摘要:探(tan)讨了低(di)壓氫氣(qi)的計量(liang)方式,介(jie)紹了旋(xuan)進旋渦(wo)流量計(ji) 的結構(gou)特點及(ji)工作原(yuan)理,并針(zhen)對使用(yong)過程中(zhong)存在的(de)問題,提(ti)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻出保證(zheng)計量精(jing)度的改(gai)進措施(shi)和建議(yi)。
1引言
　　鹽(yan)化工總(zong)廠所屬(shu)氯堿分(fen)廠生産(chan)的氫氣(qi)在最初(chu)除少量(liang)氫氣和(he)氯氣反(fan)應生産(chan)合成鹽(yan)酸外，其(qi)餘氫氣(qi)👣全部放(fang)空處理(li)。随着🌂用(yong)氫♊用戶(hu)進入周(zhou)邊化工(gong)園區,氫(qing)氣也⁉️就(jiu)作爲一(yi)種貿易(yi)産品采(cai)用管📞道(dao)輸送的(de)方式銷(xiao)售給💋用(yong)戶。爲了(le)🐅保證供(gong)需雙方(fang)進行公(gong)平的貿(mao)易結算(suan),我.廠🐕在(zai)對外輸(shu)送氫氣(qi)管道上(shang)增加了(le)氫氣計(ji)量儀表(biao)。
2工藝情(qing)況介紹(shao)
　　從上遊(you)鹽硝廠(chang)化鹽裝(zhuang)置送來(lai)的鹽水(shui)通過一(yi)次精🐕制(zhi)和二次(ci)精制後(hou)進入離(li)子膜電(dian)解裝置(zhi)進行電(dian)解,生産(chan)出燒堿(jian)、氯氣和(he)氫氣💋,電(dian)解裝置(zhi)生産的(de)濕氫氣(qi)通過管(guan)道送入(ru)🆚氫氣處(chu)理裝置(zhi)進行幹(gan)燥處理(li)得到幹(gan)燥的氫(qing)氣送到(dao)下遊裝(zhuang)置。生産(chan)工藝的(de)特性決(jue)定了外(wai)送氫氣(qi)🔞壓力較(jiao)低,并且(qie)流速也(ye)比較低(di),通常氫(qing)🏃🏻‍♂️氣控制(zhi)在常溫(wen)25%℃左右,壓(ya)力控制(zhi)在表壓(ya)0.1MPa左右。
3計(ji)量方式(shi)的選擇(ze)
　　由于氫(qing)氣的氫(qing)分子量(liang)小，密度(du)低,是一(yi)種不容(rong)易正确(que)測量🔴的(de)工業氣(qi)體。當前(qian),根據氫(qing)氣壓力(li)和工藝(yi)管徑不(bu)同,選擇(ze)測㊙️量用(yong)😘的儀表(biao)主要有(you) 熱式質(zhi)量流量(liang)計 、科裏(li)奧利質(zhi)量流量(liang)計、 渦街(jie)流量計(ji) 和 孔闆(pan)流量計(ji) 等。生産(chan)工藝導(dao)緻了外(wai)輸氫氣(qi)管線的(de)壓力較(jiao)低，先後(hou)🔅使用過(guo)差壓式(shi)流量計(ji)(孔闆和(he)普洛巴(ba))和渦街(jie)流量計(ji)等,實際(ji)使用效(xiao)😘果都不(bu)理想。最(zui)後隻有(you)雙方協(xie)商解決(jue)，流量計(ji)的測量(liang)數據僅(jin)供參考(kao)。通過不(bu)斷的🧑🏾‍🤝‍🧑🏼學(xue)習,對低(di)壓力氫(qing)氣🔞流量(liang)測量的(de)認識不(bu)斷提高(gao),無論孔(kong)闆流量(liang)計、渦街(jie)流量計(ji)還是科(ke)氏力質(zhi)量流量(liang)📞計,都對(dui)氫氣壓(ya)力有一(yi)定的要(yao)求，曾經(jing)考慮選(xuan)擇熱式(shi)質量流(liu)✉️量計，但(dan)此流量(liang)計的工(gong)作原理(li)決定了(le)對氣中(zhong)的水.分(fen)有嚴格(ge)的要求(qiu)。又正好(hao)了解到(dao)一個氣(qi)⛱️堿企業(ye)給周邊(bian)用戶供(gong)應氯氣(qi)用的某(mou)知名品(pin)牌的熱(re)式質量(liang)流量計(ji)，産生了(le)計量糾(jiu)紛。因不(bu)🤞能保證(zheng)氫🔴氣幹(gan)燥裝置(zhi)始終.正(zheng)常運行(hang),所以熱(re)式質量(liang)流量計(ji)🔞就沒有(you)考慮。
