真空制鹽是當今世界普遍采用的現代化制鹽方法，指鹵水在不同真空壓力狀態下的蒸發罐中進行蒸發，逐級濃縮\結晶制鹽的過程。制鹽過程中，核心工序是蒸發，生產中通過蒸發罐中液位變化計算水分蒸發量，并達到控制溶液濃度的目的。生產中，強腐蝕\結晶堵塞\真空\高溫同時存在，導致現場液位測量儀表損壞率極高，生產自動化控制系統無法正常運行。論文將重點闡述真空制鹽蒸發液位的測量方法。

1、直空制鹽蒸發工藝

        真空蒸發技術起源于1812年英國糖廠的單效真空蒸發，1887 年美國將此技術用于制鹽， 194。年開始應用于中國制鹽行業。蒸發是液體表面發生汽化或溶液部分汽化的現象，蒸發時液體必須不斷吸收熱量，溫度越高蒸發越快，溶液沸騰時蒸發速度zui快。根據蒸發罐內壓力，蒸發分為加壓蒸發\常壓蒸發或負壓蒸發9在負壓下的蒸發，我們稱為真空蒸發。應用zui廣的是采用強制循環真空蒸發器9如圖 2。

        制鹽企業為提高競爭力，不斷降低成本、提高產品質量，同時滿足節能減排政策，就必須對蒸發工藝進行改進，提高自動化控制水平，使蒸發效率達到zui佳狀態。

        實行多效蒸發生產目的是為了多次重復利用二次蒸汽，以降低單位產品的能耗，有效節約能源。蒸汽利用的次數就是效數。蒸發效數越多，蒸汽用量越少，能耗越低，但效數增多，會增加設備成本。

        真空制鹽主要過程為蒸汽加熱一效鹵水，排出的二次蒸汽逐效加熱下一效鹵水。通過逐效蒸發，使鹽漿增稠，稠料液去離心機脫水，即為鹽。每一效蒸發的關鍵是控制鹽漿的濃度，而鹽漿有較強腐蝕性、容易結垢、粘結，濃度難以直接測量，通常是通過在封閉蒸發室中蒸發前后的液位比來間接控制鹽漿濃度。所以液位測量是真空制鹽zui重要的參數。

 

2蒸發液位監測

2.1原用方案分析

        用人工監測液位的方式，難以提高產品質量和生產效率，人們逐漸用“攝像視頻+雷達液位計”，實現自動化實時控制，如圖3，應用雷達液位計連續測量旁通管中的液位。

        此方案在實際應用中，因鹽漿結垢，水平連通管、旁通管經常發生堵塞問題，造成旁通管內液位假象，需頻繁停車，拆裝法蘭并清洗管道。蒸發中，鹽漿在蒸發室內因攪拌產生大量的泡沫，使雷達測量液位假象。人工清洗工作量大，生產成本高，液位測量不準，自動控制難以連續運行。

 

2.2液位監測方案改進

        隨著儀器儀表技術的發展，市場上已出現真空專用的液位變送器以及管道清洗技術，為真空制鹽蒸發液位監測提供了新思路。

        在設計、應用中，建議液位監測采用“法蘭差壓變送器、雷達液位計、窺鏡”三重組合冗余方案，確保測量的準確性、安全性、可靠性。設計與安裝方案，如圖4。

2. 2. 1方案設計說明

        1)蒸發室與旁通管間的連接管，從水平改為斜角，角度控制在20“左右，延長結垢清洗周期;

        2)在連通管上安裝沖洗環和截止閥，可定期自動清洗;

        3)在旁通管面部安裝雷達液位計;

        4)在旁通管另一側安裝20°斜角的法蘭短管，再安裝雙法蘭液位變送器，用于液位直接測量。同時在法蘭之間加裝沖洗環(結構如圖5)，沖洗環上配置沖洗用截止閥，可定期清洗;

        5）在旁通管底部可加裝一個清洗閥門，大修時可以使用;

        6)在蒸發室面部，仍安裝采光窗和視頻攝像窗;

