[摘要]針對(dui)氯化反應(yīng)産物的強(qiáng)腐蝕、易堵(dǔ)塞管道、低(dī)電導率和(he)低🐉流速等(děng)特性，分析(xī)了曾采用(yong)過的幾種(zhong)流量測控(kòng)儀表 的缺(quē)陷:介紹了(le)超聲流量(liang)計的工作(zuo)原理及其(qi)在氯化反(fǎn)應産物流(liu)量測控中(zhōng)的優勢。
　　氯(lǜ)與烯烴類(lèi)物質反應(ying)的産物(以(yǐ)下稱氯反(fǎn)應物)是一(yī)-類重🐉要化(huà)學品中間(jiān)體,也是生(shēng)産氯氟烴(ting)替代品的(de)主要原料(liào)。随着社會(hui)經👣濟的發(fā)展和人民(min)生活水平(ping)的不斷提(tí)高,氯反應(ying)物在醫藥(yao)、化工、染料(liao)等領域将(jiāng)會占有越(yuè)來越重要(yao)的地位。在(zài)生産過程(cheng)中氯反應(yīng)物流量參(can)數是生産(chǎn)工序中一(yi)項重要的(de)測控數📱據(ju)，然而由于(yu)🔞氯反應物(wu)的強腐蝕(shi)性、低電導(dao)率、易堵👈塞(sāi)管道及工(gōng)藝上的低(di)流量等特(tè)點,使得氯(lü)反應物流(liu)量測控多(duō)年來-直存(cun)在諸多問(wèn)題。儀表技(ji)術人員曾(ceng)嘗試過使(shǐ)用多種流(liú)量測量🐇儀(yi)表,也爲此(ci)付出了💃大(da)量的人力(lì)和财力,但(dan)都因出現(xiàn)的種種問(wèn)題不能㊙️滿(man)足生産上(shàng)的需要而(ér)以失敗告(gao)終,因此氯(lǜ)反應物流(liú)量測控問(wèn)題一直都(dou)沒有得到(dào)根本性解(jie)決。
1氯反應(yīng)物流量測(cè)控失敗的(de)原因
1.1電磁(cí)流量計
　　由(you)于 電磁流(liú)量計 對被(bèi)測液體有(yǒu)技術要求(qiu)，即被測液(yè)體的電導(dao)率不能✂️低(di)🌍于🐉電🎯磁流(liu)量計規定(ding)的阈值，否(fou)則不能正(zheng)常進行測(ce)量。通用型(xing)電磁流量(liàng)計對被測(ce)液體電導(dǎo)率規定的(de)阈值根據(jù)不同的🧑🏾‍🤝‍🧑🏼型(xing)号而異，一(yi)般在5×10-6~10-4S/cm之間(jian);使用時還(hái)取決于傳(chuán)感器間流(liu)量信❓号線(xian)長度及其(qi)分布。而非(fēi)接觸電容(rong)耦合大面(mian)積電極的(de)電磁流量(liang)計則可測(ce)電導率低(di)至(1~5)×10-8S/cm。考慮到(dào)氯反❗應物(wù)屬于低電(dian)導率👄液體(ti)，浙江巨化(huà)股份有限(xian)公司電化(hua)廠(以下簡(jian)稱“巨🌈化.電(diàn)化廠”)選用(yòng)的是 電容(róng)式電磁流(liu)量計 ，但是(shì)在實際使(shi)用中還是(shì)不能正常(cháng)工作,示值(zhi)經常大幅(fú)跳動或流(liú)量時有時(shí)無。經檢查(cha),流量計的(de)安裝符合(he)要求，液體(ti)🚶‍♀️等電㊙️位接(jie)🆚地良好，電(dian)纜絕緣等(děng)都不存在(zài)問題。由于(yu)查不到氯(lǜ)反應物的(de)電導率數(shu)據,分析主(zhǔ)要還是氯(lü)反應物電(diàn)導率低于(yu)或接近于(yú)規定的阈(yu)值導緻上(shang)述問題。盡(jìn)💁管電磁流(liú)量計傳感(gan)器内無可(kě)動部件，也(yě)是測量導(dao)電流體較(jiào)好的流量(liàng)㊙️儀表，但是(shì)用于測量(liang)氯㊙️反應物(wu)這種電導(dǎo)率很低或(huo)處于臨界(jie)狀态的流(liú)體流量還(hái)是不太适(shì)合。
