谈称重模块和质量流量计在改性沥青生产中的应用

谈称重模块和质量流量计在改性沥青生产中的应用

张新广

江苏宝利国际投资股份有限公司江苏江阴214422

摘要:随着社会的发展，国家对基础设施的加大投入，我国改性沥青的用量逐年大幅增加，对改性沥青的质量要求进一步提高，改性沥青生产过程中，基质沥青收料计量的准确性，直接影响改性沥青的质量与生产成本，设计一套操作方便、高效、节能、自动化程度较高的基质沥青收料计量系统极为迫切，本文结合我公司两套改性沥青生产装置的仪表及自控系统，分别介绍了采用质量流量计对基质沥青计量收料系统，以及采用称重模块对基质沥青称重计量收料系统。论述了其设备构成，仪表选型、安装注意事项，联锁控制原理，两种计量方式的优缺点比较。

关键词：称重模块；质量流量计量；收料计量；控制方案

沥青的感温性很强，沥青在不同的温度下可呈现出不同的形态，如液体、固体、半固体等。沥青在常温下为固态，在170℃时才有较好的流动性，但此时沥青的粘度还是比较大。在改性沥青装置的基质沥青收料计量系统中，合理的仪表选型、正确的安装方式、最佳的控制方案，对提生产效率，保证产品合格率和降低生产成本至关重要。

1、采用质量流量计对基质沥青收料计量

1.1基质沥青收料计量系统中质量流量计的选择

质量流量计可直接测量质量流量，与被测介质的温度、压力、粘度及密度无关，在改性沥青生产过程中，基质沥青收料计量系统可选择质量流量计计量。根据沥青的粘度、温度、正常流量、最大流量、最小流量选择质量流量计的口径，改性沥青生产采用导热油加热，导热油进质量量流量计伴热管的温度达250℃左右，为避免表头温度过高致使表头无法正常工作和影响使用寿命，选择分体式表头，带脉冲信号输出。目前市场占有率较高的质量流量计为艾默生、E+H等品牌。

1.2基质沥青收料计量系统中质量流量计的安装和注意事项

将质量流量计竖直安装在基质沥青收料泵出口管线上，基质沥青低进高出，使沥青介质流经流量计过程中充满流量计，在质量流量计入口下部工艺管道上安装排污阀，每次生产完成后打开排污阀，排出停留在流量计内部的沥青，这样保证了下次生产时不会因积在管道内沥青而堵塞流量计，同时减少了质量流量计预热时间和沥青结焦问题，提高了生产效率。质量流量计在工艺管线上竖直安装时使用管卡、固定支架或坚固基质墙面固定牢靠，避免在使用过程中震动，改性沥青装置一般采用导热油伴热，质量流量计制作安装好导热油伴热管路。

2、采用称重模块对基质沥青收料计量

因沥青粘度大，流动性较差，导致沥青在流量计内容易结焦而堵塞流量计，影响生产效率，在工艺设备结构允许的条件下，可选用称重模块称重对基质沥青收料计量。

2.1、基质沥青收料计量系统中称重模块的选择

计算出收料反应釜装满基质沥青后，反应釜设备和沥青的满罐毛重，根据满罐毛重选择称重模块的量程，选择原则是反应釜满罐毛重是一套称重模块的总量程的二分之一到三分之二，比如我们使用的反应釜装满基质沥青的满罐毛重是25吨，则选择总量程为45吨的一套称重模块，一个反应釜的三个支撑腿安装三个称重模块，所以选每个量程为15吨的称重模块，这样选择也考虑到了因设备震动冲击导致称重模块超量程问题。反应釜顶装有搅拌器，故选择动载结构的称重模块，目前市场占有率较高的品牌有梅特勒-托利多等。

2.2、基质沥青收料计量系统中称重模块的安装和注意事项

三点支撑具有稳定性，所以在反应釜下部安装三个支撑腿，将称重模块（三个为一套）安置在反应釜下部的三个支腿底脚，让反应釜的重力直接作用于称重模块上，三个称重模块各基础要处于同一水平面上，其水平度要求在3mm以内，称重模块顶板与反应釜支腿支撑面、底板和基础预埋件可以通过螺栓或焊接来完成，若必须焊接，注意焊机地线尽量靠近焊缝，避免焊接电流通过称重模块而烧坏称重传感器。

2.3、影响称重准确度的因素及排除措施

使用称重模块对基质沥青收料计量时，影响称重准确度主要因素是工艺管道与反应釜之间的硬连接，它导致工艺管道对反应釜产生托举力及其它外部牵引力，使反应釜不能在自由状态下承重在称重模块上，严重影响了称重的准确性。为了排除这种影响，需要将工艺管道与反应釜之间所有硬连接处割断，加装既能承受压力和较高温度，又能保证强度的金属软管，金属软带外软管伴热，使工艺管道与反应釜之间的硬连接改成了柔性软连接，减少了工艺管道对收料罐外力作用，使称重精度大大提高。

3、基质沥青收料计量控制方案

采用PLC可编程控制系统进行操作控制，称重模块仪表或质量流量计输出模拟量信号或脉冲信号，该输出信号通过PLC的模拟量输入模块或脉冲信号输入模块，在PLC可编程控制系统上显示物料实时重量或累积质量，收料之前在PLC控制系统上设定所要收料的重量或质量数值，当进料重量或质量到达预先设定值时，PLC控制系统通过开关量模块输出的开关量信号关闭收料泵，延时3秒钟后关闭泵出口收料阀，完成基质沥青计量自动收料过程。关闭收料泵后延时3秒钟关闭泵出口收料阀，是因为收料泵是容积式螺杆泵，关闭收料泵后由于惯性的作用，泵将继续运转，如果立即关闭泵出口收料阀，会导致收料泵憋压，产生设备故障。

4、质量流量计和称重模块在基质沥青收料计量应用中的优、缺点比较

质量流量计的优点：质量流量计安装简便，直接安装在工艺管道上，在测量沥青质量流量的同时，可测出沥青的体积流量、密度和温度值，测量精度高，施工安装费用低。缺点：由于沥青粘度高，低温流动性较差，容易结焦，导致质量流量计容易堵塞憋压，伴热要求高。

称重模块的优点：对其直接称重，直接获得基质沥青的重量，使用方便，不受介质温度粘度的影响。缺点：只适合用于有支撑腿和支撑脚的反应釜和收料罐，对于容积较大的不易安装支撑腿和支撑脚的储罐无法使用，工艺管道与反应釜之间必须采用金属软管柔性连接，安装麻烦，施工费用高。

结语

质量流量计和称重模块在基质沥青收料中应用各有优缺点，选择时必须结合工艺和设备实际情况，整体兼顾，合理选择，才能使仪表在生产过程中平稳可靠运行，计量准确、方便操作，为改性沥青的生产发挥更大作用。

参考文献

[1]仪表工手册（第二版）乐嘉谦主编，2004年1月第二版，化学工业出版社.

[2]PLC编程及应用(第2版），廖常初主编，机械工业出版社.