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氧化鋁料位測量神器——計為振棒料位開關

  氧化鋁行業的料位測量一直是行業的一大難題,長期以來使各大生產廠商飽受困擾。而今,隨著雙棒結構設計、性能和質量過硬的計為振棒料位開關的問世,該測量難題也隨之成為了歷史,計為振棒料位開關也被氧化鋁企業譽為“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。數十年來,經過研發人員的刻苦鉆研,氧化鋁行業的工藝和技術的發展可謂突飛猛進,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所采用的主要生產工藝。其以熔融冰晶石作為溶劑,氧化鋁作為溶質,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,在電解槽內的兩極上進行電化學反應,即電解。電解氧化鋁的具體生產流程圖如圖1所示:

氧化鋁料位測量神器——計為振棒料位開關

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控。當料位達到高位時,需要給控制室一個報警信號,從而對鼓風機進行控制,達到自動化生產的目的。但是氧化鋁料位測量對于國內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、射頻導納料位開關、音叉料位開關、單棒料位開關、光電開關等料位測量儀表,均不能穩定可靠的測量,其在測量中的具體表現如下表所示:

 氧化鋁行業不同料位開關應用情況一覽表

料位開關種類

常見故障現象

阻旋料位開關

1、葉片易被砸變形;2、加長管已被砸彎;3、經常誤報警;4、使用壽命極短

射頻導納料位開關

1、探頭被砸變形;2、誤報警;3、測量不準確

音叉料位開關

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

1、探頭易被砸彎;2、誤報警

光電開關

在強磁場情況下無法使用

  經過分析,造成上述料位開關無法正常使用的原因主要是氧化鋁行業的特殊性,對料位開關的要求極高所致,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、接觸式料位開關的沖擊非常巨大,致使料位開關被砸彎變形的現象屢屢發生。
  2、現場磁場較強
  由于電解氧化鋁是通過強大的電流在電解槽內發生化學反應而成,現場的強磁場對儀表類的要求極高。
  3、生產現場環境溫度較高
  由于電解氧化鋁生產的環境溫度較高,而國內大部分廠家儀表的環境溫度范圍僅為40~60℃,在稍微高的環境溫度下不能可靠工作。
  4、現場安裝條件苛刻
  由于氧化鋁比重較大,氣力輸送過程中會產生較大的沖擊力,如果安裝位置選擇不好,那么料位開關的探頭非常容易因撞擊而受損,故選擇料位開關的安裝位置非常關鍵。一般來講,應避開氧化鋁的主氣流方向,在側面選擇撞擊方向小、但又可以檢測到物料的位置進行安裝。
  正是由于現場工況復雜,氧化鋁廠家使用的料位開關不是出現誤報警,就是儀表一到現場就被磁化從而出現死機無法工作等故障,使各生產廠家頗為苦惱。為實現氧化鋁料位測量,各廠家急需一款性能穩定、可靠性高的料位測量產品。
  不堪困擾,山東一家大型氧化鋁集團決定委托石油化工學院,希望依靠教授的專業經驗,協助其攻破該難題。就在該學院團隊一籌莫展之際,在其他行業擁有上佳表現和良好口碑的計為Tube-11振棒料位開關引起了他們的注意。
  在綜合對比眾多廠家不同類型的料位開關產品后,該團隊人員聯系到計為自動化。經過雙方多次溝通、試驗,并在計為自動化技術工程師與該學院教授團隊的共同努力下,克服了安裝位置苛刻、現場磁場較強、現場環境溫度較高等重重困難,使得計為Tube-11振棒料位開關成功應用在該集團氧化鋁料倉的料位測量中(現場應用情況如圖2所示)。計為Tube-11振棒料位開關使用至今,很少發生被砸彎,從未出現過誤報警現象,其可靠的性能和過硬的質量,遠超業主預期,令用戶贊不絕口。

氧化鋁料位測量神器——計為振棒料位開關
圖2、現場圖片

  相比其它料位開關,計為Tube-11振棒料位開關為何有如此不俗的表現呢?
  這是因為,Tube-11振棒料位開關作為計為自動化自主研發的國內首款基于雙管設計的振棒料位開關,其振動探頭采用獨特的內外嵌套設置的雙管設計,通過內外振動管的諧振頻率調節到完全一致,使得產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。與其他料位開關相比,計為Tube-11振棒料位開關具有如下特點和優點:
  1、內外雙管探頭設計,國內首創,極大地提高了抗掛料能力;
  2、探頭采用一體式結構,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、耐高溫設計,最高可達250℃。有些元器件采用汽車級標準設計,環境溫度可達80℃,大大提高了儀表在高溫現場下應用的可靠性;
  4、大量采用低溫漂、高精度電子元器件,在電路和軟件設計上按SIL認證要求加強可靠性設計;
  5、電路部分模塊化設計,并且用灌封膠封裝;
  6、按照SIL認證要求設計的軟件,具有多種自動檢測、自動診斷、自我修復等功能,能夠準確定位故障信息,提高故障檢測效率,并能自行修復一般故障;
  7、在強磁場環境下,依然能夠穩定工作。

氧化鋁料位測量神器——計為振棒料位開關

圖3、計為Tube-11振棒料位開關及探頭剖面圖

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


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