[摘(zhāi)要(yào)]通過(guò)對離子膜(mó)燒(shāo)堿(jiǎn)生産線工況條(tiáo)件分析(xī),提(tí)出了在浮(fú)子(zǐ)流量計 結(jié)構中增(zēng)加阻(zǔ)尼裝(zhuāng)置等措(cuò)施(shī)。實踐表明，采用(yòng)阻尼裝置的金(jīn)屬管(guǎn)浮子(zǐ)流量(liàng)計 ,完(wán)全能夠實(shí)現在氣(qì)液混合(hé)雙相(xiàng)介質工況(kuàng)條件下(xià)的離子(zǐ)膜燒(shāo)堿生産線(xiàn)的(de)流量測(cè)量。
1問題的提(tí)出(chū)
　　 近年來，我國化(huà)工行(háng)業中(zhōng)采用(yòng)離子(zǐ)膜法制堿(jiǎn)工藝(yì)發展很快，前幾(jǐ)年該裝置大多爲全(quán)套進口，包(bāo)括在(zài)線的各種(zhǒng)儀表(biǎo)。現(xiàn)在從設(shè)備(bèi)到(dào)儀表(biǎo)逐漸(jiàn)國産化，這樣既能保(bǎo)證質量，同時可(kě)以(yǐ)節約大(dà)量外彙。
　　 西北某(mǒu)大型化工廠在(zài)建成試(shì)生産階(jiē)段就(jiù)發現安裝在陰、陽(yáng)兩(liǎng)極管(guǎn)道上(shàng)的(de)兩台浮(fú)子流(liú)量計(jì)工作(zuò)不正常,指(zhǐ)針總(zǒng)在擺動，無法讀(dú)數;輸(shū)出(chū)電流信(xìn)号也不穩(wěn)定，難以實現預(yù)期的(de)工藝流程(chéng)調節(jiē)與控制目(mù)标等(děng)，以至影(yǐng)響(xiǎng)了正常投(tóu)産。
　　 經(jīng)現場(chǎng)觀(guān)察和分(fèn)析認(rèn)爲:陰極、陽極兩(liǎng)條管道中(zhōng)被測(cè)量的(de)介質(zhì)均爲既不(bú)均勻(yún)、比例又(yòu)不固(gù)定的氣(qì)、液雙相介(jiè)質;而(ér)流量(liàng)計則是常(cháng)規型浮子(zǐ)流量計。
　　 浮子流(liú)量計(jì)的(de)工作原(yuán)理之(zhī)一是浮(fú) 力定(dìng)律(lǜ)，也就是與(yǔ)被測(cè)介質的(de)密度有(yǒu)關,密(mì)度不穩定(dìng)時(shí)浮(fú)子就會跳(tiào)動。由于本工況液體伴有不定(dìng)氣體量的情況(kuàng)，産生(shēng)脈動流,導(dǎo)緻了流量(liàng)計的(de)上述(shù)現象(xiàng)。
　　 目前(qián)各種常規流量(liàng)計都(dōu)不(bú)适用于(yú)氣、液雙(shuāng)相介質,而工(gōng)藝(yì)過程的(de)鹽液及堿(jiǎn)液流(liú)量必須(xū)加以測(cè)量和(hé)控制(zhì),即必(bì)須安(ān)裝流量計(jì)。因此(cǐ)，選用一種可用(yòng)的(de)流量計(jì)或對現有(yǒu)的某(mǒu)種流(liú)量計(jì)進行(háng)改進(jìn)設計以滿(mǎn)足此(cǐ)特定(dìng)工況(kuàng)測量要求就(jiù)成爲下(xià)步工作。
2确(què)定方案
　　 實(shí)施方案的(de)選擇與确(què)定至少要滿足(zú)以下3點:
(1)流量計(jì)的接液零(líng)部件必須(xū)能承(chéng)受陰(yīn)、陽兩極管道中含(hán)氯(lǜ)氣鹽液及(jí)堿液(yè)的(de)強烈氧(yǎng)化和腐蝕;
(2)安裝(zhuāng)連接(jiē)尺寸盡量與原(yuán)流量計相(xiàng)同，以減少工作(zuò)量;
(3)流量計自身(shēn)能有效地(dì)緩沖和減少(shǎo)由随機(jī)産生氣體(tǐ)帶來(lái)的(de)劇烈波動，達(dá)到可視爲(wèi)穩(wěn)定值的讀數,并且(qiě)輸出電(diàn)流信号波動滿足調節(jiē)系(xì)統的要(yào)求。
　　 按上述(shù)要求(qiú)對(duì) 電(diàn)磁流量計(jì) 、 渦輪(lún)流量計(jì) 、 渦街流(liú)量計 、浮子(zǐ)流量計與(yǔ)差壓式流(liú)量計等進行分(fèn)析、比(bǐ)較後認爲(wèi)隻有對金(jīn)屬管(guǎn)浮子(zǐ)流量計進(jìn)行必要(yào)的改進(jìn)才是(shì)可行的和(hé)方案。因(yīn)此(cǐ)在其(qí)原有(yǒu)産品基礎(chǔ)上特殊設計了一(yī)種金屬(shǔ)管浮(fú)子流(liú)量計(jì)。
3特(tè)殊(shū)設計的實施
該(gāi)浮子流量(liàng)計應(yīng)實施(shī)3項改進設(shè)計。
3.1耐腐蝕材料(liào)選擇和防腐措(cuò)施
　　 查閱金屬材料手冊并結合(hé)現場其它(tā)設備(bèi)材料(liào)的應(yīng)用實(shí)際，陽極管道中(zhōng)的介(jiè)質爲(wèi)含氯(lǜ)氣的鹽液(yè)，傳感(gǎn)器中(zhōng)所有(yǒu)與介質接觸(chù)的零件(jiàn)均采用钛(tài)(ti)材制(zhì)造,兩法蘭密封面及殼體與導(dǎo)管組件密封面均進行塗钯處(chù)理。
　　 整個傳(chuán)感器具有良好的抗(kàng)氧化及(jí)耐(nài)腐蝕(shí)性能。而陰(yīn)極管(guǎn)道(dào)中的介質爲(wèi)堿液和氫(qīng)氣(qì)及(jí)氯氣等，傳(chuán)感器中所(suǒ)有與介質(zhì)接觸的零件均(jun1)采用不鏽鋼(sus316l)材(cái)質制造，整個傳(chuán)感器具有(yǒu)良好(hǎo)的耐腐(fǔ)蝕性能。經兩(liǎng)年(nián)多(duō)的使(shǐ)用證(zhèng)明是可行(háng)的。
3.2連接尺寸與安裝(zhuāng)方式(shì)
　　 由于(yú)用戶(hù)的(de)原有流(liú)量計爲水平安(ān)裝，這(zhè)與常規浮(fú)子流量計垂直安裝(zhuāng)、流體(tǐ)自下(xià)而上(shàng)的(de)流向完(wán)全不(bú)同,因此必(bì)須(xū)将其設計成(chéng)(水)平進(jìn)(水)平出(chū)結構，由于(yú)已有(yǒu)管道的開檔尺(chǐ)寸足夠長(zhǎng)，于是設計(jì)成如圖1所(suǒ)示.的浮子流(liú)量(liàng)計。
3.3最(zuì)大限(xiàn)度地(dì)保證(zhèng)工作條件(jiàn)下流(liú)量(liàng)計的穩(wěn)定
　　 就流量(liàng)計自(zì)身而(ér)言，克服波(bō)動(不論是(shì)外部(bù)還是(shì)内部原因(yīn)所緻)的常用而有效的(de)措施是(shì)加裝(zhuāng)阻尼器。阻(zǔ)尼器一般分爲(wèi)機械式(shì)和電(磁)式，顯(xiǎn)然對浮子(zǐ)流量(liàng)計應(yīng)首先(xiān)考慮(lǜ)選(xuǎn)用前者(zhě)。
3.4阻尼(ní)器的選擇(zé)
　　 按阻尼介質不(bú)同又分爲液體阻尼器和氣體(tǐ)阻尼器。
 
