电导仪在石墨换热器冷凝水测量中应用

摘要:根据磷酸浓缩冷凝水电导率浏定中的经验教训，介绍电导仪的浏童原理，安装位置的确定，线缆数设及参数设定，电导仪的标定、使用及维护。

石墨换热器是磷酸浓缩系统的核心设备，磷酸在管程中循环，蒸汽由壳程流过，通过热交换以达到提高磷酸酸浓的目的。蒸汽经过石墨换热器后形成冷凝水，用电导仪测量冷凝水电导率的大小，可以监测石墨换热器的运行情况，如是否有酸渗漏，石墨管是否有堵塞等，同时可以根据电导率数值的大小对冷凝水进行分类使用，达到节约用水的目的。以下简单介绍电导仪的安装与使用情况。

1 电导仪的测f原理

电导仪是利用溶液中电解质的电导性能与其浓度成比例关系这一原理构成的仪器。电导率定义为溶液的导电能力，溶液导电的载体是离子(如溶解的盐或酸)，电导仪采用两个间距固定的电极，在两电极间加一个交流电压源测量流过的电流，该电流的大小直接反映了溶液的电导率。

2 电导仪的安装

分析仪器的安装十分重要。电导仪安装位置的选择及取样方式合适与否，直接影响测量的正确性和准确性。

电导仪安装应注意以下几点:

1) 不能安装在弯管、阀门、T型管、接头等容易产生振动的物体后面;

2) 避免安装在阳光直射的地方，防止温度升高造成虚假温度补偿，影响测量精度;

3) 测量介质避免为气液两相混合流;

4) 远离磁场。

石墨换热器的冷凝水温度在70-80"C，流速大，并伴有蒸汽。在电导仪现场安装中，我们进行了多次改造，现使用安装情况如图1。对现场电导仪的安装改造过程如图2。

图 2a 的 缺点是测量腔不能充满，冷凝水对电极冲刷大，测量误差较大。

图 2b 的 缺点是测量腔太短，使用中会产生如沸腾水间歇的“璞”“璞”现象，测量波动大。

图 2c 的 缺点是测量腔直径小，有少许金属屑就会造成电极与测量腔壁短路。

图 1的 优 点:

1) 电导仪中充满冷凝水，无蒸汽，不产生脉动现象;

2) 温度降低，且变化范围小，温度补偿稳定;

3) 测量腔管径增大，长度增加，克服了有少许金属屑就会使电极与测量腔壁发生短路的现象。不足之处是稍有测量滞后，但通过减小阻尼系数和滤波系数，可以满足工艺生产需要。

3 电导仪的线缆敷设及参数设定

1) 线缆敷设。安保器主要作用是限制能量，使足以引起爆炸的能量不致进人危险场所。同时向二线制变送器提供DC24V电源，并把来自变送器的信号转换成4^-20mA电流或1-5V电压信号作为输出。在现场应用中，安保器向电导仪提供工作电源，同时将来自电导仪的信号转换为两路:一路为1-5V,作为记录仪的输人，记录仪的输出触点带动报警器进行声光报警;另一路4^-20 mA，作为变频器输人，控制泵的开启与关闭，完成系统的联锁，见图3。

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安保器与电导仪间的敷设线缆尽量采用同轴电缆，以克服线间电容影响和电磁干扰，并且电导仪须可靠接地。

2) 参数设定(以德国宝德产品为例)。参数设定包括菜单语言、工程单位、电池常数、温度补偿方式、4~ 20mA对应范围、阻尼系数等的设定。

注意 :

1) 传感器的电池常数值必须与仪器铭牌标注一致，不可更改。

2) 温度补偿。参考温度是25`C，一般选自动补偿，在自动补偿菜单中，有NaOH,N aCl,H2SO4,HNO:几种对应溶液，按对应介质选取，若无法对应某一项，选NaCl即可，它适用于质量浓度0.5 m g/L至270 mg/L的溶液。

4 电导仪的标定

4.1 溶液标定法

在实验室中用很纯的KC1配制成不同浓度的溶液，在对应的温度下，不同浓度KCl溶液的电导率可由表查出，用电导仪测量，一一对应即可计算出测量误差。

按公式 R =K/S计算出理论上电导率对应的电阻值，校验点在量程范围内均匀选取，一般不少于5个点，用标准电阻箱将电阻加在两电极间，根据显示的电导率数值即可计算出测量误差。

5 电导仪的维护

一般利用磷酸热洗时间，用50 a H Cl溶液清洗电极后，用蒸馏水冲洗干净，并对电极进行烘干除湿，保持电极无异物粘附即可。

6 电导仪的应用

2005年12月，我厂电导仪测量值波动较大，有时一个班会频繁报警并造成泵跳闸十几次，无法正常使用冷凝水。为此，我们对电导仪反复检查，并与另一台便携式电导仪比对，用质检中心分析的浓度数值进行换算，多次取样核对，确认电导仪测量无误。经过近1个月的反复试验，证实石墨换热器有渗漏现象，在中部压力波动大的情况下，管内外压力不平衡造成的冷凝水带酸。由于电导仪系统的准确测量和及时报替联锁，带酸冷凝水没有进人再利用工序，设备免受腐蚀破坏。同时对新石墨换热器的购置提供了一定的理论依据。在2006年6月份新石墨换热器投人使用前，利用电导仪控制系统，加强对石墨换热器中部压力和蒸汽量的控制，正常进行了冷凝水再使用，保证了生产需要。