1.2遠傳浮(fu)子流量計(ji)
　　浮子流量(liang)計 又稱 轉(zhuan)子流量計(ji) ，盡管其測(ce)量精度較(jiao)低,但是它(ta)适用于低(di)雷諾數和(he)小流量測(ce)量,某種形(xing)狀的浮子(zǐ)甚至對流(liu)體的最小(xiao)雷諾數要(yao)求達👨‍❤️‍👨到40,這(zhè)兩個⭐技術(shu)特性比較(jiào)适合氯反(fan)應物流體(ti)的特點。考(kǎo)慮到介質(zhi)的強腐☁️蝕(shí)性，巨化電(diàn)化廠曾選(xuǎn)用襯聚四(sì)☎️氟乙烯的(de)遠傳浮子(zǐ)流量計測(cè)量氯反應(yīng)物流量,但(dàn)是由🔞于氯(lü)反應物是(shi)含有多種(zhong)🙇🏻成分的易(yi)堵塞流體(ti)，而浮子流(liú)量計要求(qiu)被測流體(ti)應爲清潔(jié)的流體,所(suo)以在使用(yong)過程中還(hai)是發生了(le)浮子在錐(zhuī)形管腔體(ti)☂️被卡堵等(deng)問題。盡管(guǎn)将流量計(jì)拆下清理(li)重新組裝(zhuāng)後仍可使(shi)🔞用,但是使(shǐ)用不久又(you)會被堵塞(sāi)。而且在🥰線(xian)拆卸清理(li)還需要在(zài)工藝管道(dào)設置旁路(lu)管🍓線及閥(fá)門等,這些(xiē)不僅受到(dào)現場空間(jiān)及成本.上(shàng)的限制,還(hái)存在着對(dui)生産的影(ying)響和操作(zuò).上的不方(fāng)便等問題(ti)。由于浮子(zǐ)流量計傳(chuan)感器内有(you)可動部件(jiàn)，在測量含(hán)有易堵塞(sāi)流體時容(rong)易發生堵(dǔ)塞，因此采(cǎi)用浮子流(liu)量計還是(shi)不能滿足(zu)連續穩定(dìng)💔生産測:量(liang)的需要。
1.3質(zhì)量流量計(jì)
　　依據科裏(lǐ)奧利原理(li)的質量流(liu)量計是一(yi)-種具有精(jing)度⭐高、量程(chéng)比寬、無直(zhí)管段要求(qiu)、無需補償(chang)的直接式(shi)質量流量(liàng)計，盡🐪管其(qi)價格昂貴(gui),但是爲了(le)能找到-一(yi)種适合測(ce)量氯反應(yīng)物流量的(de)儀表，巨化(hua)電化廠也(ye)曾選用了(le)🌈質量流量(liàng)計來進行(háng)測量試驗(yàn)🏃🏻。爲了防止(zhi)‼️介質對流(liu)量計的腐(fǔ)蝕,供應商(shang)提供了内(nei)襯PFA的質量(liang)流量計,但(dàn)在使用過(guò)程中還是(shi)出現了問(wèn)題。内襯PFA雖(sui)🔞在防止介(jiè)🚶質腐蝕💔方(fāng)面起到了(le)一-定作用(yòng),但是由于(yú)傳感器口(kǒu)徑較小，且(qiě)📧液體流量(liang)測控需要(yao)傳感器朝(cháo)下安裝,因(yīn)🔱生産中氯(lü)反應物流(liú)體有時處(chu)于間🌈斷流(liu)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼動狀态，這(zhe)就導緻了(le)在實🐇際使(shǐ)用過程中(zhōng)出現了傳(chuan)♍感器流通(tōng)管内沉積(jī)結垢而局(jú)部堵塞和(he)示值誤差(cha)問題,在選(xuǎn)用測量氯(lü)反應♍物流(liu)量時最終(zhōng)還是被淘(táo)汰了。
1.4差壓(yā)式流量計(ji)口
