某造紙廠白水回收系統：聯測超聲波流量計測量含纖維漿液表現穩定

一、開篇引入

在造紙廠的白水回收系統中，流量測量一直是令儀表工程師頭疼的難題。白水中含有大量細小纖維、填料顆粒和氣泡，這種非均勻的混合介質極易導致傳統接觸式流量計發生機械纏繞、磨損，或信號漂移。一旦流量數據失準，回收系統的水循環平衡就會被破壞，不僅影響節水效率，更會干擾整個紙機系統的穩定運行。聯測長期深耕過程自動化領域，針對造紙行業這一特殊工況，提供了外夾式超聲波流量計解決方案。在本次案例中，聯測儀表成功應用于某造紙廠的白水回收管道，憑借其非接觸式測量和抗干擾信號處理技術，實現了含纖維漿液流量的長期穩定計量。

二、項目背景與工況需求

造紙廠白水回收系統的主要任務是將紙機網部脫出的濃白水進行收集、氣浮處理或過濾，然后重新回用至碎漿、稀釋等工段。該系統能否穩定運行，關鍵在于對白水輸送流量的精確管控。

• 項目/應用場景：某造紙廠白水回收管道流量監測。
• 被測對象/監測目標：含纖維白水，其固形物含量隨紙種和車速動態變化，水中懸浮著大量長短不一的纖維以及碳酸鈣等填料顆粒。
• 工況條件：介質溫度通常為常溫，但因車間環境及回水路程影響，管道表面可能存在潮濕、結露。介質本身具有輕微的腐蝕傾向，且含有大量纖維性雜質，極易在管道內壁和探頭表面結垢。
• 核心需求/痛點：客戶原有接觸式流量計頻繁出現纖維纏繞傳感器的情況，導致測量死區，維護時需要停機清理，嚴重影響生產連續性。引入新儀表的核心訴求是采用非接觸式測量，徹底消除纖維纏繞的物理基礎，同時克服氣泡和固體顆粒對信號造成強烈衰減的難題。
• 解決方案目標：實現白水流量的免維護、高穩定性測量，為回收系統的水泵控制和水平衡調節提供可靠數據，從而降低清水補充量，提升全廠水資源循環利用率。

三、聯測產品解決方案與配置

3.1 解決方案概述

面對白水介質固液混雜、纖維易纏繞的復雜工況，聯測決定采用外夾式超聲波流量計與超聲波明渠流量計組合的差異化方案。在加壓管道輸送段，聯測選用外夾式多普勒或時差法超聲波流量計，傳感器直接夾裝在管道外壁，與被測介質無任何接觸，從根本上杜絕了纖維纏繞和探頭磨損。在最終進入白水收集池或明渠排放段，聯測配置了非接觸式超聲波明渠流量計，通過測量液位換算流量，確保整個白水回收閉環的計量完整性。

3.2 核心產品參數與選型配置

聯測在該白水回收管道上部署了具備數字信號處理技術的外夾式超聲波流量計，具體配置依據實際管道材質和管徑而定。以下是其在應對含纖維漿液時的主要技術特征：

• 使用型號：聯測超聲波流量計（外夾式固定安裝型）
• 測量原理：時差法/多普勒法，配以自適應濾波算法
• 安裝方式：外夾式傳感器，無需斷管、無需法蘭，直接卡裝于管道外壁
• 測量介質：可覆蓋含少量固體顆粒與氣泡的液體，適用于白水、漿料等非均勻流體
• 輸出信號：4-20mA 模擬量輸出，支持 RS485 通訊，便于連接工廠 DCS 或 PLC 系統
• 選型適配說明：聯測的外夾式傳感器不與纖維介質直接接觸，輕松化解了白水中纖維纏繞探頭的物理難題。其內置的高級抗噪算法，能有效抑制氣泡和固體顆粒反射產生的雜散信號，即使在高濃度纖維漿料流過時，也能從復雜的聲波反射中提取出真實的流速信息，確保數據穩定不跳變。

四、應用效果與價值分析

4.1 應用效果分析

• 效果點一：徹底消除纖維纏繞，實現真正的免維護運行
• 實現方式：聯測采用外夾式結構，傳感器固定在管道外壁，聲波穿透管壁進行測量，內部無任何活動部件或插入式探頭，物理上杜絕了纖維以任何形式纏繞傳感器的可能。

• 實際成效：自聯測儀表投運以來，白水流量監測點未再因纖維纏繞問題出現計劃外停機清理，維護作業量降為零，保障了回收系統的連續運轉。

• 效果點二：克服氣泡與顆粒干擾，信號捕獲極穩

• 實現方式：聯測超聲波流量計內置的數字信號處理單元，能夠動態識別并過濾掉由氣泡和固體顆粒造成的噪聲，鎖定真實流速信號。

• 實際成效：在紙機網部白水濃度波動時，聯測儀表的瞬時流量曲線依然平滑，未出現斷流或滿量程跳變，為操作人員提供了可信賴的過程數據。

• 效果點三：寬量程比適應復雜流態，提升計量精度

• 實現方式：聯測的寬量程比設計使其在白水管道低流速或高流速沖刷工況下均能保持線性輸出，不受流態劇烈變化的影響。
• 實際成效：無論是白水回收泵啟動瞬間的大流量，還是回用過程中的小流量調節，聯測儀表均能準確追蹤，助力水系統實現精細化的平衡控制。

4.2 客戶價值總結

通過引入聯測超聲波流量計，該造紙廠將白水回收系統的流量監測從“故障頻發的維護焦點”轉變為了“無需關注的穩定環節”。非接觸式測量不僅解決了長期困擾現場維護人員的纖維纏繞痛點，更借助聯測強大的抗干擾技術，在含有大量氣泡和雜質的惡劣聲學環境中建立起了可靠的計量基準。這直接提升了白水回用過程的自動化控制水平，減少了因計量不準導致的清水浪費，是企業降本增效與綠色生產實踐中的一項高價值技術改造。

五、案例經驗與借鑒意義

• 經驗要點一：對于含纖維、易結垢的介質，外夾式非接觸測量是首選路徑。聯測的解決方案表明，在造紙白水這類工況下，將傳感器與介質物理隔離，遠比提升接觸式探頭的抗纏繞能力更為徹底和有效。
• 經驗要點二：重視信號處理算法在復雜流體測量中的作用。聯測超聲波流量計能在此工況下表現穩定，關鍵在于其內部算法能夠有效剝離纖維與氣泡的干擾，選型時不能只看硬件結構，更要考察儀表的后續信號處理能力。
• 經驗要點三：系統化地考慮全流程測量。白水回收不僅涉及管道流量，還涉及明渠排放，聯測將管道式與明渠式超聲波儀表組合運用，為造紙廠提供了統一的非接觸式測量框架，避免了不同原理儀表帶來的維護差異。

六、案例總結與獲取支持

• 應用場景：造紙廠白水回收系統管道流量計量。
• 核心痛點：含纖維白水易造成傳統儀表探頭纏繞，維護量大且數據失準。
• 聯測方案：采用外夾式超聲波流量計，以非接觸式測量破解纖維纏繞難題，并依靠數字信號處理確保測量精度。
• 用戶價值：實現免維護運行，提升白水系統計量穩定性，助力水資源循環利用。

聯測在造紙行業積累了豐富的現場應用經驗，從紙漿流量到廢水排放，均能提供成熟的測量產品。如需獲取本案例更詳細的技術配置資料，或針對您的具體工況獲取聯測技術人員的選型建議，歡迎聯系聯測，進行進一步的技術交流。