摘要:探(tàn)讨了(le)低壓氫氣的(de)計(jì)量方式,介紹了旋進(jìn)旋渦(wō)流量(liàng)計 的(de)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工(gōng)作原理,并(bìng)針對使用過程中存在的問題(tí),提出保(bǎo)證計量(liàng)精度(dù)的改進措(cuò)施(shī)和建議。
1引言(yán)
　　鹽化(huà)工(gōng)總廠所(suǒ)屬氯堿分(fèn)廠生(shēng)産的氫氣在最初除少(shǎo)量氫氣(qì)和氯(lǜ)氣反應生(shēng)産合(hé)成鹽(yán)酸(suān)外，其餘氫氣(qì)全部(bù)放空處理。随着(zhe)用氫(qīng)用(yòng)戶進入(rù)周(zhōu)邊化工(gōng)園區(qū),氫氣(qì)也就作爲一種(zhǒng)貿(mào)易(yì)産品(pǐn)采用(yòng)管(guǎn)道(dào)輸送(sòng)的方式銷售給(gěi)用戶(hù)。爲了(le)保證(zhèng)供需雙方(fāng)進行(háng)公平的(de)貿(mào)易結(jié)算,我(wǒ).廠在(zài)對外(wài)輸送(sòng)氫氣管道(dào)上增加了氫氣(qì)計量儀表。
2工藝(yì)情況介紹
　　從上遊鹽硝(xiāo)廠化鹽裝置送來(lái)的鹽(yán)水通過一(yī)次精(jīng)制和二次(cì)精制(zhì)後進(jìn)入離子膜(mó)電解裝(zhuāng)置(zhì)進行(háng)電解(jiě),生産出燒(shāo)堿(jiǎn)、氯氣和氫氣(qì),電解裝置生産的濕氫(qīng)氣通過(guò)管道送入氫氣(qì)處理(lǐ)裝置進行幹燥處理得到(dào)幹燥的(de)氫(qīng)氣送(sòng)到下(xià)遊裝(zhuāng)置。生産工藝的(de)特性(xìng)決定(dìng)了(le)外送氫(qīng)氣壓力(lì)較低,并(bìng)且流速也比較低,通常氫(qīng)氣控制在常(cháng)溫25%℃左右,壓力控(kòng)制(zhì)在表(biǎo)壓0.1mpa左(zuǒ)右。
3計量方(fāng)式的選擇(zé)
　　由于氫氣的(de)氫分子量小，密(mì)度(dù)低,是一種(zhǒng)不(bú)容(róng)易正(zhèng)确測量的工業氣體(tǐ)。當(dāng)前,根據氫氣壓力和工藝管徑不同,選(xuǎn)擇測量用的儀表主(zhǔ)要有 熱式(shì)質量流量計 、科裏奧利質量流量計、 渦街(jiē)流量計 和(hé) 孔闆(pǎn)流量(liàng)計(jì) 等。生産(chǎn)工藝(yì)導緻了外輸氫氣管(guǎn)線的(de)壓力較低，先後使用(yòng)過差(chà)壓式流量計(孔(kǒng)闆(pǎn)和普洛(luò)巴)和渦街(jiē)流(liú)量計等(děng),實際(jì)使用(yòng)效果都不理想(xiǎng)。最後(hòu)隻有(yǒu)雙方(fāng)協商(shāng)解決(jué)，流量計的測量數據僅供參考(kǎo)。通過不斷(duàn)的學習,對(duì)低壓力氫氣流量(liàng)測量的認識(shí)不斷提(tí)高(gāo),無論(lùn)孔闆流量(liàng)計、渦街流量(liàng)計還是(shì)科氏力質量流(liú)量計,都(dōu)對(duì)氫氣(qì)壓力有一定的要求，曾經考慮(lǜ)選擇(zé)熱式質量(liàng)流量(liàng)計，但此流(liú)量計(jì)的工(gōng)作原(yuán)理決定了對氣(qì)中的水.分有嚴(yán)格的要求(qiú)。又正(zhèng)好了解到一個(gè)氣堿企業(yè)給周邊用(yòng)戶供應氯氣用的某知名(míng)品牌(pái)的熱式質(zhì)量流(liú)量計，産生(shēng)了計量糾紛。因(yīn)不能保證氫氣(qì)幹燥裝置始終(zhōng).正常(cháng)運行,所以(yǐ)熱式(shì)質量流量計就(jiù)沒有考慮(lǜ)。