　　 由(yóu)于本(běn)應(yīng)用對(duì)象中(zhōng)已産生和存在着氣(qì)體且(qiě)浮子波(bō)動幅度(dù)不十(shí)分劇(jù)烈，所(suǒ)以可(kě)采用活塞(sāi)式氣體阻(zǔ)尼器(qì)。另外(wài)，就阻尼器(qì)的結構位置而(ér)言可置于傳感(gǎn)器上也可(kě)置于(yú)轉換(huàn)器上,但(dàn)由(yóu)于後者須(xū)對轉換器内部結構(gòu)做相(xiàng)當(dāng)大的改動，工(gōng)作量、試驗(yàn)量都很大。因此，确定選用前者(zhě),參見圖(tú)1。應(yīng)當說明，帶(dài)有(yǒu)液體阻(zǔ)尼器的(de)浮子流(liú)量計(jì)已有過設(shè)計和應用(yòng)的報(bào)道，但(dàn)尚無采用(yòng)氣體(tǐ)阻尼器的金(jīn)屬(shǔ)管浮(fú)子流(liú)量計(jì)信息(xī)。
3.5阻尼器的設計
　　 設計(jì)阻尼器必(bì)須了(le)解和(hé)确定下列(liè)數據:
　　 波動(dòng)幅度(dù)與頻率:經在現(xiàn)場幾小(xiǎo)時(shí)觀測統計(jì)未裝阻尼器的流量計的(de)波動幅度約爲(wèi)15%~25%， (±7.5%~±12%);頻率約(yuē)爲180~350次/min。
(1)要求阻尼效果:波(bō)動幅度(dù)應不大于+2%;頻(pín)率約不大(dà)于50-~90次/min。當然(rán)，由于(yú)沒有(yǒu)适當的儀(yí)器進行(háng)定(dìng)量檢測，所以阻尼的(de)最終效果是否(fǒu)達到預(yù)期(qī)目标(biāo)，一定(dìng)程度(dù)上還(hái)應通(tōng)過實(shí)際應(yīng)用由(yóu)現場(chǎng)技術和操(cāo)作人員判(pàn)斷和認定(dìng)。
(2)依照上述實際工況(kuàng)和阻尼目(mù)标，兼(jiān)顧該浮子流量(liàng)計結(jié)構尺寸、钛材管(guǎn)料(liào)規(guī)格等(děng)，求出阻尼(ní)系數(shù)之後(hòu)，初步确定(dìng)阻尼器(qì)結構及(jí)尺寸(cùn)如圖2所示(shì)。而決定阻(zǔ)尼效(xiào)果的阻尼室與(yǔ)阻尼體之(zhī)間間隙的(de)尺寸必須(xū)經現場試驗後(hòu)才能确定(dìng)。
 
