目前先進的聚酯生產工藝是以精對苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）為原料，生產聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）熔體和切片，從反應器數量上來劃分有三釜流程、四釜流程和五釜流程。本公司擁有自主知識產權的聚酯生產工藝和成套裝備技術，總體技術水平處于國際先進行列，采用本公司聚酯技術已建成100多套生產裝置，占國內外新增產能的75%以上。聚酯裝置由漿料配制、酯化、縮聚、真空系統、熔體輸送和切片生產等幾個主要工序組成。該公司聚酯裝置四釜流程示意圖如圖1所示。

圖1 聚酯裝置四釜流程示意圖

隨著國內儀器儀表行業的發展，聚酯裝置中大部分的溫度、壓力、流量、液位測量儀表和多數控制閥門已能滿足裝置安全、穩定、長期運行的需要，都可采用國內制造的產品，個別重要位置的測量儀表從國外引進。本文簡要介紹聚酯裝置現場儀表的選型及其安裝。

1 溫度儀表

現場溫度指示選用雙金屬溫度計。需遠傳的溫度儀表選用三線制Pt100鉑熱電阻，其精度等級為ClassA。對于熔體輸送系統夾套管道的溫度測量應選用特殊的高溫熔體溫度傳感器，其伸入管道內傳感器部分非常精小，減少了流體死角，提高了測量的靈敏度。

2 壓力儀表

就地壓力指示儀表選用全不銹鋼壓力表。遠傳信號壓力測量一般選用壓力變送器或絕對壓力變送器。對于PTA漿料、消光劑TiO₂、預縮聚和縮聚熔體等粘度高、易結晶、含大量懸浮液的介質應選用管道式化學密封件或特殊法蘭隔膜密封件。

3 流量儀表

根據裝置內不同介質的不同工況分別選用轉子流量計、渦街流量計、電磁流量計和質量流量計等。

（1）轉子流量計：對于HTM泵水冷的循環冷卻水、EG等管徑在4"以內，測量精度要求不高的清潔介質且所需量程比不大于10：1時，宜選用金屬轉子流量計。測量精度不低于±1.6%。

（2）渦街流量計：對于N2、壓縮空氣、蒸汽和除鹽水等氣體、蒸汽和清潔介質的測量，宜選用渦街流量計。測量氣體和蒸汽時精度不得低于±1.5%，測量液體時精度不得低于±1.0%。

（3）電磁流量計：對于回用EG（含有水和其它雜質）、生產水和廢水等含懸浮物的介質的測量，宜選用電磁流量計。測量精度不得低于±0.5%。

（4）質量流量計：對于參與主物料反應的EG、二甘醇、催化劑、消光劑TiO2和PTA漿料等介質的測量，宜選用質量流量計。測量精度不得低于±0.2%。

4 液位儀表

根據裝置內不同介質的不同工況分別選用磁翻板液位計，法蘭式液位變送器、電浮筒液位計、雷達液位計、振動式液位開關、浮球液位開關、放射性液位計等。其中放射性液位計不直接接觸介質，不受介質物料特性（溫度、粘度、結晶、腐蝕、狀態、沉淀或掛料等）的影響，不受容器壓力、材質、壁厚、形狀的制約，其測量方法具有很高的穩定性，幾乎免維護。聚酯裝置的縮聚反應器是臥式帶夾套的，反應器內部結構復雜，介質粘稠且溫度較高、真空度高，所以放射性液位計的工作原理非常符合測量要求。設計此料位測量系統，需要提供以下相關數據：反應器的設備詳細的外形和結構尺寸、設備的壁厚和材質、設備所有隔離層厚度和密度、需要測量的介質的液位變化范圍、容器中介質的密度和特性、氣相介質的密度、容器中是否有攪拌器或其他特殊設施、介質進出容器的位置等。聚酯裝置選擇的放射性系統配置方案為Co₆₀棒源、點探測器（閃爍晶體計數器）和轉換器（19"標準機架安裝）。因為棒源是由Co₆₀絲繞制而成的，棒源的強度分布可根據容器的形狀做相應的補償，將探測器收到的信號線性化。棒源/點探測器的安裝示意以及相應的標定曲線如圖2所示。

圖2 棒源配置示意圖

放射性液位計的安裝維護注意事項：

（1）棒源的安裝：聚酯裝置的縮聚反應釜采用的是內插式放射源的安裝方式。設備內設置一個放射源保護管，放射源通過保護管的低端放入設備內預先設定好的位置。探測器與源的距離短且射線僅穿過設備單側壁，所以所需的放射源的活度變小。

（2）探測器的安裝：探測器的中心點應與棒源的上端點及量程的滿度點安裝于同一水平線上。探測器的端窗應對準射線方向。探測器的中心點到設備表面或保溫層表面的距離大約為100mm，探測器置于安裝支架上并用卡套固定，并使輻射窗面向放射源且不被遮擋。探測器固定時應避免機械壓力或者震動傳遞到探測器上，否則會影響探測器的使用壽命。如果環境溫度超過50℃，探測器必須配備水冷套。

