明 先生

CEC項目管理部自控儀表安裝調試專業帶頭人；

從事自控儀表工程管理和調試工作。

殘堿分析儀是制漿生產線中測量黑液中殘留堿濃度的一種分析儀器，它反應靈敏、精度高、性能穩定，在大型制漿生產線中應用較為廣泛。本文對殘堿分析儀的基本功能、工作原理、故障處理和日常維護進行介紹，供現場維修人員參考和借鑒。

 

1 殘堿分析儀的基本組成和工作原理

1.1殘堿分析儀基本組成

殘堿分析儀可以連續測定蒸煮藥液有效堿濃度。主要由測量管道部分、電子單元部分和傳感部分組成，如圖1。

 

1.2殘堿分析儀工作原理

殘堿分析儀是基于液體的導電率來進行測量的,在兩個電極之間接通一定的電流,由于溶液中的離子在外電場的作用下分別向兩個電極移動,從而兩個電極之間產生一定的電動勢,通過測量到的電動勢和電流就可以計算出液體的電阻。其中由于離子的分解和電極之間會產生極化現象的作用,因此我們不能直接使用電源，需要使用400Hz的波形電源。如圖2。

1.3殘堿分析儀安裝

1.3.1殘堿分析儀安裝注意事項

所有管道壓力等級為PN25；電極之間的管道長度不要超過3m,安裝的手動閥必須為球閥；在電極附近必須安裝可以活動的彎頭,以便于電極能容易拆裝；取樣閥及安裝冷卻器必須比測量回路低,以便測量回路的液體通過冷卻器排出。如圖3。

 

1.3.2殘堿分析儀接線要求

4根電纜被連接在電極上,其中2根電壓電纜,2根輸出信號電纜;與電極連接的電纜必須連接牢固,才能保證分析儀器的正常工作。所有的電纜必須是屏蔽電纜。如圖4。

 

1.4殘堿分析儀信號方式

1.4.14～20mA的模擬信號

是殘堿度的信號，即儀表的測量信號。

1.4.2220V報警信號

各種報警信號，比如電纜問題、管道堵塞等引起報警。

如果電子顯示屏出現SELFTEST OK時,表示正常；當出現ALARM ACTIVE時表示有錯誤信號發生。

 

2  殘堿分析儀的校準步驟

2.1殘堿分析儀的優缺點

測量管設計優勢：測量室足夠大，目的使顆粒狀殘留物對測量室測量無影響；使用4根單獨的電極進行測量，可以消除電極表面電阻的影響；測量管通過電極CE提供電流，并且每次測量前會自動調整電流，消除電壓U_m1和U_m2的影響；電流I是400Hz的對稱方波電流，以便消除極化和電解效應；電子單元用于測量電壓U_m1和U_m2和電流I；黑液的電導率會隨著溫度的升高而升高，由于電導率與溫度有一定的對應關系，因此必須安裝溫度傳感器T,用于檢測介質的溫度，黑液的電導率與溫度對應公式為：

式中K_m為探頭常數=測量管的長度除以測量管的橫截面積，C(T)為溫度系數，AM300管道的K_m=193；對于舊的測量管和電子單元，探頭常數可以在菜單中進行設置；電導率最大值和最小值進行比較，以4～20mA的信號輸出。如圖5。

 

2.2殘堿分析儀的校準

方法1：每隔15min取一次樣,每次校正需要取5個樣品，且保證這5個樣品中最低值與最高值的殘堿濃度相差不超過10g/l。校正時將導電度放在X軸，濃度放在Y軸。

方法2：如果工藝不允許取到高低的5個點,就按每S/m為4g/l來校正。

2.3殘堿分析儀濃度的計算公式

殘堿濃度C=A×40×N/V(g/l)

C—有效堿濃度，g/l（NaOH）；

A—鹽酸體積，ml；

V—原始樣品體積，ml；

N—鹽酸摩爾濃度，mol/l。

2.4分析儀校正的步驟（如圖6）

如果顯示屏出現CALIBRITION FAILED，說明其輸入的參數不真實。按圖6步驟校正。

 

3  殘堿分析儀的操作與維護

3.1操作界面按鍵功能詳解和各個測量點引起報警原因（圖7）

 

3.2殘堿分析儀報警顯示

(1）當出現SELFTEST OK，表示所有的測量均正常。

(2）當出現ALARM ACTIVE，表示有測量錯誤參數發生。例如，當顯示器ALARMREGISTER 0010000010報警時，表示NO.3與NO.9報警發生。

3.3報警詳細說明

NO.1～NO.8報警是由于測量單元引起的，NO.9～NO.10報警是由于PLC引起的。

(1）ALARM NO.1表示的是液體導電度沒有測量,可能引起原因為電極系統的接線是否有異常。

(2）ALARM NO.2表示的溫度有異常,可能引起的原因：溫度低于設置好的報警極限；管道有堵塞或者溫度傳感器有損壞。

(3）ALARM NO.3表示的是電子單元電路板可能出現異常。

(4）ALARMNO.4～NO.8表示各種參數已經超過極限值�？赡艿脑�因是測量電極電纜故障,或電極出現故障；還有可能是液體泄漏,或者電極過臟需要清潔等。

(5）ALARM NO.9表示I/O卡片出現故障。

(6）ALARM NO.10表示CPU出現故障。

3.4殘堿分析儀仿真單元操作鍵說明

(1）當按鍵打在VAR位置時，表示可以任意調節0～500歐的電阻。

(2）當按鍵打在∞/EXT位置時，表示沒有任何可以連接的電阻阻值。

(3）在EXT位置時,測量單元電極可以被連接使用。

(4）RS表示電流電極產生的阻值,RV表示電壓電極產生的阻值。

3.5測試準備

(1）先將測量單元與電極連接的信號線接頭拔掉,連上仿真單元上的接頭。

(2）將溫度設置在25℃,并使RS1=RS2=RS3=RS4=0,RV1=RV2=RV3=RV4=0，然后檢查所有的參數表,看是否正常。如圖8溫度參數。

3.6外部信號檢查步驟

(1）首先將仿真單元進行設置：先將開關設置于VAR位置；使RS1=RS2=RS3=RS4=0；RV1=RV2=RV3=RV4=0。

(2）將外部信號上連接毫安表。 

(3）調節RVAR電位器，使顯示屏顯示與低量程相同的導電度,那時檢查毫安表讀數是否為4mA。

(4）調節RVAR電位器，使顯示屏顯示與高低量程相同的導電度，那時檢查毫安表讀數是否為20mA。

(5）如果出現信號不正常，請檢查高低量程。

 

4 結語

通過對殘堿分析儀的基本結構和工作原理的了解，熟悉掌握殘堿分析儀的工作性能和維修技能，在日常維護過程中對殘堿分析儀巡點維護，降低殘堿分析儀的故障率，使其長期穩定地運行，殘堿分析儀在漿線中的應用對提高漿線的品質有很大的作用，可以大大提高生產效益；另外，通過對殘堿分析儀的工作原理和維護技能的介紹，供制漿生產線的技術人員參考和借鑒。