前言

硫酸裝置余熱回收系統(tǒng)是利用硫酸生產(chǎn)中濃硫酸吸收SO₃放出的熱來加熱除氧水產(chǎn)生0.6MPa低壓蒸汽，約占硫酸裝置總回收熱量27%。在余熱回收系統(tǒng)運(yùn)行中，由于硫酸溫度越高對(duì)合金的腐蝕速度越快，為了減少余熱回收系統(tǒng)合金的腐蝕速率，系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行硫酸濃度應(yīng)大于99%，硫酸設(shè)計(jì)溫度為220℃，如果硫酸濃度低于99%且在高溫狀態(tài)下合金的腐蝕速率會(huì)很快。為了確保余熱回收裝置的安全運(yùn)行，在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了5臺(tái)高溫酸濃儀，以保護(hù)裝置的運(yùn)行安全和濃度自動(dòng)控制，安裝位置見表1。從安裝位置可以看出5臺(tái)高溫酸濃儀在裝置中是至關(guān)重要的，因此掌握電導(dǎo)率傳感器的測量原理能更好地解決測量問題和儀表的維護(hù) 問題。

表1 余熱回收裝置高溫酸濃儀安裝位置

傳感器結(jié)構(gòu)

電導(dǎo)率傳感器由探測頭、信號(hào)電纜、溫度補(bǔ)償熱電偶、測量管及其連接法蘭組成；探測頭采用兩個(gè)線圈，一個(gè)作為發(fā)送器，另一個(gè)作為接收器，利用保護(hù)盒將環(huán)境和過程液體完全隔離。當(dāng)發(fā)送器線圈通電，硫酸導(dǎo)電產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流與硫酸的電導(dǎo)率成正比，接收器線圈檢測電流的大小由信號(hào)電纜輸出到變送器，從而計(jì)算出硫酸的濃度；由于高溫硫酸具有強(qiáng)腐蝕性，加上絕緣材料無法承受高溫，兩個(gè)線圈不能直接浸入接觸硫酸，所以測量探頭安裝在襯有聚四氟乙烯的測量管上；為了能正常運(yùn)行使用，需要把傳感器兩端的電極法蘭用導(dǎo)線接通，當(dāng)硫酸流過測量管時(shí)，形成一個(gè)導(dǎo)電回路，如圖1所示。

圖1 電導(dǎo)率傳感器結(jié)構(gòu)圖

電導(dǎo)率傳感器測量原理

電導(dǎo)率傳感器的測量原理是采用原級(jí)和次級(jí)兩個(gè)線圈并列安裝在同一軸線上，原級(jí)線圈為發(fā)射線圈，次級(jí)線圈為接收線圈，把傳感器置于空氣中，磁環(huán)的導(dǎo)磁率U遠(yuǎn)大于空氣的導(dǎo)磁率U0，原級(jí)線圈的磁感線基本上都經(jīng)次級(jí)磁環(huán)而閉合，漏磁通非常小，因此原次級(jí)線圈之間沒有直接的耦合，這樣即使在原級(jí)線圈中通有電流，次級(jí)線圈也不能檢測到感應(yīng)電流。兩端的電極法蘭連接導(dǎo)線，若有硫酸經(jīng)過傳感器中間短管，由于硫酸的導(dǎo)電性而呈現(xiàn)一個(gè)閉合回路的狀態(tài)，在原級(jí)線圈中通過交變電流時(shí)，原級(jí)線圈磁環(huán)中的交變磁通能夠使經(jīng)過傳感器探測頭孔而呈現(xiàn)閉合狀態(tài)，硫酸產(chǎn)生交變電流，該交變電流同時(shí)也產(chǎn)生交變磁場，交變磁場又使次級(jí)線圈感應(yīng)出交變電勢，次級(jí)感應(yīng)出的交變電勢信號(hào)經(jīng)變送器處理轉(zhuǎn)換得到當(dāng)前硫酸的電導(dǎo)率，再由變送器進(jìn)一步分析后輸出為硫酸的濃度。

圖2 電導(dǎo)率傳感器工作原理圖