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2025-08-28 14:08:45

流体多参数调控解决方案 - 山东秦创电子技术有限公司 

管道旁路安装 + 自清洗多参数在线监测
流体多参数调控解决方案

密度 · 粘度 · pH · 浓度一体化在线监测与调控,面向尿素/甲铵液、酸碱反应液、浆料及易结晶、易结垢、含颗粒流程液体的连续物性管控。

编制单位:山东秦创电子技术有限公司 适用场景:尿素/甲铵液、酸碱反应液、浆料、易结晶/易结垢/含颗粒流程液体 方案形式:主管道旁路取样 + 样品预处理 + 秦创多参数分析柜 + 自动清洗 + PLC/DCS 上传 核心系列:QC-Quatro(Density + Viscosity + pH + 浓度)
山东秦创电子 工业在线检测仪器
01方案概述与行业痛点Overview & Pain Points

连续工艺中,对管道介质同步监测密度、粘度、pH、浓度,可服务于配比控制、反应进度判断、产品质量闭环与能耗优化。然而在尿素甲铵液、聚合液、酸碱中和液等严苛工况下,直插式安装常面临以下问题:

01

探头磨损

高流速冲刷导致探头磨损,测量部件寿命与精度下降。

02

结晶结垢

甲铵/尿素类介质降温结晶、盐析结垢,探头污染后测量漂移。

03

取源不安全

高温高压取源存在安全风险,停机拆洗影响连续生产。

04

维护成本高

单参数分体安装、接线多、校准乱,后期维护成本高。

方案思路

本方案以“旁路低压化 + 预处理稳流 + 自清洗 + 秦创 QC-Quatro 多参数集成”为核心,将在线测量从主管道高压、高冲刷、易结晶的恶劣环境移出,在旁路中实现稳压、伴热、过滤与定时自清洗,四参数同柜集成、统一校准与信号上传,从源头解决磨损、结垢、取源安全与维护成本问题。

02系统总体架构System Architecture

从主管道取源,经旁路隔离与限流稳压,进入分析柜完成多参数连续测量,再由自清洗单元保障长期稳定,最终全部信号上传 DCS/SCADA。

取源点主管道
旁路取样隔离阀 / 限流孔板
预处理过滤 / 减压 / 背压 / 伴热
QC-Quatro 分析柜密度 + 粘度 + pH + 浓度
自清洗单元反吹 / 超声 / 刮刷 / CIP
回流回主管背压段 / 地沟 / 回收罐
上传PLC / HART / Modbus → DCS / SCADA
旁路取样单元与主管同材质法兰/承插焊取源,限流稳压。
预处理单元过滤器、减压阀、背压阀、流量控制、电伴热、温度补偿。
多参数分析柜QC-Quatro 系列密度、粘度、pH、浓度传感器,统一供电与信号。
自清洗单元高压工艺水反吹 / 超声波 / 机械刮刷 / CIP,按介质选型。
控制单元现场不锈钢柜 + PLC:清洗时序、差压触发、数据滤波、报警、通讯。
03山东秦创 QC-Quatro 系列配置QC-Quatro Series Configuration

方案按“多参数分体集成、同柜统一管理”组织,将密度/浓度、粘度、pH 三大测量单元与浓度换算算法装入同一分析柜,一套供电、一套信号、一套校准。

四参数测量单元配置

参数型号 / 原理关键指标接液材质输出 / 认证
密度/浓度QC-QXMD-301(音叉/振荡)
或 QC-MDJ-401
密度 0–2.5g/cm³,精度 ±0.001g/cm³;浓度 ±0.2%;操作温度 -50~200℃316L / 哈氏合金 / 钛4–20mA + RS485
Ex db ⅡC T6 Gb · IP66
粘度QC-NDJ-401(扭转振动)宽量程 cP 级到超高粘;无活动件;在线振动承压 6.4MPa(可定制);耐温可定制316L / 哈氏合金 / PTFE4–20mA / RS485
抗颗粒、抗气泡
pHQC-pH-XXX(复合电极)
或集成模块
0–14pH,带温度补偿;配机械刮刷 + PTFE,与校准液润洗强腐蚀介质选哈氏 / PTFE4–20mA / RS485
浓度换算依托密度主表 + 工艺曲线密度 → 浓度算法;尿素甲铵按密度-温度-浓度对照表内置—与密度计同柜运算

QC-Quatro 系列型号

QC-Quatro-DVP-XXX四参数一体:密度 + 粘度 + pH + 浓度,全流程多参数连续监测。
QC-Quatro-DV-XXX双参数:密度 + 粘度,适合无需 pH 的油品、浆料与聚合流程。
QC-Quatro-DC-XXX密度 + 浓度:依托密度-温度-浓度模型,重点服务尿素甲铵、酸碱液浓度闭环。

统一电气与防爆

柜内传感器统一采用 4–20mA + HART 或 RS485 Modbus RTU 信号,柜内汇总后经 Modbus TCP / OPC 上传 DCS。危险区产品防爆等级 Ex db ⅡC T6 Gb(密度/浓度产品公开参数,IP66);高温甲铵点位若规格书要求 T4,订货时标注 T4 Gb 并做热负荷核算。