　　在天然(rán)氣行業(yè)應用廣泛(fàn)的旋進旋渦流量計(jì)來進行氫氣流(liú)量測量，此流量(liàng)計有信号(hào)強、低流速(sù)特(tè)性(xìng)較好(hǎo)的優勢。并且能夠同時(shí)測量氫(qīng)氣的工況(kuàng)流量、溫度和壓力,然(rán)後自動進(jìn)行溫(wēn)壓補償(cháng)轉換成(chéng)标況(kuàng)流量。所有數據既可以在(zài)現場(chǎng)就(jiù)地(dì)顯(xiǎn)示(shì),又能通過rs485通訊(xùn)傳輸到中控室(shì)。
4測量(liàng)原(yuán)理及優(yōu)點
　　流量(liàng)傳(chuán)感器(qì)的流通(tōng)剖面類(lèi)似文丘裏管的(de)型式。在入口側(cè)安放(fàng)一組(zǔ)螺旋(xuán)形導(dǎo)流葉(yè)片,當(dāng)流體進(jìn)入(rù)流量(liàng)傳感器(qì)時，導流(liú)葉片迫(pò)使流體(tǐ)産生(shēng)劇烈的旋(xuán)渦流。當流體進(jìn)入擴散段時,旋渦流受到回流(liú)的作用(yòng),開始作(zuò)二次(cì)旋轉(zhuǎn),形成(chéng)陀螺式(shì)的(de)渦流(liú)進動(dòng)現象。該進(jìn)動頻(pín)率與流量大小成正比,不受流(liú)體物(wù)理性(xìng)質和密度(dù)的影響,檢測組件(jiàn)測(cè)得流體二(èr)次旋(xuán)轉進動頻率就(jiù)能在較寬(kuān)的流(liú)量範圍内(nèi)獲得(dé)良好(hǎo)的線(xiàn)性度(dù)。信号(hào)經前(qián)置放(fàng)大器放(fàng)大(dà)、濾波(bō)、整形(xíng)轉換爲與(yǔ)流速成正(zhèng)比的脈沖信号,然(rán)後(hòu)再與(yǔ)溫度(dù)、壓力(lì)等檢測(cè)信号一(yī)起被(bèi)送往微處(chù)理(lǐ)器進行積算(suàn)處理,最後在液晶顯示屏上顯示出測量(liàng)結果(瞬時(shí)流量、累積(jī)流量及溫(wēn)度、壓(yā)力數據)。其(qí)工作(zuò)原理(lǐ)圖如(rú)下:

　　盡管旋(xuán)進旋渦(wō)流量計和(hé)渦街(jiē)流量計(jì)都是屬(shǔ)于流體(tǐ)振(zhèn)動類流量(liàng)計(jì),但旋進(jìn)旋渦流(liú)量(liàng)計還(hái)有以(yǐ)下(xià)優點:
4.1産生的旋渦信号比渦(wō)街流(liú)量計強,因(yīn)此(cǐ)下限雷(léi)諾數更(gèng)低。測量(liàng)氣體流量時(shí)，下(xià)限流速可以低(dī)至(1.5~2)m/s。
4.2因爲流量計(jì)産生的(de)旋渦信(xìn)号比(bǐ)渦街(jiē)流量(liàng)計強(qiáng),受上遊阻(zǔ)流件(jiàn)的(de)影響比(bǐ)渦街(jiē)流量計小(xiǎo),所以對上遊直管段(duàn)長度要求(qiú)短得多。
4.3儀表系(xì)數k比(bǐ)渦街流量(liàng)計大1~2倍。
5使用情(qíng)況及(jí)改進措施.
