前言

硫酸装置余热回收系统是利用硫酸生产中浓硫酸吸收SO₃放出的热来加热除氧水产生0.6MPa低压蒸汽，约占硫酸装置总回收热量27%。在余热回收系统运行中，由于硫酸温度越高对合金的腐蚀速度越快，为了减少余热回收系统合金的腐蚀速率，系统设计运行硫酸浓度应大于99%，硫酸设计温度为220℃，如果硫酸浓度低于99%且在高温状态下合金的腐蚀速率会很快。为了确保余热回收装置的安全运行，在系统中设计了5台高温酸浓仪，以保护装置的运行安全和浓度自动控制，安装位置见表1。从安装位置可以看出5台高温酸浓仪在装置中是至关重要的，因此掌握电导率传感器的测量原理能更好地解决测量问题和仪表的维护 问题。

表1 余热回收装置高温酸浓仪安装位置

传感器结构

电导率传感器由探测头、信号电缆、温度补偿热电偶、测量管及其连接法兰组成；探测头采用两个线圈，一个作为发送器，另一个作为接收器，利用保护盒将环境和过程液体完全隔离。当发送器线圈通电，硫酸导电产生感应电流，感应电流与硫酸的电导率成正比，接收器线圈检测电流的大小由信号电缆输出到变送器，从而计算出硫酸的浓度；由于高温硫酸具有强腐蚀性，加上绝缘材料无法承受高温，两个线圈不能直接浸入接触硫酸，所以测量探头安装在衬有聚四氟乙烯的测量管上；为了能正常运行使用，需要把传感器两端的电极法兰用导线接通，当硫酸流过测量管时，形成一个导电回路，如图1所示。

图1 电导率传感器结构图

电导率传感器测量原理

电导率传感器的测量原理是采用原级和次级两个线圈并列安装在同一轴线上，原级线圈为发射线圈，次级线圈为接收线圈，把传感器置于空气中，磁环的导磁率U远大于空气的导磁率U0，原级线圈的磁感线基本上都经次级磁环而闭合，漏磁通非常小，因此原次级线圈之间没有直接的耦合，这样即使在原级线圈中通有电流，次级线圈也不能检测到感应电流。两端的电极法兰连接导线，若有硫酸经过传感器中间短管，由于硫酸的导电性而呈现一个闭合回路的状态，在原级线圈中通过交变电流时，原级线圈磁环中的交变磁通能够使经过传感器探测头孔而呈现闭合状态，硫酸产生交变电流，该交变电流同时也产生交变磁场，交变磁场又使次级线圈感应出交变电势，次级感应出的交变电势信号经变送器处理转换得到当前硫酸的电导率，再由变送器进一步分析后输出为硫酸的浓度。

图2 电导率传感器工作原理图