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氧化鋁料位測量神器——計為振棒料位開關(guān)

  氧化鋁行業(yè)的料位測量一直是行業(yè)的一大難題,長期以來使各大生產(chǎn)廠商飽受困擾。而今,隨著雙棒結(jié)構(gòu)設(shè)計、性能和質(zhì)量過硬的計為振棒料位開關(guān)的問世,該測量難題也隨之成為了歷史,計為振棒料位開關(guān)也被氧化鋁企業(yè)譽為“測量神器”。那么,氧化鋁料位測量究竟難在哪里?計為振棒料位開關(guān)為什么又能夠勝任呢?
  要回答上述問題,我們要先從氧化鋁料位測量的流程說起。數(shù)十年來,經(jīng)過研發(fā)人員的刻苦鉆研,氧化鋁行業(yè)的工藝和技術(shù)的發(fā)展可謂突飛猛進,日新月異。目前,冰晶石—氧化鋁融鹽電解法是電解氧化鋁行業(yè)所采用的主要生產(chǎn)工藝。其以熔融冰晶石作為溶劑,氧化鋁作為溶質(zhì),以碳素體作為陽極,鋁液作為陰極,通入強大的直流電后,在950~970℃的高溫下,在電解槽內(nèi)的兩極上進行電化學(xué)反應(yīng),即電解。電解氧化鋁的具體生產(chǎn)流程圖如圖1所示:

氧化鋁料位測量神器——計為振棒料位開關(guān)

圖1 電解氧化鋁流程圖

  電解氧化鋁時,電解槽上方的氧化鋁料倉需要進行料位監(jiān)控。當(dāng)料位達到高位時,需要給控制室一個報警信號,從而對鼓風(fēng)機進行控制,達到自動化生產(chǎn)的目的。但是氧化鋁料位測量對于國內(nèi)氧化鋁廠家來說一直都是一大痛點。不少用戶反饋其試用過的阻旋料位開關(guān)、射頻導(dǎo)納料位開關(guān)、音叉料位開關(guān)、單棒料位開關(guān)、光電開關(guān)等料位測量儀表,均不能穩(wěn)定可靠的測量,其在測量中的具體表現(xiàn)如下表所示:

 氧化鋁行業(yè)不同料位開關(guān)應(yīng)用情況一覽表

料位開關(guān)種類

常見故障現(xiàn)象

阻旋料位開關(guān)

1.葉片易被砸變形;2.加長管已被砸彎;3.經(jīng)常誤報警;4.使用壽命極短

射頻導(dǎo)納料位開關(guān)

1.探頭被砸變形;2.誤報警;3.測量不準(zhǔn)確

音叉料位開關(guān)

1.叉體間易夾料;2.叉體被砸變形;3.誤報警

單棒振棒料位開關(guān)

1.探頭易被砸彎;2.誤報警

光電開關(guān)

