氯堿裝置常用流量計原理及選型使用探討
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面對各種流量?jì)x表，如何根據流量、流態(tài)、安裝要求與環(huán)境條件、經(jīng)濟性等因素合理選型，是應用好流量?jì)x表的前提和基礎。文章作者根據在氯堿生產(chǎn)裝置中的實(shí)際使用經(jīng)驗，簡(jiǎn)單介紹了氯堿裝置幾種常用流量計的原理及選型與使用經(jīng)驗。
1 轉子流量計
轉子流量計為低中等精確度儀表，屬變面積定壓差式流量計的一種。轉子流量計是以轉子在垂直錐形管中隨著(zhù)流量變化而升降，改變轉子與錐管之間的流通面積來(lái)進(jìn)行測量的體積流量?jì)x表。一般分為玻璃和金屬轉子流量計，作為直觀(guān)流動(dòng)指示或測量精確度要求不高的現場(chǎng)指示儀表，轉子流量計被廣泛地用在化工行業(yè)，主要適合于對中、小口徑中流體和雷諾數較低的流體的流量測量。轉子流量計壓力損失較低，有較寬的流量范圍度，一般為10∶1，最低為5∶1，最高為25∶1。
選型與使用時(shí)應注意：轉子流量計主要測量對象是單相液體或氣體，液體中含有微粒固體或氣體中含有液滴通常不適用。玻璃管轉子流量計應選帶有透明防護罩，一旦玻璃錐管破裂，可擋住流體正向散濺，以作緊急處理。用于氣體時(shí)應選用導桿或帶棱筋導向的儀表，以避免操作不慎浮子擊碎錐管。在選用轉子流量計測量氣體介質(zhì)流量時(shí)要特別注意工作壓力，以免引起浮子振動(dòng)。轉子流量計一般垂直安裝在無(wú)振動(dòng)的管道上，流體自下而上流過(guò)儀表，其中心線(xiàn)與鉛垂線(xiàn)間夾角一般不超過(guò)5o，現在也有平進(jìn)平出的轉子流量計。儀表安裝時(shí)無(wú)嚴格上游直管段長(cháng)度要求，如被測介質(zhì)含粒狀雜質(zhì)，應在儀表上游裝過(guò)濾器。為保證在長(cháng)期使用過(guò)程中的測量精度，要注意保持浮子和錐管的清潔，特別是小口徑儀表，必要時(shí)可設置沖洗配管，定時(shí)沖洗。
主要應用在離子膜法燒堿制備中的純水管線(xiàn)，分析儀表的進(jìn)口管線(xiàn)如pH計、氧化還原電位差計ORP及成品堿密度計。
2 電磁流量計
電磁流量計是根據法拉第電磁感應原理研制出的一種測量導電液體體積流量的儀表，根據法拉第電磁感應定律，導電體在磁場(chǎng)中作切割磁力線(xiàn)運動(dòng)時(shí)，導體中產(chǎn)生感應電壓，該電動(dòng)勢的大小與導體在磁場(chǎng)中做垂直于磁場(chǎng)運動(dòng)的速度成正比，由此再根據管徑，介質(zhì)的不同，轉換成體積流量。
電磁流量計無(wú)節流部件，因此壓力損失小，該儀表測量流體流量時(shí)，不受流體溫度、壓力、密度、粘度及流體組份的影響，適合于對有懸浮物固體粒子的污水、煤漿的測量，特別適合于對腐蝕性介質(zhì)的測量。
選型與使用時(shí)應注意：電磁流量計所測液體應具有測量所需的電導率，并要求電導率分布大體上均勻，不能用于測量電導率很低的液體。電磁流量計的測量精度是建立在液體充滿(mǎn)管道的情形下，目前在管道中有空氣的情況下測量問(wèn)題尚未得到很好解決，因此電磁流量計不能測量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體。同時(shí)應注意不同溫度及腐蝕性介質(zhì)應選用不同襯里材質(zhì)和電極材質(zhì)。電磁流量計雖可以在任意管道上安裝，但電磁流量計測量電極的軸線(xiàn)必須保持水平方向，且與管道中心線(xiàn)互相垂直。為避免在管內無(wú)液體時(shí)出現指針不在零位的錯覺(jué)，電磁流量計的檢測器應安裝于任何時(shí)候均充滿(mǎn)液體的地方，同時(shí)，該流量計的信號較為微弱，因而在使用時(shí)應注意外來(lái)干擾對其測量精度和影響，轉換器應安裝于遠離一切磁源的地方，不允許有振動(dòng)。在有磁場(chǎng)干擾的環(huán)境下使用電磁流量計設計時(shí)需選用抑制除噪功能。
