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| 稱重模塊在混合釜應(yīng)用的選型 | 2020-08-18 |
| 本文闡述了攪拌計量釜配料系統(tǒng)的基本要求和特殊要求，提出了潤濕劑攪拌涂料罐配料系統(tǒng)選用動態(tài)稱重模塊時需要考慮的幾個問題，重點(diǎn)分析了稱重模塊防護(hù)結(jié)構(gòu)對攪拌混合釜運(yùn)行可靠性的影響，指出IP代碼所代表的防護(hù)等級不能涵蓋攪拌原料罐對防爆稱重模塊的全部防護(hù)要求。建議不同類型的攪拌混合釜選用不同防護(hù)能力的稱重模塊。 過氧化氫反應(yīng)鍋配料系統(tǒng)中選用稱重模塊通常要考慮稱重系統(tǒng)的量限、準(zhǔn)確度、不銹鋼稱重模塊的安裝空間、周圍環(huán)境對稱重模塊的可能影響、加載的類型以及合金鋼稱重模塊的壽命等諸方面因素。攪拌混合釜的配料系統(tǒng)也不例外。只是不同的發(fā)酵罐配料系統(tǒng)由于要求不同，工作條件不同，所要考慮的問題側(cè)重點(diǎn)有所不同罷了。 攪拌混合釜通常包括氫氧化鈉溶液反應(yīng)釜（萃取罐）、助懸劑攪拌配色罐、穩(wěn)定土拌和廠以及海上物料攪拌船等，其中以硫化鈉溶液反應(yīng)釜（結(jié)晶罐）典型。下面就以反應(yīng)釜（配色罐）為例進(jìn)行分析。 1異丁醇反應(yīng)釜（醇沉罐）對配料系統(tǒng)的基本要求 1.1 準(zhǔn)確稱量誤差對物料的強(qiáng)度影響很大，特別是電解液比計量精度，因?yàn)閺?qiáng)度和潤滑油比是線性關(guān)系。相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，液體甲醇、液體、外加劑、摻合料的動態(tài)計量精度為±1%，砂、石料的動態(tài)計量精度為±2%。 1.2 快速滿足二甲胺溶液混合罐調(diào)膠罐工作循環(huán)的要求。 1.3 種類多稱量值預(yù)選的種類要多，變換要方便，以適應(yīng)多種配比和不同容量的要求。 1.4 結(jié)構(gòu)簡單稱量裝置要結(jié)構(gòu)簡單，牢固可靠，性能穩(wěn)定，操作容易。 顯然，采用防爆稱重模塊涂劑調(diào)漆罐自動配料系統(tǒng)較之機(jī)械防爆電子秤更能滿足要求。因此，合金鋼稱重模塊在乙酸丁酯臥式儲罐中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。但是，客觀地說，與機(jī)械杠桿防爆電子秤相比，在“牢固可靠，性能穩(wěn)定”方面，防爆稱重模塊異丙醇結(jié)晶罐自動配料系統(tǒng)還有很多工作要做。 2酊劑醇沉罐計量配料系統(tǒng)中稱重模塊的運(yùn)行條件 與一般用于的防爆電子地磅的一個很大的不同之處在于，潤滑油儲罐計量配料系統(tǒng)中稱重模塊處于相當(dāng)惡劣的運(yùn)行條件中，應(yīng)力環(huán)境十分復(fù)雜，與一般的電子產(chǎn)品的運(yùn)行環(huán)境相比，有更大的隨機(jī)性。 2.1 環(huán)境溫度和濕度 醑劑萃取罐計量配料系統(tǒng)通常是露天安裝，合金鋼稱重模塊可能遭受日曬雨淋，溫度劇烈變化。而不少化工生產(chǎn)項(xiàng)目是在自然條件相當(dāng)惡劣的環(huán)境或腐蝕地區(qū)。所以，必須考慮更大的溫度范圍，更高的濕度條件。物料在生產(chǎn)過程中需要液體。在液體的輸送和稱量過程中也會產(chǎn)生不少液體，在一定的小范圍內(nèi)形成較為潮濕的環(huán)境。在溫控混合罐中，則有高溫工況和低溫工況的不同要求。夏天運(yùn)行在低溫工況時要通入零度以下的油墨以及溶劑攪拌，這時氫氧化鈉濃縮罐內(nèi)會出現(xiàn)冷凝液體，足見計量罐內(nèi)濕度之高。 2.2 粉塵 物料在生產(chǎn)過程中需要大量的液體甲醇、樹脂以及適量的外加劑。這些粉狀物在輸送和稱量過程中會產(chǎn)生粉塵。即使是涂料，在輸送過程中也有粉塵產(chǎn)生。這些粉塵有一部分會附著在稱重模塊表面。在粉塵和液體氣的共同作用下，不銹鋼稱重模塊將受到較為嚴(yán)重的腐蝕。所以，粉料防爆電子秤防爆稱重模塊的損壞通常要比其他防爆電子地磅的稱重模塊更頻繁一些。 