        7)旁通管內徑建議在300 mm以上，由于蒸發液位較高，毛細管較長，建議采用DN80法蘭。

2. 2. 2方案優勢

        1)變送器可直接測量液位，消除蒸發過程中攪拌產生的泡沫對雷達測量產生的誤差，提高測量精度和產品質量;

        2)能連續準確測量液位，為生產過程實現自動化控制提供依據;

        3)雷達液位計與法蘭變送器組合，實現冗余監控，提高自動化控制系統可靠性;

        4)傾斜的連接管、法蘭短管，可以減少沉淀結垢物的堆積，也便于沖洗;

        5)配置沖洗環與截止閥相連，zui好是電動截止，用程序控制，定期對連接管、法蘭、旁通管進行清，減少管道結垢堵塞的問題，提高設備維護效率，閥洗降低維護成本;

        6)保留窺鏡，配置視頻窗口，以便觀察、安全巡視。

 

3、儀表的選擇與配置

        根據上述設計方案，還需配置合適的儀表，才能確保裝置正常運行。

3. 1雷達液位計的選擇

        雷達液位計的傳感器以波束的形式發射雷達波信號，發射波在被測物料表面產生反射，反射回來的回波信號仍由天線接收。探頭與介質表面無接觸，屬非接觸測量，具有較高的測量精度。但在真空蒸發中，因攪拌產生的泡沫較厚，雷達難以穿透，影響測量精度。

        新推出的導波雷達液位計，其傳感器探頭發出高頻脈沖并沿纜式探頭傳播，脈沖遇到物料表面會反射回來被儀表內的接收器接收，并將距離信號轉化為物位信號。導波雷達式液位計傳感器與介質直接接觸，對蒸汽和泡沫有很強的抑制能力。

        相對于雷達液位計，導波式雷達價格更低。但因其為接觸式測量，需考慮介質的腐蝕性和粘附性，而且過長的導波雷達安裝和維護非常困難。另外，導波式雷達導波桿(纜)長度根據工況固定設計和加工，沒有互換性，因此導波雷達的選型要比普通雷達復雜得多。

        型號選擇具體可參照各制造商的相關資料，如VEGA、SIMENS、SC三暢儀表等。

 

3.2變送器的選擇

        真空制鹽蒸發工段，介質具有腐蝕性、易結晶沉淀，而且環境存在腐蝕性氣體，選擇變送器時，必須考慮以下因素:

        法蘭膜片材質—鹽對不銹鋼有極強的腐蝕性，建議選擇擔材。

        殼體材質—環境腐蝕嚴重，可選擇316不銹鋼。

        沖洗環—可選擇316L。為防止結晶顆粒較大，不易排出，建議沖洗孔選擇1/2NPT。

 

        變送器類型選擇—蒸發器的高度通常在6 m以上，屬于密封容器，根據方案應選擇通徑DN80以上的雙法蘭變送器。常見多效真空蒸發，在I效、且效工作為正壓，i效、W效、V效為負壓。根據操作壓力，工效、且效可選擇標準的雙法蘭變送器，而扭效、W效、V效蒸發器，需選擇雙法蘭真空靜壓遠傳差壓變送器。目前市面上的真空專用雙法蘭變送器主要有:三暢儀表SC3051、3851、1151等、艾默生的3051S,3051C系列和重慶川儀的PDS系列。

        根據上述條件，各效蒸發液位變送器選型基本要求可參考表1。

4  結 論

        以上設計安裝方案 已在制糖 海綿鈦產業中得到成功試用 充分證明此方案可有效解決真空蒸發中因泡沫 結晶 真空 強腐蝕產生的液位測量難題

 

5  其他建議

        真空制鹽 一般采用差壓變送器配合孔板節流裝置測量蒸汽 鹵水和鹽液液位 近年來 許多廠家應用雷達液位計測量鹽液液位 但環境對碳鋼法蘭造成了嚴重的腐蝕 導致內襯 PTFE 發生變形損壞 因此 建議選擇的液位計必需內襯 PTFE 材質 并要求法蘭為 316 或 316L 材質。