【生产实践】残碱分析仪在制浆生产线中的应用和维护

 

黄光明 先生

CEC项目管理部自控仪表安装调试专业带头人；

从事自控仪表工程管理和调试工作。

残碱分析仪是制浆生产线中测量黑液中残留碱浓度的一种分析仪器，它反应灵敏、精度高、性能稳定，在大型制浆生产线中应用较为广泛。本文对残碱分析仪的基本功能、工作原理、故障处理和日常维护进行介绍，供现场维修人员参考和借鉴。

 

1 残碱分析仪的基本组成和工作原理

1.1残碱分析仪基本组成

残碱分析仪可以连续测定蒸煮药液有效碱浓度。主要由测量管道部分、电子单元部分和传感部分组成，如图1。

 

1.2残碱分析仪工作原理

残碱分析仪是基于液体的导电率来进行测量的,在两个电极之间接通一定的电流,由于溶液中的离子在外电场的作用下分别向两个电极移动,从而两个电极之间产生一定的电动势,通过测量到的电动势和电流就可以计算出液体的电阻。其中由于离子的分解和电极之间会产生极化现象的作用,因此我们不能直接使用电源，需要使用400Hz的波形电源。如图2。

1.3残碱分析仪安装

1.3.1残碱分析仪安装注意事项

所有管道压力等级为PN25；电极之间的管道长度不要超过3m,安装的手动阀必须为球阀；在电极附近必须安装可以活动的弯头,以便于电极能容易拆装；取样阀及安装冷却器必须比测量回路低,以便测量回路的液体通过冷却器排出。如图3。

 

1.3.2残碱分析仪接线要求

4根电缆被连接在电极上,其中2根电压电缆,2根输出信号电缆;与电极连接的电缆必须连接牢固,才能保证分析仪器的正常工作。所有的电缆必须是屏蔽电缆。如图4。

 

1.4残碱分析仪信号方式

1.4.14～20mA的模拟信号

是残碱度的信号，即仪表的测量信号。

1.4.2220V报警信号

各种报警信号，比如电缆问题、管道堵塞等引起报警。

如果电子显示屏出现SELFTEST OK时,表示正常；当出现ALARM ACTIVE时表示有错误信号发生。

 

2  残碱分析仪的校准步骤

2.1残碱分析仪的优缺点

测量管设计优势：测量室足够大，目的使颗粒状残留物对测量室测量无影响；使用4根单独的电极进行测量，可以消除电极表面电阻的影响；测量管通过电极CE提供电流，并且每次测量前会自动调整电流，消除电压U_m1和U_m2的影响；电流I是400Hz的对称方波电流，以便消除极化和电解效应；电子单元用于测量电压U_m1和U_m2和电流I；黑液的电导率会随着温度的升高而升高，由于电导率与温度有一定的对应关系，因此必须安装温度传感器T,用于检测介质的温度，黑液的电导率与温度对应公式为：

式中K_m为探头常数=测量管的长度除以测量管的横截面积，C(T)为温度系数，AM300管道的K_m=193；对于旧的测量管和电子单元，探头常数可以在菜单中进行设置；电导率最大值和最小值进行比较，以4～20mA的信号输出。如图5。

 

2.2残碱分析仪的校准

方法1：每隔15min取一次样,每次校正需要取5个样品，且保证这5个样品中最低值与最高值的残碱浓度相差不超过10g/l。校正时将导电度放在X轴，浓度放在Y轴。

方法2：如果工艺不允许取到高低的5个点,就按每S/m为4g/l来校正。

2.3残碱分析仪浓度的计算公式

残碱浓度C=A×40×N/V(g/l)

C—有效碱浓度，g/l（NaOH）；

A—盐酸体积，ml；

V—原始样品体积，ml；

N—盐酸摩尔浓度，mol/l。

2.4分析仪校正的步骤（如图6）

如果显示屏出现CALIBRITION FAILED，说明其输入的参数不真实。按图6步骤校正。

 

3  残碱分析仪的操作与维护

3.1操作界面按键功能详解和各个测量点引起报警原因（图7）

 

3.2残碱分析仪报警显示

(1）当出现SELFTEST OK，表示所有的测量均正常。

(2）当出现ALARM ACTIVE，表示有测量错误参数发生。例如，当显示器ALARMREGISTER 0010000010报警时，表示NO.3与NO.9报警发生。

3.3报警详细说明

NO.1～NO.8报警是由于测量单元引起的，NO.9～NO.10报警是由于PLC引起的。

(1）ALARM NO.1表示的是液体导电度没有测量,可能引起原因为电极系统的接线是否有异常。

(2）ALARM NO.2表示的温度有异常,可能引起的原因：温度低于设置好的报警极限；管道有堵塞或者温度传感器有损坏。

(3）ALARM NO.3表示的是电子单元电路板可能出现异常。

(4）ALARMNO.4～NO.8表示各种参数已经超过极限值。可能的原因是测量电极电缆故障,或电极出现故障；还有可能是液体泄漏,或者电极过脏需要清洁等。

(5）ALARM NO.9表示I/O卡片出现故障。

(6）ALARM NO.10表示CPU出现故障。

3.4残碱分析仪仿真单元操作键说明

(1）当按键打在VAR位置时，表示可以任意调节0～500欧的电阻。

(2）当按键打在∞/EXT位置时，表示没有任何可以连接的电阻阻值。

(3）在EXT位置时,测量单元电极可以被连接使用。

(4）RS表示电流电极产生的阻值,RV表示电压电极产生的阻值。

3.5测试准备

(1）先将测量单元与电极连接的信号线接头拔掉,连上仿真单元上的接头。

(2）将温度设置在25℃,并使RS1=RS2=RS3=RS4=0,RV1=RV2=RV3=RV4=0，然后检查所有的参数表,看是否正常。如图8温度参数。

3.6外部信号检查步骤

(1）首先将仿真单元进行设置：先将开关设置于VAR位置；使RS1=RS2=RS3=RS4=0；RV1=RV2=RV3=RV4=0。

(2）将外部信号上连接毫安表。 

(3）调节RVAR电位器，使显示屏显示与低量程相同的导电度,那时检查毫安表读数是否为4mA。

(4）调节RVAR电位器，使显示屏显示与高低量程相同的导电度，那时检查毫安表读数是否为20mA。

(5）如果出现信号不正常，请检查高低量程。

 

4 结语

通过对残碱分析仪的基本结构和工作原理的了解，熟悉掌握残碱分析仪的工作性能和维修技能，在日常维护过程中对残碱分析仪巡点维护，降低残碱分析仪的故障率，使其长期稳定地运行，残碱分析仪在浆线中的应用对提高浆线的品质有很大的作用，可以大大提高生产效益；另外，通过对残碱分析仪的工作原理和维护技能的介绍，供制浆生产线的技术人员参考和借鉴。