论文.一种PH计实时按装测定法.doc

PH计加装取样装置在我公司的使用效果作者李勇单位自动化仪表车间 摘要本文以我公司制酸车间阴阳极保护管式浓硫酸冷却器、净化板式换热器处所使用的PH计两年来的运行情况为例，对复合PH计传统的在线测量模式所存在的弊端进行了阐述，并主要就为解决PH计传统的在线测量模式所存在的弊端而设计的一种检测点取样装置的设计思路、设计性能、工作原理和使用效果做了详细说明，并就该方法和装置的推广前景和经济效益做了尝试性的探讨。关键词设计 非管道安装 准确度高 随时维护 电极使用寿命长。引言随着我国工业生产的发展，PH酸碱度在线检测仪表逐渐被应用于越来越多的行业和领域中，特别是大型冶金、化工、矿山、食品制造等行业和环保监测、污水处理等领域，对PH酸碱度在线检测仪表的使用更加广泛和普遍。目前，制造技术较为成熟、应用较广的PH酸碱度在线检测仪表是复合PH计电极。复合PH计电极因其精度较高、安装较为方便且一般都配有智能式的PH变送器而成为众多生产企业的一致选择。例如我公司制酸车间阴阳极保护管式浓硫酸冷却器、净化板式换热器处所使用的PH酸碱度在线检测仪表就是瑞士梅特勒-托利多公司制造的PH计。虽然PH计因其测量精度较高、操作较为简单、安装较为方便而在目前PH酸碱度在线检测领域中一枝独秀，但由于复合PH计电极工作原理的自身限制、制造材料的有限选择、在线测量的客观要求、被测介质的不稳定性和工作环境的不利影响，复合PH计电极在实际使用中存在着工作周期短、稳定性差、易损坏、使用和维护成本高的问题。针对上述问题，本文作者设计了一种安装简单，维护方便的取样检测装置，变复合PH计电极传统的在线直接测量模式为在线取样测量。该装置在保证在线测量的实时性，提高检测准确性和稳定性的同时，有效延长了复合PH计电极的使用寿命，降低了维护成本。该装置在我公司制酸车间一年多的在线使用中，得到了使用部门的认可。现就复合PH计电极传统的在线测量模式所存在的弊端，取样装置的设计性能、工作原理、使用效果、推广前景等做以下论述，望与领导和广大同仁共同交流与研究。 一、复合PH计电极传统的在线测量模式所存在的弊端的分析目前，在复合PH计电极的安装设计与实际使用中，其安装方法基本上都是直接安装于被测介质流经过的管道上，其测量模式为直接在线测量，这种方法PH电极在短时间容易结垢，在工作时无法正常维护，对PH电极清洗带来不便，大大缩短PH电极的使用寿命，给企业增加了成本，也给设备带来不安全因素（见图1）。 图1 图1为我公司焙烧制酸车间所使用的复合PH计电极初始设计与使用的安装示意图，其所表示的安装与测量方法，安装过程比较简单，同时保证了PH计电极与被测介质实时直接接触，满足了在线测量的使用要求，在初始安装使用时具有较高的测量精度，是目前复合PH计电极普遍的安装方法。但复合PH计电极的这种安装方法与测量模式在各企业的实际产与使用中，仍存在以下的生问题与不足：1. 复合PH计电极正常工作周期短，标定维护频繁。传统的PH复合电极，都是直接安装在设备管道上进行测量的，因PH复合电极长期至于水中，传感器上容易产生碳酸钙和碳酸镁结垢，不能达到复合PH电极的检测要求，PH变送器也就无法显示准确数值。为了设备正常安全运行，PH复合电极必须随时保养维护，校对。2. 维护操作不便，不能随时进行检修，降低仪表使用效能。复合PH电极直接安装于被测介质的管道上，仪表的拆卸检查等维护操作就受到了现场工况的直接影响。如果PH电极出现了问题，但管道中仍有介质在工作，则检修无法进行，这就造成了仪表因无法及时检修而降低了仪表使用效能、甚至影响正常生产的情况的发生。3. 受被测介质工艺状况的影响大，PH电极容易受损，使用维护成本高。