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探討金屬管浮子流量計測量工況

2020-5-20 8:41:26??????点击:

探討金屬管浮子流量計測量工況

     近年来,我国化工行业中采用离子膜法制碱工艺发展很快,前几年该装置大多为全套进口,包括在线的各种仪表。现在从设备到仪表逐渐国产化,这样既能保证质量,同时可以节约大量外汇。  
  西北某大型化工廠在建成試生産階段就發現安裝在陰、陽兩極管道上的兩台浮子流量計工作不正常,指針總在擺動,無法讀數;輸出電流信號也不穩定,難以實現預期的工藝流程調節與控制目標等,以至影響了正常投産。經現場觀察和分析認爲:陰極、陽極兩條管道中被測量的介質均爲既不均勻、比例又不固定的氣、液雙相介質;而流量計則是常規型浮子流量計。
  金屬管浮子流量計的工作原理之一是浮力定律,也就是與被測介質的密度有關,密度不穩定時浮子就會跳動。由于本工況液體伴有不定氣體量的情況,産生脈動流,導致了流量計的上述現象。
  目前各種常規流量計都不適用于氣、液雙相介質,而工藝過程的鹽液及堿液流量必須加以測量和控制,即必須安裝流量計。因此,選用一種可用的流量計或對現有的某種流量計進行改進設計以滿足此特定工況測量要求就成爲下步工作。 
  實施方案的選擇與確定至少要滿足以下3點:  
  (1)流量計的接液零部件必須能承受陰、陽兩極管道中含氯氣鹽液及堿液的強烈氧化和腐蝕; 
  (2)安裝連接尺寸盡量與原流量計相同,以減少工作量; 

金属浮子流量计
  (3)流量計自身能有效地緩沖和減少由隨機産生氣體帶來的劇烈波動,達到可視爲穩定值的讀數,並且輸出電流信號波動滿足調節系統的要求。  
  按上述要求对AG真人游戏网站APP下载、渦輪流量計、AG真人游戏网站APP下载、浮子流量计与差压式流量计等进行分析、比较后认为只有对金属管浮子流量计进行必要的改进才是可行的和*佳的方案。因此江苏亚龙仪表有限公司在其原有产品基础上特殊设计了一种金属管浮子流量计。 
  金屬管浮子流量計應實施3項改進設計。 
  耐腐蝕材料選擇和防腐措施  
  查閱金屬材料手冊並結合現場其它設備材料的應用實際,陽極管道中的介質爲含氯氣的鹽液,傳感器中所有與介質接觸的零件均采用钛(Ti)材制造,兩法蘭密封面及殼體與導管組件密封面均進行塗钯處理。 
  整個傳感器具有良好的抗氧化及耐腐蝕性能。而陰極管道中的介質爲堿液和氫氣及氯氣等,傳感器中所有與介質接觸的零件均采用不鏽鋼(SUS316L)材質制造,整個傳感器具有良好的耐腐蝕性能。經兩年多的使用證明是可行的 
  連接尺寸與安裝方式 
  由于用戶的原有流量計爲水平安裝,這與常規浮子流量計垂直安裝、流體自下而上的流向完全不同,因此必須將其設計成(水)平進(水)平出結構,由于已有管道的開檔尺寸足夠長,于是設計成的浮子流量計。  
  *大限度地保證工作條件下流量計的穩定  
  就流量計自身而言,克服波動(不論是外部還是內部原因所致)的常用而有效的措施是加裝阻尼器。阻尼器一般分爲機械式和電(磁)式,顯然對浮子流量計應首先考慮選用前者。 
  按阻尼介質不同又分爲液體阻尼器和氣體阻尼器。  
    阻尼器的設計 
  設計阻尼器必須了解和確定下列數據:
  波動幅度與頻率:經在現場幾小時觀測統計未裝阻尼器的流量計的波動幅度約爲15%~25%,(士7.5%~士12%);頻率約爲180~350次/min。
  (1)要求阻尼效果:波動幅度應不大于士2%;頻率約不大于50~90次/min。當然,由于沒有適當的儀器進行定量檢測,所以阻尼的*終效果是否達到預期目標,一定程度上還應通過實際應用由現場技術和操作人員判斷和認定。
  (2)依照上述實際工況和阻尼目標,兼顧該浮子流量計結構尺寸、钛材管料規格等,求出阻尼系數之後,初步確定阻尼器結構及尺寸。而決定阻尼效果的阻尼室與阻尼體之間間隙的*佳尺寸必須經現場試驗後才能確定。
  試驗時金屬管浮子流量計上端自然存有空氣做爲阻尼介質。試驗方法是:初始流量置于約50%*大流量處,這時指針仍略有擺動但有滿意讀數(系流場不穩所致,可視爲穩定),然後迅速開啓(或關閉)球閥,使指針約達80%(或20%)*大流量處並記下時間,等待指針雖擺動仍有可滿意讀數爲止,再記下時間,即可得知阻尼時間。經多次試驗統計結果大致:
  間隙(mm)0.80.60.40.2
  阻尼時間(s)5~64~52~43~5
  從上述試驗結果可以看出後兩組間隙的阻尼器效果較好。但必竟現場實際工況與試驗室條件有較大差別,因此還必須進行現場試驗。
  現場試驗與應用效果
  2004年6月對特殊設計的浮子流量計及特制的間隙爲0.3mm的阻尼體安裝于現場取代原流量計進行多次試驗,結果是間隙爲0.3mm和0.4mm阻尼器效果*佳,原來流量計指針擺動幅度爲10%~20%的同樣條件換裝特殊設計的流量計後,其指針擺動基本不超過6%(士3%),操作人員認爲滿意,可以接受,這一設計達到了預期效果。經使用一直很穩定,這就初步解決了氣、液兩相流流量測量的難題。
  因此可以認爲:這種帶有阻尼器並由特種材質制造的浮子流量計是一種解決類似雙相流流量測量的可行方法之一,完全可以用于離子膜燒堿工藝過程中。