　　旋(xuán)進旋(xuán)渦流量(liàng)計投(tóu)入使用(yòng)後(hòu)，運行較爲(wèi)穩定(dìng),計量(liàng)數(shù)據和工(gōng)藝計算的理論(lùn)數據基本相符(fú)。但由于現場環境受幹擾(rǎo)因素(sù)比較多,在使用(yòng)過程(chéng)中也出現(xiàn)了一些問題,通(tōng)過采(cǎi)取改(gǎi)進措(cuò)施,問題得(dé)到了(le)解決(jué)。
5.1要根據流(liú)量範圍(wéi)選擇合(hé)适(shì)量程儀表
　　當(dāng)流量計經常在下限(xiàn)流(liú)量(liàng)附近(jìn)工作時,計(jì)量精度難以得(dé)到保(bǎo)證。爲了使(shǐ)流量(liàng)計的(de)使用性能(néng)達到理(lǐ)想，要保(bǎo)證流量計的常用流量在(zài)量程(chéng)範圍的20%~80%内(nèi)比較(jiào)合适。用戶提供(gòng)的流量範(fàn)圍一(yī)般是标(biāo)況流量，但生(shēng)産廠(chǎng)家提(tí)供的(de)量(liàng)程(chéng)範圍(wéi)卻是(shì)工況流量(liàng)，需要(yào)根據(jù)工作(zuò)壓力、工(gōng)作溫度(dù)及當地的(de)實際(jì)大氣(qì)壓(yā)進行換(huàn)算,以選擇(zé)合(hé)适(shì)的流量計(jì)。
5.2流量計在停産期間(jiān)有流(liú)量(liàng)顯(xiǎn)示問題
　　曾有用(yòng)戶反(fǎn)映流(liú)量計在停(tíng)産期間仍(réng)有流(liú)量顯.示(shì)的問題(tí),通過(guò)查看(kàn)中控(kòng)室dcs曆(lì)史趨(qū)勢,分(fèn)析認爲:①dcs曲(qǔ)線有(yǒu)矩形波(bō)，判斷爲振動引(yǐn)起,一般顯示(shì)爲(200~300)m/h左(zuǒ)右,而(ér)所用(yòng)的dn200流量計(jì)下限爲360m2/h,通(tōng)過調(diào)整小信号切除(chú)值,把(bǎ)300m2/h以(yǐ)下的全(quán)部切除;②dcs曲(qǔ)線有(yǒu)時有大的跳變(biàn),分析認爲現場有幹擾(rǎo)信(xìn)号,将(jiāng)儀表(biǎo)外殼接地(dì)。通過采(cǎi)取措施後,運行(háng)良(liáng)好。
5.3氫(qīng)氣含(hán)水對流量計的影響
　　在使(shǐ)用過程中發現(xiàn)旋進旋渦(wō)流量(liàng)計(jì)對氫氣(qì)含水(shuǐ)量也有一定要(yào)求,如(rú)果比較高(gāo)時會(huì)出現儀表(biǎo)示值(zhí)嚴重失真(zhēn)的(de)情況。要(yào)求工藝人員加強(qiáng)對(duì)氫氣幹燥(zào)處理(lǐ)的監(jiān)控。
5.4小(xiǎo)信号(hào)切除(chú)值的設置(zhì)問題
　　設置小信(xìn)号切除值(zhí)是根據現場的實際(jì)情況來确定儀表的(de)始動流量(liàng)。如果(guǒ)小信号切除值設定(dìng)得太(tài)大,那麽儀(yí)表的始動(dòng)流(liú)量(liàng)也就相應增大(dà),就會(huì)造(zào)成在小流量(liàng)時沒(méi)有計(jì)量;如(rú)果小(xiǎo)信号切除(chú)值設定(dìng)得太小(xiǎo)，那麽(me)儀表的靈(líng)敏度相應提高(gāo),工藝管道的一(yī)些微弱振動或電氣幹(gàn)擾就有可能(néng)導緻(zhì)在沒(méi)有氣(qì)體通過的(de)情況(kuàng)下流量計(jì)開始工作(zuò),從而造成流量(liàng)的“無中生(shēng)有”，引起不(bú)必(bì)要的(de)争議。我(wǒ)廠結合(hé)dcs系統的(de)曆史(shǐ)趨勢曲線(xiàn),選擇合(hé)适的小(xiǎo)信号(hào)切除值。既避免(miǎn)了現場的(de)幹擾，又保(bǎo)證(zhèng)了流量(liàng)計的正常(cháng)測量。
6結束語
　　旋(xuán)進旋(xuán)渦(wō)流量計(jì)在我(wǒ)廠低(dī)密度(dù)、低壓力氫氣的(de)流量測量(liàng)應用(yòng)效果良好,對于(yú)類似(sì)工況(kuàng)的氣體計量有一定(dìng)的借鑒作用。

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