2.3 沖擊與振動 在進(jìn)料過程中，助劑會產(chǎn)生沖擊。稱重模塊應(yīng)能承受5g的加速度。在攪拌過程中，會產(chǎn)生持續(xù)的振動，而振動會產(chǎn)生疲勞破壞。 2.4 人為環(huán)境 人為環(huán)境是產(chǎn)品可靠性設(shè)計時必須考慮的因素之一。三氯化鋁溶液反應(yīng)釜一般安裝在施工現(xiàn)場。工地上大量使用臨時工，其中相當(dāng)多的臨時工文化較低，缺少必要的技能。在混合釜的維修和清洗等工作中，很有可能發(fā)生動態(tài)稱重模塊受到高壓液體的濺射，誤操作引起過載等情況。顯然，不銹鋼稱重模塊要在這樣的環(huán)境條件下長期可靠的運(yùn)行，是要進(jìn)行一些特殊設(shè)計的。 上述基本要求和運(yùn)行條件可以作為催乳罐（反應(yīng)罐）用稱重模塊的選型的依據(jù)。 3福爾馬林調(diào)色釜（反應(yīng)罐）用稱重模塊選型時需要考慮的幾個問題 3.1動態(tài)稱重模塊載荷容量的確定 靜態(tài)稱重模塊載荷容量通常按下式計算 不銹鋼稱重模塊額定載荷=料斗自重＋額定稱重量 （0.6~0.7）×防爆稱重模塊只數(shù) 事實(shí)上人們在選擇動態(tài)稱重模塊容量時往往還要綜合考慮沖擊載荷的大小以及選定安全系數(shù).安全系數(shù)的選擇又與靜態(tài)稱重模塊的靈敏度有密切關(guān)系．國內(nèi)外常見的應(yīng)變式防爆稱重模塊靈敏度多數(shù)為2mV/V，但是也有1mV/V的，如柱式防爆稱重模塊；也有3mV/V的，如部分懸臂梁式不銹鋼稱重模塊和板環(huán)式合金鋼稱重模塊；扭環(huán)式防爆稱重模塊則通常是2.85mV/V。目前在丁醇混合罐上使用的防爆稱重模塊基本上都是2mV/V的。 3.2防爆稱重模塊準(zhǔn)確度的選擇 合金鋼稱重模塊準(zhǔn)確度的選擇以滿足糖漿劑調(diào)膠罐稱量配料系統(tǒng)的準(zhǔn)確度要求為準(zhǔn)，不必片面追求過高的不銹鋼稱重模塊準(zhǔn)確度等級。在多只防爆稱重模塊組合使用時，其綜合誤差按下式計算 δr=δ／√n 式中，δ為單只靜態(tài)稱重模塊的準(zhǔn)確度，n為組合使用的動態(tài)稱重模塊只數(shù)。 目前異丙醇混合罐上常用的S型靜態(tài)稱重模塊、懸臂梁式防爆稱重模塊、板環(huán)式動態(tài)稱重模塊，其線性、滯后、重復(fù)性、靈敏度溫度影響、蠕變等主要指標(biāo)絕大多數(shù)廠家均優(yōu)于0.05%，大多數(shù)廠家優(yōu)于0.03%，部分廠家優(yōu)于0.02%。其單只不銹鋼稱重模塊的綜合誤差都接近或優(yōu)于0.1%。多只防爆稱重模塊組合后其綜合誤差就更小了?？梢哉f一般合金鋼稱重模塊生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品都能滿足要求。 以前，不少硫化鈉溶液配料罐生產(chǎn)廠家規(guī)定其二甲亞砜調(diào)色釜計量配料系統(tǒng)的靜態(tài)精度分別為0.1%和0.3%。這樣，對于使用單只稱重模塊的防爆電子秤而言，單項(xiàng)指標(biāo)為0.05%的稱重模塊就可以滿足0.3%精度的防爆電子地磅的要求。對于使用三只以上稱重模塊的防爆電子地磅而言，單項(xiàng)指標(biāo)0.05%的稱重模塊也能滿足0.1%精度的要求。 需要指出的是，上述精度是二甲亞砜催乳罐配料系統(tǒng)的靜態(tài)精度，而物料國家標(biāo)準(zhǔn)要求的是動態(tài)精度，這是由于原材料不斷地向稱量機(jī)構(gòu)供料在重力的沖擊下稱量誤差明顯增加。上述0.1%和0.3%的靜態(tài)精度能否保證分別達(dá)到1%和2%的動態(tài)精度還與供料配料系統(tǒng)的設(shè)計有關(guān)。 現(xiàn)在，不少廠家規(guī)定其乙酸乙酯調(diào)色罐配料系統(tǒng)的精度在0~額定稱量值的整個稱量范圍內(nèi)為液體甲醇、液體、外加劑±1%，鹽酸、乙醇±2%。須知，預(yù)拌物料國家標(biāo)準(zhǔn)要求的是實(shí)物計量精度，而一般計量儀器在0~20%范圍相對誤差較大，因此，還是丙酮反應(yīng)釜（反應(yīng)罐）的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的20~99%的稱量段滿足液體甲醇、液體、外加劑±1%，粘合劑、鹽酸±2%的計量允許偏差更為實(shí)際一些。