1.引言

酸濃作為硫酸工藝中的關(guān)鍵指示參數(shù)之一，其測(cè)量的準(zhǔn)確性關(guān)系著裝置運(yùn)行安全、尾氣酸霧排放、設(shè)備腐蝕、自動(dòng)控制、安全聯(lián)鎖等。因此穩(wěn)定準(zhǔn)確的酸濃數(shù)值，是保障硫酸裝置實(shí)現(xiàn)安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)必不可少的。

2.原理闡述

高溫酸濃儀的測(cè)量原理：傳感器內(nèi)置有兩個(gè)線圈分別是發(fā)送圈與接收圈，當(dāng)具備一定流速的硫酸經(jīng)過(guò)傳感器時(shí)，發(fā)送圈因?yàn)橥姰a(chǎn)生了電磁場(chǎng)，經(jīng)過(guò)發(fā)送圈的硫酸因電磁場(chǎng)作用產(chǎn)生了感應(yīng)電流。當(dāng)攜帶感應(yīng)電流的硫酸流過(guò)接收圈時(shí)，接收圈接收硫酸中因帶感應(yīng)電流而產(chǎn)生的電磁，進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電流信號(hào)，由導(dǎo)線導(dǎo)入儀表，經(jīng)過(guò)分析儀處理后呈現(xiàn)在酸濃儀顯示屏上

為深入了解電導(dǎo)率的計(jì)算，現(xiàn)引入以下式子： 

圖1.1 AS118非接觸電導(dǎo)率傳感器

其中K為電導(dǎo)率，Q為電導(dǎo)池常數(shù)，G為電導(dǎo)，L為兩極的距離，A為兩級(jí)的有效極板面積，I為測(cè)量電流，E為電壓。

聯(lián)立三式可得

由④易知，在兩級(jí)距離L、電壓E、有效極板面積A一定時(shí)，電導(dǎo)率K與電流I成正相關(guān)關(guān)系。

綜上所述，電導(dǎo)率的測(cè)量值一般受溫度、摻雜程度、流速與流量、電極損壞、電纜老化的影響等有關(guān)，以下我將主要從溫度、摻雜程度、流速與流量這三個(gè)方面為大家分析。

3.原因分析

溫度影響：

在硫酸工藝中，每一道工序的溫度把控都是極其嚴(yán)格的。鍋爐、換熱器、省煤器和過(guò)熱器等充當(dāng)溫度調(diào)節(jié)的角色，特此引入關(guān)聯(lián)著以上設(shè)備的余熱回收概念。如若余熱回收的局部設(shè)備換熱性能下降，由局部到整體，導(dǎo)致過(guò)程溫度相應(yīng)的升高或下降，進(jìn)而影響硫酸的電解程度，又硫酸的電解程度會(huì)隨著溫度的升高而增加，即電導(dǎo)率隨溫度的上升而上升，見(jiàn)圖3.1。

圖3.1 98%酸電導(dǎo)率與溫度關(guān)系圖

摻雜程度影響：

本文中的摻雜程度不考慮灰分，而是硫酸中因融入空氣而產(chǎn)生的氣泡，含有大量氣泡的硫酸會(huì)對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)量產(chǎn)生影響。氣泡的存在會(huì)導(dǎo)致輸出酸濃偏高，因?yàn)樵趯?shí)際測(cè)量時(shí)，氣泡在某個(gè)時(shí)間段的聚集會(huì)使得電阻無(wú)限大，由上文推理的電導(dǎo)率K與電流I成正相關(guān)關(guān)系，當(dāng)電阻無(wú)限大時(shí)，電壓不變，電流將無(wú)限小，從而使得輸出酸濃偏高。因此，在測(cè)量硫酸的電導(dǎo)率時(shí)，需要確保其中不含大量氣泡，以確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。見(jiàn)圖3.2

圖3.2 酸濃%-電導(dǎo)率S/m對(duì)應(yīng)圖

流速與流量影響：

硫酸流經(jīng)傳感器時(shí)，如若其流速、流量不定，且沒(méi)有相應(yīng)的緩沖、定量設(shè)備使流過(guò)傳感器的硫酸實(shí)時(shí)處于穩(wěn)定狀態(tài)，一定程度上會(huì)影響傳感器的數(shù)據(jù)采集進(jìn)而導(dǎo)致酸濃分析儀的曲線波動(dòng)，測(cè)量失準(zhǔn)。當(dāng)流速過(guò)低時(shí)會(huì)造成“工藝延遲”現(xiàn)象；當(dāng)流速過(guò)快時(shí)電導(dǎo)電極有一個(gè)沖擊壓力從而造成“氣穴效應(yīng)”，長(zhǎng)期使用會(huì)影響電極靈敏度和使用壽命；而適宜的流速與流量不僅減少氣泡的產(chǎn)生，還保證了酸濃儀測(cè)量的準(zhǔn)確性。

4.小結(jié)

在解決高溫酸濃儀測(cè)量故障時(shí)，我們所關(guān)注的更應(yīng)該是待測(cè)硫酸，首先最需要的是排查溫度、摻雜程度和流速與流量。而一般常見(jiàn)的設(shè)備老化、電極靈敏度下降、電路破損等常見(jiàn)原因，以下幾點(diǎn)是常見(jiàn)的長(zhǎng)期使用可能會(huì)導(dǎo)致酸濃儀測(cè)量故障發(fā)生的原因及解決辦法：

①傳感器因酸腐蝕，導(dǎo)致?lián)p壞。見(jiàn)下圖4.1，圖4.2。

圖4.1

圖4.2

②電纜、電路與設(shè)備老化或破損?？芍苯痈鼡Q，如若電纜經(jīng)檢查后無(wú)明顯破損，考慮內(nèi)部線路檢修。

③校正數(shù)據(jù)設(shè)定錯(cuò)誤。酸濃儀內(nèi)置的校正參考數(shù)據(jù)設(shè)置有誤，需要重新設(shè)置。

④內(nèi)置溫度傳感器老化或損壞。一般酸濃儀會(huì)內(nèi)置溫度傳感器來(lái)作為溫度補(bǔ)償或調(diào)節(jié)，如果溫度傳感器損壞，同樣導(dǎo)致酸濃儀測(cè)量故障的發(fā)生。