在強磁場情況下無法使用

  經(jīng)過分析,造成上述料位開關(guān)無法正常使用的原因主要是氧化鋁行業(yè)的特殊性,對料位開關(guān)的要求極高所致,具體原因有以下幾點:
  1.氧化鋁比重較大
  氧化鋁是一種高硬度的化合物,其比重為3.97g/cm3,如此高比重的物料對于容器儲罐、接觸式料位開關(guān)的沖擊非常巨大,致使料位開關(guān)被砸彎變形的現(xiàn)象屢屢發(fā)生。
  2.現(xiàn)場磁場較強
  由于電解氧化鋁是通過強大的電流在電解槽內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而成,現(xiàn)場的強磁場對儀表類的要求極高。
  3.生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境溫度較高
  由于電解氧化鋁生產(chǎn)的環(huán)境溫度較高,而國內(nèi)大部分廠家儀表的環(huán)境溫度范圍僅為40~60℃,在稍微高的環(huán)境溫度下不能可靠工作。
  4.現(xiàn)場安裝條件苛刻
  由于氧化鋁比重較大,氣力輸送過程中會產(chǎn)生較大的沖擊力,如果安裝位置選擇不好,那么料位開關(guān)的探頭非常容易因撞擊而受損,故選擇料位開關(guān)的安裝位置非常關(guān)鍵。一般來講,應(yīng)避開氧化鋁的主氣流方向,在側(cè)面選擇撞擊方向小、但又可以檢測到物料的位置進行安裝。
  正是由于現(xiàn)場工況復(fù)雜,氧化鋁廠家使用的料位開關(guān)不是出現(xiàn)誤報警,就是儀表一到現(xiàn)場就被磁化從而出現(xiàn)死機無法工作等故障,使各生產(chǎn)廠家頗為苦惱。為實現(xiàn)氧化鋁料位測量,各廠家急需一款性能穩(wěn)定、可靠性高的料位測量產(chǎn)品。
  不堪困擾,山東一家大型氧化鋁集團決定委托石油化工學(xué)院,希望依靠教授的專業(yè)經(jīng)驗,協(xié)助其攻破該難題。就在該學(xué)院團隊一籌莫展之際,在其他行業(yè)擁有上佳表現(xiàn)和良好口碑的計為Tube-11振棒料位開關(guān)引起了他們的注意。
  在綜合對比眾多廠家不同類型的料位開關(guān)產(chǎn)品后,該團隊人員聯(lián)系到計為自動化。經(jīng)過雙方多次溝通、試驗,并在計為自動化技術(shù)工程師與該學(xué)院教授團隊的共同努力下,克服了安裝位置苛刻、現(xiàn)場磁場較強、現(xiàn)場環(huán)境溫度較高等重重困難,使得計為Tube-11振棒料位開關(guān)成功應(yīng)用在該集團氧化鋁料倉的料位測量中(現(xiàn)場應(yīng)用情況如圖2所示)。計為Tube-11振棒料位開關(guān)使用至今,很少發(fā)生被砸彎,從未出現(xiàn)過誤報警現(xiàn)象,其可靠的性能和過硬的質(zhì)量,遠超業(yè)主預(yù)期,令用戶贊不絕口。

氧化鋁料位測量神器——計為振棒料位開關(guān)

圖2 現(xiàn)場圖片

  相比其它料位開關(guān),計為Tube-11振棒料位開關(guān)為何有如此不俗的表現(xiàn)呢?
  這是因為,Tube-11振棒料位開關(guān)作為計為自動化自主研發(fā)的國內(nèi)首款基于雙管設(shè)計的振棒料位開關(guān),其振動探頭采用獨特的內(nèi)外嵌套設(shè)置的雙管設(shè)計,通過內(nèi)外振動管的諧振頻率調(diào)節(jié)到完全一致,使得產(chǎn)品具有極高的檢測靈敏度和可靠性,最低測量密度可達0.02g/cm3。與其他料位開關(guān)相比,計為Tube-11振棒料位開關(guān)具有如下特點和優(yōu)點:
  1.內(nèi)外雙管探頭設(shè)計,國內(nèi)首創(chuàng),極大地提高了抗掛料能力;
  2.探頭采用一體式結(jié)構(gòu),所用不銹鋼壁厚較厚,加長管的直徑較大,抗沖擊、不易砸彎變形;
  3.耐高溫設(shè)計,最高可達250℃。有些元器件采用汽車級標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,環(huán)境溫度可達80℃,大大提高了儀表在高溫現(xiàn)場下應(yīng)用的可靠性;
  4.大量采用低溫漂、高精度電子元器件,在電路和軟件設(shè)計上按SIL認(rèn)證要求加強可靠性設(shè)計;
  5.電路部分模塊化設(shè)計,并且用灌封膠封裝;
  6.按照SIL認(rèn)證要求設(shè)計的軟件,具有多種自動檢測、自動診斷、自我修復(fù)等功能,能夠準(zhǔn)確定位故障信息,提高故障檢測效率,并能自行修復(fù)一般故障;
  7.在強磁場環(huán)境下,依然能夠穩(wěn)定工作。

氧化鋁料位測量神器——計為振棒料位開關(guān)

圖3 計為Tube-11振棒料位開關(guān)及探頭剖面圖

  正是由于計為Tube-11振棒料位開關(guān)所具有的一系列特點和優(yōu)點,使得計為Tube-11振棒料位開關(guān)成為目前用于氧化鋁檢測的一款可靠性極高、產(chǎn)品性能媲美進口產(chǎn)品的料位開關(guān),成功解決了長期以來困擾氧化鋁行業(yè)料位測量控制的難題,備受氧化鋁公司的青睞和認(rèn)可。


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