　　在(zai)天然氣(qi)行業應(ying)用廣泛(fan)的旋進(jin)旋渦流(liu)量計來(lai)進行氫(qing)氣流量(liang)測量，此(ci)流量計(ji)有信号(hao)強、低流(liu)速特性(xing)較好的(de)優勢。并(bing)且能夠(gou)同時測(ce)量氫氣(qi)的工況(kuang)流量、溫(wen)度和壓(ya)力,然🥵後(hou)自動進(jin)行溫壓(ya)補償轉(zhuan)換成标(biao)況流量(liang)。所有🔴數(shu)據既可(ke)以在現(xian)場就地(di)顯示,又(you)能通過(guo)RS485通訊傳(chuan)輸到中(zhong)控室。
4測(ce)量原理(li)及優點(dian)
　　流量傳(chuan)感器的(de)流通剖(pou)面類似(si)文丘裏(li)管的型(xing)式。在😄入(ru)口側安(an)💁放🧑🏾‍🤝‍🧑🏼一組(zu)螺旋形(xing)導流葉(ye)片,當流(liu)體進入(ru)流量傳(chuan)感器時(shi)，導流葉(ye)片迫使(shi)流體産(chan)生劇烈(lie)的旋渦(wo)流。當流(liu)體進入(ru)擴散段(duan)時,旋渦(wo)流受到(dao)回流的(de)作用💃🏻,開(kai)始作二(er)次旋轉(zhuan),形成陀(tuo)螺式的(de)渦流進(jin)動現象(xiang)。該進動(dong)頻率與(yu)流量大(da)小成正(zheng)比,不受(shou)流體物(wu)理性質(zhi)和密度(du)的影❌響(xiang),檢測組(zu)件測得(de)❤️流體二(er)次旋轉(zhuan)進動頻(pin)率就能(neng)在較寬(kuan)的流量(liang)範圍内(nei)獲🏒得良(liang)好的線(xian)性度。信(xin)号經前(qian)置放大(da)✉️器放大(da)、濾波、整(zheng)形轉🔅換(huan)爲與流(liu)速成正(zheng)比的脈(mo)沖信号(hao),然後再(zai)與溫度(du)、壓力等(deng)檢測信(xin)号一起(qi)被送往(wang)微處理(li)器進行(hang)積算處(chu)💃🏻理,最後(hou)在🏒液晶(jing)顯示屏(ping)上顯示(shi)出測量(liang)結果(瞬(shun)時流量(liang)、累積流(liu)🌐量及溫(wen)度、壓力(li)數據)。其(qi)工作原(yuan)理🌈圖如(ru)下:

　　盡(jin)管旋進(jin)旋渦流(liu)量計和(he)渦街流(liu)量計都(dou)是屬于(yu)流體🐪振(zhen)動類流(liu)量計,但(dan)旋進旋(xuan)渦流量(liang)計還有(you)以下優(you)⛹🏻‍♀️點:
4.1産生(sheng)的旋渦(wo)信号比(bi)渦街流(liu)量計強(qiang),因此下(xia)限雷諾(nuo)數更低(di)。測量氣(qi)體流量(liang)時，下限(xian)流速可(ke)以低至(zhi)(1.5~2)m/s。
4.2因爲流(liu)量計産(chan)生的旋(xuan)渦信号(hao)比渦街(jie)流量計(ji)強,受上(shang)遊阻流(liu)件的影(ying)響比渦(wo)街流量(liang)計小,所(suo)以對上(shang)遊♉直管(guan)段長度(du)要求短(duan)🔆得多📐。
4.3儀(yi)表系數(shu)K比渦街(jie)流量計(ji)大1~2倍。
5使(shi)用情況(kuang)及改進(jin)措施.