3.6試驗(yàn)室試(shì)驗驗(yàn)證
　　 爲了初步驗(yàn)證這(zhè)一阻尼(ní)器的效(xiào)果，以(yǐ)阻尼管内徑(jìng)實測尺寸爲(wèi)準，4組(zǔ)不同外徑(jìng)尺寸的阻尼頭，使兩者(zhě)的(de)配合(hé)間隙(xì)分别(bié)爲0.8mm、0.6mm、0.4mm和(hé)0.2mm,分(fèn)次(cì)裝人特殊(shū)設計的(de)浮子流(liú)量計(jì)進行(háng)試驗(yàn)。爲造成浮子跳動并(bìng)盡量少對(duì)水(shuǐ)流量裝(zhuāng)置做較大(dà)變動(dòng)，試驗(yàn)系統(tǒng)如圖(tú)3所示(shì)。
 
　　 浮(fú)子的跳動(dòng)由緊(jǐn)靠彎頭的(de)球閥(fá)快開、快關(guān)與水(shuǐ)流經彎頭的(de)急劇流場變(biàn)化造成，實(shí)際跳(tiào)動情況(kuàng)借(jiè)助于(yú)流量(liàng)計的指針(zhēn)、度盤觀察，也可由轉(zhuǎn)換器(qì)的輸(shū)出電(diàn)流(liú)信号借助指(zhǐ)針式電流(liú)表觀測。
　　 試驗時流量計上(shàng)端自然存有空氣做(zuò)爲阻尼(ní)介質.試驗方法是:初始流量(liàng)置(zhì)于約50%最(zuì)大流量(liàng)處(chù)，這時指針仍(réng)略(luè)有擺(bǎi)動但有滿意(yì)讀(dú)數(系流場不穩所緻(zhì)，可視爲穩(wěn)定),然後迅速開(kāi)啓(或關閉)球閥，使指(zhǐ)針(zhēn)約達80% (或(huò)20%)最大流量(liàng)處并記下時間，等待指針(zhēn)雖擺動仍(réng)有可滿意(yì)讀數(shù)爲止，再記下(xià)時間，即可得知阻尼時(shí)間。經多次試驗(yàn)統計結果大緻如表(biǎo)1所示(shì):
 
　　 從上述試(shì)驗結(jié)果可(kě)以(yǐ)看出後(hòu)兩組間隙的阻(zǔ)尼器效果(guǒ)較好。但必(bì)竟現場實(shí)際工況與試驗室條件有較大(dà)差别，因此還必須進(jìn)行現(xiàn)場試驗。
4現場(chǎng)試驗與(yǔ)應用效果
　　 2002年6月(yuè)對特殊設計的(de)浮子流量計及特制的(de)間隙爲(wèi)0.3mm的阻尼體安裝(zhuāng)于現場取代原(yuán)流量(liàng)計進行多(duō)次試驗(yàn)，結果是(shì)間隙爲(wèi)0.3mm和0.4mm阻尼(ní)器(qì)效(xiào)果，原(yuán)來流(liú)量計指針擺動(dòng)幅度(dù)爲(wèi)10%～20%的同樣條件換(huàn)裝特殊(shū)設計的流量計後,其(qí)指針(zhēn)擺動(dòng)基本不超過6%(+3%),操(cāo)作人(rén)員(yuán)認爲滿(mǎn)意，可以接受，這(zhè)一設(shè)計達到了(le)預期效果(guǒ)。經使(shǐ)用一直很穩定(dìng)，這就初(chū)步(bù)解決了氣、液(yè)兩相流(liú)流量(liàng)測(cè)量(liàng)的難題。
　　 因(yīn)此(cǐ)可以認(rèn)爲:這種帶(dài)有阻(zǔ)尼器并由特種(zhǒng)材質制(zhì)造的浮子流(liú)量計是一(yī)種解決類(lèi)似雙(shuāng)相流流(liú)量測量的可行方(fāng)法之一，完(wán)全(quán)可以用(yòng)于離子膜燒堿工藝過程中。

以(yǐ)上内容源(yuán)于網絡，如有侵(qīn)權聯(lián)系即删除!