（3）轉換器的安裝：轉換器安裝在中央控制室內的機柜內。儀表柜內裝有19"標準機架，1個機架可放置4個轉換器。

（4）放射源屬于國家安全與環境部門嚴格管控的物質。放射源的運輸、安裝、拆卸應由受過專門訓練，并持有放射源操作許可證的專業人員承擔。放射源的安裝一般在裝置開車前進行，并應在安裝、拆卸前制定詳細的實施計劃，設置危險區域警示牌，避免不必要的人員進入危險區域。在裝置停車檢修期間，射源需要處于關閉狀態，或運至安全儲存場所、妥善保管。

5 控制閥

控制閥作為自動控制系統終端的執行部件，接受計算機的控制信號，調整被調介質的流量，實現對工藝過程參數如溫度、壓力、流量、液位等的控制，從而達到生產過程的自動化。控制閥的選擇是非常細致的工作，不僅要有扎實的專業理論知識，還要有豐富實踐經驗。選擇得當，不僅利于調節控制回路PID參數的整定，使被調參數得到較好的控制效果，也可使控制閥的使用壽命延長。

聚酯裝置由于其介質的多樣性和工作溫度區域較寬，裝置中應用的閥門種類較為多樣，其中常見的幾種類型如下。

5.1 直通單座閥

調節性能優越、泄漏量小且結構較為簡單，所以在裝置中廣泛應用于空氣、氮氣、水、乙二醇、二甘醇和催化劑等這些介質為潔凈的氣體或液體。閥門填料優先選擇PTFE，不能滿足時再選擇石墨或混合填料。波紋管密封型單座閥在裝置中主要用于熱媒HTM（易揮發且滲透性強）介質和真空系統，可以避免介質外泄引起環境污染、影響人員健康和防止泄露等事故。

5.2 角形閥

流路簡單、阻力小，閥體內側流線型通路有助于防止固體在內壁堆積，特別適用于高粘度、含有懸浮物和顆粒狀物質流體的調節。在裝置中主要用于酯化物和熔體，安裝在各反應器的主物料入口管線上，其閥體為夾套結構，閥體連接方式選用焊接。

5.3 蝶閥

結構較為簡單，特別適合于大口徑、大流量、低差壓的工況。在裝置中主要應用于大口徑放空管線、冷卻水、除鹽水等管線上。

5.4 球閥

流路阻力小、流量系數較大、密封好、泄漏量小、可調范圍大，適用于高粘度、含纖維、含固體顆粒和污穢流體介質的工況。在裝置中主要應用于消光劑TIO2系統。

6 在線粘度計

熔體粘度在聚酯工藝生產中是一項十分重要的參數，它對于穩定生產運行，保證產品質量都有著非常重要的作用。在聚酯裝置中通常在熔體泵的出口安裝在線粘度檢測。美國MANSCO公司生產的TOV粘度計由于運行穩定可靠，檢測靈敏準確，日常維護工作量少等優點在聚酯裝置中普遍采用。TOV粘度計是由帶法蘭的探頭和轉換器2大部分組成。探頭直接安裝在熔體管線上，球形的探頭浸在工藝介質中，以其諧振頻率等幅振蕩，由轉換器供給探頭的電源以啟動并維持其等幅振蕩，當粘性介質流過探頭時，由于介質的粘性而使探頭振幅衰減，介質粘度越高，阻力越大，其結果使得為了維持探頭等幅振蕩所加的電能越多，粘度計轉換器檢測到系統中補充電能的變化，并將其轉換成與介質粘度成比例的信號（4~20mA）至DCS。當工藝穩定，粘度控制最佳時，由分析人員通過實驗室的分析確定產品質量為優級品時，此時將人為調整粘度計的輸出，使它在DCS上的指示為50%，當粘度變化1%時，通過調整粘度計增益的大小，使它在DCS上指示的變化也為1%。熔體的粘度與其溫度和壓力關系密切，為了反應粘度的真實變化，粘度計采用壓力和溫度雙補償。

粘度計安裝維護注意事項：

（1）裝置試運行時，探頭先不裝到專用彎頭上，而將隨粘度計一起帶來的專用盲法蘭裝在彎頭上，當工藝管線和專用彎頭溫度達到正常工作溫度時，方可將TOV粘度計探頭安裝到專用彎頭上。

（2）從探頭接線盒到轉換器之間的連線采用隨儀表提供的專用電纜。有3根電纜，每根電纜里又有3根導線。由于粘度計對電磁干擾敏感，其電纜線要求單獨穿管，電纜的屏蔽層在現場接線盒側浮空，在轉換器側接地。

（3）當工藝停車時，必須及時把粘度計電源關掉。當工藝再次開車后，必須待聚合物完全熔化后再把粘度計電源接通，否則工藝停車后，如果管道內熔體沒有排空，熔體冷卻凝固，而粘度計探頭仍在振蕩，儀表電路仍企圖維持其等幅振蕩，容易損壞探頭。

7 結束語

聚酯裝置現場儀表選型及安裝的若干問題是在該公司聚酯工藝技術的基礎上進行總結的，不同聚酯技術專利商的現場儀表選型會略有不同，但物性特點相近，可供參考。

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