　　旋(xuan)進旋渦(wo)流量計(ji)投入使(shi)用後，運(yun)行較爲(wei)穩定,計(ji)量數據(ju)和工藝(yi)計算的(de)理論數(shu)據基本(ben)相符。但(dan)由于現(xian)場環境(jing)受幹擾(rao)因素比(bi)較多,在(zai)使用過(guo)程中也(ye)出現了(le)一些問(wen)題,通過(guo)采取改(gai)進措💁施(shi),問題得(de)到了解(jie)決。
5.1要根(gen)據流量(liang)範圍選(xuan)擇合适(shi)量程儀(yi)表
　　當流(liu)量計經(jing)常在下(xia)限流量(liang)附近工(gong)作時,計(ji)量精度(du)難以♈得(de)到保證(zheng)。爲了使(shi)流量計(ji)的使用(yong)性能達(da)到理想(xiang)，要保證(zheng)流量計(ji)的常用(yong)流量在(zai)量程範(fan)圍的20%~80%内(nei)比較合(he)适。用戶(hu)提供的(de)流量範(fan)圍一般(ban)是标況(kuang)流量，但(dan)生産廠(chang)家提供(gong)的量🏃🏻‍♂️程(cheng)範圍卻(que)㊙️是工況(kuang)流量，需(xu)要根❓據(ju)工作壓(ya)力、工作(zuo)溫度及(ji)當地的(de)實際大(da)氣壓進(jin)行換算(suan),以選擇(ze)合适的(de)流量計(ji)。
5.2流量計(ji)在停産(chan)期間有(you)流量顯(xian)示問題(ti)
　　曾有用(yong)戶反映(ying)流量計(ji)在停産(chan)期間仍(reng)有流量(liang)顯.示的(de)🌈問題,通(tong)🛀過查看(kan)中控室(shi)DCS曆史趨(qu)勢,分析(xi)認爲:①DCS曲(qu)線有矩(ju)形波，判(pan)斷爲振(zhen)動引起(qi),一般顯(xian)示爲(200~300)m/h左(zuo)右,而所(suo)用的DN200流(liu)量計下(xia)限爲360m2/h,通(tong)過調整(zheng)小信号(hao)切除值(zhi),把300m2/h以下(xia)的全部(bu)切除;②DCS曲(qu)線有時(shi)有大⛱️的(de)跳變,分(fen)👈析認爲(wei)現場有(you)幹擾信(xin)号,将儀(yi)表外殼(ke)接地。通(tong)過采取(qu)措施後(hou),運行良(liang)好。
5.3氫氣(qi)含水對(dui)流量計(ji)的影響(xiang)
　　在使用(yong)過程中(zhong)發現旋(xuan)進旋渦(wo)流量計(ji)對氫氣(qi)含水量(liang)也⭐有一(yi)定要求(qiu),如果比(bi)較高時(shi)會出現(xian)儀表示(shi)值嚴重(zhong)失真🈲的(de)情況。要(yao)求工藝(yi)人員加(jia)強對氫(qing)氣幹燥(zao)處理的(de)監控。
5.4小(xiao)信号切(qie)除值的(de)設置問(wen)題
　　設置(zhi)小信号(hao)切除值(zhi)是根據(ju)現場的(de)實際情(qing)況來确(que)定儀表(biao)的始動(dong)流量。如(ru)果小信(xin)号切除(chu)值設定(ding)得太大(da),那麽儀(yi)表的始(shi)動流量(liang)☎️也就相(xiang)應增大(da),就會造(zao)成在小(xiao)流量時(shi)沒🤟有計(ji)量🔱;如果(guo)小信号(hao)切除值(zhi)設定得(de)太小，那(na)麽儀表(biao)的靈敏(min)度相應(ying)提高,工(gong)藝管道(dao)的一♍些(xie)微弱振(zhen)動或電(dian)氣幹擾(rao)就有可(ke)能導緻(zhi)在沒有(you)氣體通(tong)過的情(qing)況下流(liu)量計開(kai)始工作(zuo),從而造(zao)成⛱️流量(liang)🐕的“無中(zhong)生💯有”，引(yin)起不必(bi)要的争(zheng)議。我廠(chang)結合DCS系(xi)統的曆(li)史趨勢(shi)曲線,選(xuan)擇合适(shi)的小信(xin)号切除(chu)值。既避(bi)免✏️了現(xian)場的🧡幹(gan)擾，又保(bao)證了流(liu)量💁計的(de)正常測(ce)量。
6結束(shu)語
　　旋進(jin)旋渦流(liu)量計在(zai)我廠低(di)密度、低(di)壓力氫(qing)氣的流(liu)量測量(liang)🔆應用效(xiao)果良好(hao),對于類(lei)似工況(kuang)的氣體(ti)計量有(you)一💃定的(de)借鑒作(zuo)用🧑🏽‍🤝‍🧑🏻。

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