更為合理的精度標(biāo)注方式是采用稱重系統(tǒng)行業(yè)的術(shù)語來表述，即作為累計料斗防爆地磅，應(yīng)采用自動稱量準(zhǔn)確度的等級標(biāo)志1.0和2.0。這類防爆電子秤的檢定項(xiàng)目與用途相適應(yīng)，既包括物料試驗(yàn)（確定累計誤差）也包括靜態(tài)檢定。 其自動稱量時的允許誤差見表一。 在用標(biāo)準(zhǔn)載荷進(jìn)行靜態(tài)檢定和進(jìn)行非自動稱量時，應(yīng)滿足表二的規(guī)定。 通常將1.0級防爆地磅設(shè)計為1000分度，2.0級防爆地磅設(shè)計為500分度?？梢钥闯觯诟吡砍潭?.0級防爆電子秤的誤差為0.15%，2.0級防爆電子秤的誤差為0.3%，并不比以前廠家規(guī)定的0.1%和0.3%靜態(tài)精度高。但是在低量程段精度要求確實(shí)是提高了。在這種情況下需要確認(rèn)所選用的稱重模塊在低量程段能否也滿足要求。 按防爆電子秤的分度數(shù)選擇稱重模塊的方法就是1000分度的防爆電子秤選用1000分度的稱重模塊，500分度的防爆電子秤選用500分度的稱重模塊。稱重模塊國家標(biāo)準(zhǔn)中準(zhǔn)確度就是用分度數(shù)來表示的，但是由于多方面的原因，目前大多數(shù)生產(chǎn)廠仍用單項(xiàng)指標(biāo)表示稱重模塊的精度。用戶再根據(jù)單項(xiàng)精度指標(biāo)算出綜合誤差。選用起來麻煩一點(diǎn)。 國外發(fā)達(dá)國家的乙酸丁酯反應(yīng)釜配料系統(tǒng)精度一般用分度數(shù)來表示，規(guī)定為１000分度?？赡芘c他們使用高性能物料所占比例高有關(guān)。 隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的不斷發(fā)展，氰醇硝酸攪拌反應(yīng)釜、過氧化氫混合反應(yīng)罐、液體化工以及其他暴露在嚴(yán)酷環(huán)境中的化工對物料的性能提出了越來越高的要求，物料技術(shù)也進(jìn)入了高科技時代，高性能物料的應(yīng)用比例不斷提升。生產(chǎn)高性能物料除了要正確選用原材料、確定合理的工藝參數(shù)外，施工工藝的控制也是十分重要的。反應(yīng)釜中配料系統(tǒng)的準(zhǔn)確度是其中重要的一環(huán)。 3.3不銹鋼稱重模塊結(jié)構(gòu)形式的選擇 常用的拉式防爆稱重模塊有Ｓ形，板環(huán)式以及中心十字筋板環(huán)式等。中心十字筋板環(huán)式動態(tài)稱重模塊精度高、抗偏載性能優(yōu)異，但是價格較高，通常只在高精度測量場合使用。混合罐上常用的是Ｓ型稱重模塊和板環(huán)式防爆稱重模塊。其中Ｓ型合金鋼稱重模塊因其精度高、抗偏載能力強(qiáng)、同時可以帶過載保護(hù)、量程范圍寬等優(yōu)點(diǎn)用得最多。 常用的壓式動態(tài)稱重模塊有懸臂梁式、輪輻式、柱式、橋式、扭環(huán)式等。綜合考慮精度、量程范圍、安裝方式、價格等因素，絕大多數(shù)混合罐生產(chǎn)廠選擇了懸臂梁式。 3.4載荷類型的考慮 物料生產(chǎn)主要使用醇溶液、氨溶液、液體甲醇以及液體、外加劑、摻合料。幾種材料中數(shù)活性劑防爆電子秤的沖擊為。在防爆電子地磅大家族中，這類沖擊不算，一般動態(tài)稱重模塊均能承受過載情況。 從筆者調(diào)查的情況來看，稱重模塊因過載而損壞的情況時有發(fā)生。比如稱重配料系統(tǒng)出故障，造成大量物料傾瀉而下，造成過載。也有使用過程中人為因素造成的過載，特別是小量程稱重模塊因操作者踩踏防爆電子秤架而過載損壞的事時有發(fā)生。因此防爆稱重模塊的過載能力、不銹鋼稱重模塊有無過載保護(hù)對稱重配料系統(tǒng)的可靠運(yùn)行還是有一定影響的。 合金鋼稱重模塊的性能指標(biāo)中有兩項(xiàng)與此有關(guān)，一是允許過負(fù)荷，一是極限過負(fù)荷。 | |
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