04旁路安装设计Bypass Installation Design

取源与限流

主管 DN150 Class600 时,旁路采用 DN25/40 限流;取源法兰材质随主管匹配(31603 → 316L,22053 → 2205)。

减压与稳流

甲铵高压点先减压至传感器额定压力以下,设背压阀防止汽化;旁路流量控制在 0.5–2L/min。

伴热防结晶

甲铵/尿素类介质全程电伴热 + 保温;低压甲铵 48℃/0.49MPa、中压甲铵 118℃/2.5MPa 点位均伴热,中压先减压再进柜。

回流设计

清洗排水/样流回主管背压段或地沟;回主管时保证背压高于排放点,防止汽化与倒流。

过程连接

按规格书采用 HG/T 20615 CL600 DN50 RF 法兰;进柜前转为低压后可降级为 CL300/CL150,需设计院书面确认。

05自清洗系统Automatic Cleaning System

按介质污堵风险组合选用清洗方式,覆盖从轻度附着到顽固结垢的各类工况,保证探头长期“零漂移”运行。

高压工艺水反吹

适用于甲铵结晶、颗粒浆料;定时/差压触发,反吹密度计 U 型管、粘度探杆根部。

超声波清洗

安装在测量腔外壁,高频剥离轻垢,适合粘度计、密度计。

机械刮刷(Wiper)

pH 电极专用,PTFE 刷头定时旋转;配合校准液润洗杯实现自动两点校准。

CIP 化学清洗

顽固结垢采用稀酸/稀碱循环清洗,旁路设小型 CIP 回路。

清洗控制逻辑

  • 定时清洗:每 2 / 4 / 8 小时一次,单次时长 1–3 分钟;清洗期间仪表输出“保持 last value”或打质量码,不影响 DCS 联锁。
  • 差压触发:过滤器前后差压变送器超设定值时优先清洗,按污堵程度自适应。
  • 手动强制:DCS / HMI 一键强制清洗,满足计划外维护需求。
  • 维护记录:PLC 存储清洗次数、时长、探头漂移量,支撑预测性维护。
06典型应用:尿素装置甲铵液多参数监测Typical Application · Urea Carbamate
DT-25301 · 低压甲铵液48℃ / 0.49MPaG
工艺条件48℃ / 0.49MPaG
管道S31603 CL600 DN150
接液CL600 DN50 RF
测量需求密度/浓度、粘度、pH 在线监测
DT-25501 · 中压尿素甲铵液118℃ / 2.5MPaG
工艺条件118℃ / 2.5MPaG
管道S22053 双相钢 CL600
接液按双相钢配置
测量需求中压先减压再进柜,防结晶伴热

点位配置方案

取样链路:旁路 DN25/40 取源 → 限流 → 过滤 → 减压(中压点)→ 电伴热 → QC-Quatro 柜
密度/浓度:QC-QXMD-301 或 QC-MDJ 类,316L/2205 接液,量程 950–1250kg/m³
粘度:QC-NDJ-401 振动式,覆盖 1–10mPa·s
pH:按工艺要求选装 QC-pH 模块(复合电极 + 刮刷/润洗)
自清洗:高压除盐水反吹 + 超声波
输出:4–20mA + HART 进 PLC,Modbus 上 DCS;防爆 Ex db ⅡC T4/T6 Gb
07信号、防爆与交付Signal · Explosion-proof · Delivery

信号方案

每参数至少 1 路 4–20mA(PV)+ HART;柜内 RTU 汇流后经 Modbus 上传 DCS。

供电方案

传感器 24VDC 四线制供电;清洗电磁阀、泵、伴热回路单独配电。

防爆设计

危险区传感器 Ex db ⅡC T6 Gb;规格书要求 T4 Gb 时,订货按 T4 重新报审。

材质选型

316L 为默认接液材质;甲铵/尿素用 316L 或 2205;强酸工况选哈氏合金 / PTFE。

交付物清单:

选型计算书
P&ID 旁路图
IO 表
防爆合格证
出厂校准证书
安装调试手册
自清洗逻辑说明
08方案价值Solution Value

少供应商、少接口

秦创自研密度/粘度/浓度全线,四参数同柜集成,一套对接、统一维护。

无活动件、耐污堵

振动/音叉原理无活动部件,配合自清洗,适配甲铵结晶、高粘、含颗粒介质。

主工艺不停机

旁路降压伴热、取样免拆洗,清洗时序支持定时/差压/手动,连续生产不断。

防爆全场景适配

防爆 Ex db ⅡC T6/T4 Gb、IP66,316L/双相/哈氏可选,直接对接尿素节能改造、煤化工、精细化工。

山东秦创电子技术有限公司

地址:山东省青岛市市北区龙城路31号
网址:qinchuangdianzi.com
邮箱:qinchuangtech@126.com
信用代码:91370203MABPD2HY2M

QC-Quatro 多参数分析柜

密度(0–2.5g/cm³,±0.001g/cm³)· 粘度(QC-NDJ-401)· pH(0–14)· 浓度
4–20mA + HART / RS485 Modbus RTU · 柜内汇总 Modbus TCP/OPC 上 DCS
防爆 Ex db ⅡC T6 Gb · IP66 · 316L / 2205 / 哈氏可选

本方案由山东秦创电子技术有限公司编制,具体选型、防爆等级与过程连接以设计院规格书和商务确认为准。© 山东秦创电子技术有限公司