复合PH电极是玻璃材质，探头部位又十分精密，且是直接检测，所以对被测介质测量区工艺状况的稳定性要求较高，如果工艺状况不稳，PH电极就很容易受损， 直接增加了使用维护成本。二、复合PH计电极检测点取样装置的作用 1. 复合PH计电极传统在线测量模式所存弊端的解决思路。为解决复合PH计电极传统在线测量模式所存弊端，可在复合PH计电极检测点处加装取样装置，将传统的PH复合电极直接安装测量法改为间接在线取样测量法。具体做法是：依据检测要求在被测介质管道上设置取样点，在取样点处焊接10公分1/2/钢管并接球阀为取样阀，使PH计电极在维护时可无关介质状况而自行拆卸，同时确保安全，方便操作，控制被测介质的压力。然后用1/2/PVC进水管与PH复合电极检测装置连接，构成复合PH电极在线取样测量系统装置。被测介质经取样管直接流到PH复合电极上，保证了PH酸碱度检测的连续性与实时性，检测过的循环水经取样箱即时排出并可回收利用。此装置在我公司制酸车间投入使用近2年半，准确可靠，维护简单方便，使用效果明显，检测示意简图见图2。图22.取样装置的工作原理、功能和设计结构。（1）工作原理：该取样装置的工作原理为通过取样管对被测介质进行在线取样，被测介质通过取样管持续不断的流经PH计电极探头，实现PH计的实时检测，变PH计的在线直接检测为在线取样检测。通过加装该装置，既满足了复合PH计实时在线检测的工作要求，又革新了复合PH计电极的安装模式，有效改善了PH计电极的工作环境，从而大大保证了复合PH计电极工作的稳定性并延长了复合PH计电极的使用寿命，降低了使用和维护成本。该装置的工作过程是：首先将测量固定板放入测量装置保护箱上面，打开一、二次取样阀，被测工艺管道中的循环水通过一次DN15取样阀、DN15PVC进水采样管、二次取样阀后，在经过直径为6的聚四氟分支软管，经直径为2毫米的双喷嘴喷出，将带压循环水冲刷到PH电极检测点两端，进行对循环水PH值实时检测。为了保证循环水与PH电极充分接触，使PH值显示更加准确，两个喷嘴至PH电极的距离以实际情况调节。二次取样阀的作用是，为了方便调节循环水冲刷PH电极的压力大小，避免PH电极结垢，确保PH电极清洁。喷嘴排水量很小，排出的水经DN25废液管排出再次利用。（2）装置功能：该装置各关键部件都选用了防腐抗磨的复合PVC材料，正常使用周期可达十年以上。同时，该装置自身结构简单，维护方便、并极大的提高了PH计检测的准确率和稳定性、降低了PH电极的受损率、降低了PH电极使用成本、保护了设备安全运行。因此，该装置具有有效延长复合PH计工作周期，提高复合PH计电极的工作稳定性，降低复合PH计电极使用成本、减轻复合PH计电极维护工作强度的功能，同时该装置自身工作稳定、使用寿命长、维护成本极低。（3）设计结构：该装置的设计结构见图3。 图 3依据图中设计，在安装现场实际条件的允许下，该装置取样管尽可能短些，避免测量值滞后时间长的问题，PH电极信号线与PH变送器输入信号端相连接。该装置所用一次阀门选用优质不锈钢球阀，二次阀选用PVC材质球阀，测量装置保护箱用2毫米厚PVC板焊接制作，测量固定板用5毫米厚PVC板制作，具体尺寸可视现场安装位置的情况而定。三、本装置的推广前景本装置设计结构简单，使用材料常见，加工工艺要求不高，因此，中小型加工制造企业和大中型工业企业的机修单位等都可以制造生产。所以，该装置以其优越的工作性能、极低的制造、使用成本和广泛的使用需求而在PH酸碱度在线检测仪表制造行业和广大使用复合PH计的化工、冶金、矿山、食品制造等大中型企业中具有广泛的推广应用前景。该装置在未来各大中型工业企业中的广泛应用，可大大的增加各工业企业工艺生产的稳定性和安全性，有效降低各企业复合PH计的使用维护成本，减轻维护工人的劳