主要應用在鹽酸、鹽水、燒堿管線(xiàn)，特別是用來(lái)代替測量進(jìn)電解槽陰、陽(yáng)極液的平進(jìn)平出面積式流量計，該面積式流量計屬全鈦材和SUS316L特種材質(zhì)流量計，造價(jià)極其昂貴，用電磁流量計代替能節約可觀(guān)的固定投資。
3 靶式流量計
靶式流量計是一種阻力式儀表，它是應用流體動(dòng)壓原理測量流量的。在流體經(jīng)過(guò)的管道中，垂直于流動(dòng)方向安裝一圓盤(pán)形的鋼片，稱(chēng)“靶”。當流體流過(guò)時(shí)，流動(dòng)質(zhì)點(diǎn)沖擊于靶上，使靶受到作用力且該力與流速的平方成正比例關(guān)系。因此，只要通過(guò)力矩轉換的方式測出靶上的受力，就可以求出流量。
選型與使用時(shí)首先要了解被測對象的參數，包括介質(zhì)組分，流量范圍（最大流量、最小流量、正常流量），工作壓力，溫度，黏度，管道內徑，允許壓力損失量；然后通過(guò)輔助計算把被測流體流量換算為標況下標準介質(zhì)流量，再計算最大流量靶板受力Fmax及最小流量靶板受力Fmin，Fmax超過(guò)最大允許值會(huì )損壞儀表，Fmin小于最小允許值會(huì )造成分辨率不足；最后根據輔助計算得到的流量范圍，管道雷諾數、初選口徑及J3值，從產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中技術(shù)參數表查得流量系數0值，要求最小雷諾數大于臨界雷諾數。安裝投運前要按使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行調校和置零操作。
主要應用在氯氣流量系統，氯氣屬有毒有害氣體，從電解槽出來(lái)的濕氯氣腐蝕性強，難于測量，一直是氯堿行業(yè)的老大難問(wèn)題，而氯氣輸送用的透平壓縮機又必須測量控制進(jìn)口氯氣流量。用新型智能電容靶式流量計代替差壓式孔板流量計取得明顯的使用效果。
4 渦街流量計
渦街流量計是利用流體力學(xué)中的卡門(mén)渦街現象制造的一種新型流量計。所謂卡門(mén)渦街現象就是旋渦發(fā)生體垂直插入到流體中時(shí)，流體繞過(guò)發(fā)生體時(shí)會(huì )形成渦列，在滿(mǎn)足一定的條件下，非對稱(chēng)渦列就能保持穩定，此時(shí)，旋渦的頻率與流體的流速及旋渦發(fā)生體的寬度存在一定的比例關(guān)系。
其特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數的影響。無(wú)可動(dòng)機械零件，因此可靠性高，維護量小，儀表參數能長(cháng)期穩定。渦街流量計的安裝簡(jiǎn)單，有法蘭式和夾持式，注意前后直管段的要求，加強固定以避免振動(dòng)對測量精度的影響。
主要應用在蒸汽測量系統，代替差壓式孔板流量計測量蒸氣流量計量進(jìn)行能源管理，提高能耗，減少了壓式孔板流量計的大量維護維修工作。
5 結束語(yǔ)
流量?jì)x表大都需要適合的測量介質(zhì)和工況條件為依托方可發(fā)揮正確作用，只有優(yōu)勢而沒(méi)有缺點(diǎn)的流量?jì)x表現今是不存在的，合理的選擇儀表對于現場(chǎng)工程師和管理者是至關(guān)重要的。流量計選型是一項技術(shù)性、實(shí)用性、責任性很強的工作，要做好這項工作，必須充分了解各種流量計的測量原理，了解、掌握各流量計生產(chǎn)廠(chǎng)家發(fā)展動(dòng)態(tài)，弄清測量對象的工藝狀況，只有這樣我們設計的流量測量系統才能經(jīng)濟、實(shí)用、可靠，才能更好地為生產(chǎn)服務(wù)。綜上所述，在化工裝置中要正確和有效地選擇、使用流量測量方法和儀表，必須熟悉流量?jì)x表和生產(chǎn)過(guò)程流體特性這兩方面的技術(shù)，同時(shí)還應考慮經(jīng)濟因素，歸納起來(lái)五個(gè)方面因素，即性能要求、流體特性、安裝要求、環(huán)境條件和費用。(end)
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