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Intecont Plus质量流量计在干法腈纶生产中的应用

来源：昆山科尔源仪器仪表有限公司   2025年07月02日 07:37  
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      科里奥利质量流量计直接测量流体的质量流量，适用于液体、气体、两相流等流体的测量[1]。现以干法腈纶生产中A- 7聚合物的质量流量的测量，介绍SCHENCK公司的Intecont Plus流量计测量粉末颗粒状固体A- 7聚合物的应用情况。

      1 工作原理及硬件结构

      粉末颗粒下落至恒速水平旋转的轮盘上并沿边缘飞出时，轮盘转动力矩的变化与飞出颗粒的质量流率成正比。测量力矩的变化，就能够准确测量流体流率。Intecont Plus质量流量计就是基于上述原理工作的，其结构如图1所示。

      测量轮采用旋转垂直悬空安装，在测量电机带动下恒速旋转。测量电机将其力矩经传递杆传给测力传感器。系统通过力矩和速度传感器获取的测量轮速度计算出物料的现行流率。

      2 在干法腈纶生产中的应用

      干法腈纶是以二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂的二步法生产工艺。丙烯腈（AN）、丙烯酸甲酯（MA）和苯乙烯磺酸钠（SSS）通过加聚合成反应生成A-7聚合物，A-7聚合物经过烘干处理后以0.1%左右含水的粉末颗粒状态作为溶质。在混合生成纺丝原液过程中，A- 7聚合物的流量计量是保证原液质量进而决定干法腈纶质量的生产控制关键环节。生产过程中A-7聚合物的正常控制流量为3800kg/h（流量计位号WIT5519）。为保证产品质量设置400kg/h偏差联锁，腈纶厂选用了S40型Intecont Plus质量流量计进行A-7聚合物的测量。

      2.1 设备安装

      Intecont Plus质量流量计现场设备本体要单独安装固定平台，并极力避免相关工艺流程管线的振动影响。根据干法腈纶工艺生产流程的需求，质量流量计安装在计量料仓螺旋给料器（聚合物喂料器）的出口处。流量计物料入口通过软连接与之相连，流量计出料端同样采用软连接方式连接至下流程的马克（Marco）混合机。质量流量计物料入、出口均采用软连接安装方式，有效避免相关装置机械振动可能引起的计量精度影响。同时在系统中设置氮封以避免马克混合机中热DMF挥发产生的气体影响。

      质量流量计控制盘安装于仪表控制间以避免干扰。控制盘至现场测量设备的电缆分为电机动力缆和仪表信号缆。仪表信号缆采用专用多芯屏蔽电缆，用于速度传感器、测力传感器以及激励信号等。

      2.2 程序设定

      Intecont Plus质量流量计程序包括显示程序、维护数据程序、参数编程等，其中编程和校正功能程序通过更多子菜单完成。该质量流量计具有批量控制和连续测量2种方式，作为A-7聚合物的测量仪表采用连续测量方式。其程序如图2所示。

      2.3 参数组态

      参数组态实现Intecont Plus匹配于生产中的实际对象，采用的Intecont Plus程序包含有A01-Q08的15个功能块80个参数。根据聚合物控制的流率等需求，对参数进行选择赋值，对打印等设置采用缺省值予以设定。

      2.4 零点设置

      零点的调整在通电稳定运行20min进行，调整测力传感器安装位置达到测量电机空载运行时力矩为0.6N•m左右，再调整校正程序中的皮重参数保证测量值为0N•m，进行这样的设置以避免测量轮运行摩擦力及传感器本体初始零位测检对聚合物质量流量计量的影响。

      设备初次安装或检修期后进行上述的零点调整。正常情况下的维护一般在工艺停止喂料后，继续保持测量电机的正常运转，检查零点是否正常，若偏差大，则通过启动自动调零程序完成。空载运行时力矩值一般控制在0.4~1.0N•m，否则调整测力传感器。

      2.5 运行状况

      Intecont Plus质量流量计作为聚合物测量控制的重点联锁仪表，直接关系着原液质量和纺丝生产平衡，稳定运行至关重要。在设备安装投用初期，流量计多次发生零点漂移以及测量值不稳定联锁停车事故。设备解体发现主要原因为聚合物块料堵塞测量轮和旋转轴进料所致，而聚合物含水不稳定、湿度大是造成这一原因的关键因素。措施：保证聚合物含水稳定在0.1%左右后，避免了问题的再现。

      Intecont Plus流量计更新运行以来安全稳定，只在2004年5月更新了1只测力传感器，其余各部件运行良好。日常维护时主要进行设备的清理及自动调零工作。聚合物流量测量准确，达到了理想的使用效果。

      常见问题分析：① 测量轮超载：测量轮垂直悬空安装，转轴与夹套间的配合极其严格，物料进入其间会使测量产生虚假的附加力，进而导致测力传感器受到过载力而报警。出现此情况时需进行旋转轴的维护清理。② 测量轮速度：S40型质量流量计的测量轮与电机转速一致，额定转速690r/min。为保护测量设备，参数组态中设定正常运行时转速不低于额定值的90%。当系统测得的转速低于设定时系统停车报警。一般可能的原因有：给料突然过多导致流量计堵塞；旋转轴进聚合物阻塞；速度传感器故障；电机电源故障及电机本体故障。③ 流率大于值或小于最小值：实际物料的流率落于设定极值之外时，系统予以报警。参数组态时要根据工艺控制的流率选择合适的参数极值，避免误报警。④ 皮重纠正：调零极限值超出自动调零设置时，系统予以报警。应检查、调整测力传感器位置并予以重新校正。

      影响测量精度的因素：① 现场安装平台的振动和位移：平台振动产生的任何加速力≤0.1kg并作用于测量系统不会影响计量精度；平台的位移若引起装置倾斜，则会极大地影响系统计量精度。② 测量系统的氮气流及氮气压力：氮气流在装置中可模拟1个质量流率，因此装置中氮封系统必须稳定，并保持良好的氮气压力，否则可导致计量误差。③ 测量轮粘料：含水高的物料极易导致测量轮粘料，适度均匀的粘料不会影响系统的计量精度，良好的物料含水控制及定期检查测量轮状况可避免测量轮粘料和磨损，测量轮的磨损将产生计量误差。④ 物料脉动流：物料脉动流入会产生与振动相关的载荷，从而降低计量精度。

      3 结语

      （1）Intecont Plus质量流量计成功应用于干法腈纶生产，实现了聚合物流率的精确测量。
      （2）质量流量计性能稳定，精度高，免维护。
      （3）设备机械部分精密，技术要求高，维护质量的高低直接影响设备的测量。设备运行中应尽可能分析运行参数，促进设备的长期稳定运行。

      参考文献

      [1] 肖素琴，韩厚义.质量流量计[M].北京：中国石化出版社，1999

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