　　差壓類(lei)流量計是(shì)流量計範(fàn)疇内品種(zhǒng)最多的流(liu)量儀表,巨(ju)化🈲電化廠(chǎng)曾使用過(guo) V 錐流量計(ji) 、 阿牛巴流(liu)量計 等。由(you)于差壓類(lei)儀表屬于(yu)受限于雷(lei)諾數的儀(yi)表,必須要(yào)先看是否(fǒu)滿足儀表(biǎo)的技術特(tè)性要求。以(yi)DN50管徑的氯(lü)反應物最(zui)大流量8m3/h、最(zuì)小流量0.5~1m3/h來(lái)分析是否(fou)滿足儀表(biǎo)的💛要求。根(gēn)據上述最(zui)小流量0.5~1m3/h時(shi)，計算得到(dao)對應的雷(lei)諾數爲4000~6800(黏(nián)度μ=1.5mPa·s),盡管V錐(zhuī)流量計是(shi)下限要求(qiu)較低🚶‍♀️的儀(yi)表,其下限(xian)雷諾數也(yě)要達到≥8000才(cái)能正常工(gong)作,而阿牛(niu)巴要求的(de)✏️下限遠高(gao)于V錐流量(liang)計。所以當(dang)🌐流量較小(xiǎo)時，DN50管道由(yóu)于受限于(yu)雷諾數,差(chà)壓類流量(liang)計不能正(zheng)常工作。
　　再(zai)看差壓變(bian)送器實際(ji)測量時的(de)不确定度(du)。以V錐流量(liang)計爲例，當(dang)孔闆内外(wài)徑之比β取(qu)0.6、測量管内(nèi)徑爲50mm時，對(dui)應最大流(liu)量♋8m'/h差壓量(liàng)程🔴上限爲(wèi)9kPa,采用精度(du)等級爲0.075的(de) 差壓變送(sòng)器 ,依據下(xià)式計算可(ke)得到在小(xiao)流量0.5~1m3/h時差(cha)壓變送器(qì)的實際測(cè)量🌍不确定(dìng)度的大小(xiǎo)。

　　式(1)中:E-差壓(ya)實際測量(liang)的不确定(ding)度;ξsρ---差壓變(bian)送器的準(zhǔn)确🧡度等級(ji);△p:一差壓變(bian)送器上限(xian)值(20mA輸出對(dui)應差壓值(zhí)),Pa(或kPa);△p:一🈲差壓(yā)實際值，Pa(或(huo)kPa)。
　　在小流量(liang)1m3/h時，節流件(jiàn)産生的差(chà)壓值爲0.14kPa,帶(dài)入式(1)得到(dào)差壓變送(sòng)🔴器實際不(bú)确定度爲(wei)3.2%;在流量0.5m3/h時(shí)，差壓爲0.035kPa,差(cha)🏒壓變送器(qì)實際不确(que)定度爲12.9%。盡(jin)管采用精(jīng)度等級爲(wei)🤟0.075的差壓變(bian)送器,但在(zai)小流量時(shi)整個測量(liàng)系統實際(ji)精度太差(chà),這是差壓(ya)類流量計(ji)不能正常(chang)🚶‍♀️工作的原(yuán)🔞因。
2選擇測(ce)量控制方(fāng)案0
2.1超聲流(liú)量計
　　根據(jù)氯反應物(wù)流量測控(kòng)中出現的(de)上述問題(tí)，在與生産(chan) 超聲流量(liàng)計 的廠家(jiā)進行了廣(guang)泛的技術(shu)交流後，初(chu)步了解到(dào)針對氯反(fan)應物流量(liàng)測控難點(diǎn),可以采用(yong)不受流體(ti)物📞性和性(xing)狀影響、傳(chuan)感器内💞無(wú)可動部件(jian)的超聲流(liú)量計進行(háng)🙇‍♀️測量。
　　超聲(shēng)波在流動(dong)的流體中(zhong)傳播時,順(shùn)流方向聲(shēng)波速度會(huì)增大，逆流(liu)方向則減(jian)小,同一傳(chuan)播距離就(jiu)有不同的(de)傳播時間(jiān)。順流🧑🏽‍🤝‍🧑🏻傳播(bō)的時間與(yu)逆流傳播(bo)的時🚩間之(zhi)差與被測(ce)流體的流(liu)速有關，據(jù)此求出流(liú)體的流速(su)超聲流量(liang)計工作原(yuan)理示意圖(tú)如圖1所示(shi)。

　　設流體在(zai)管道中流(liú)動的速度(du)爲?,聲波在(zài)流體中傳(chuán)🔴播的速度(dù)爲c,聲道傳(chuán)播角度爲(wèi)?,則聲波在(zài)兩個傳感(gǎn)器A、B間🔅順流(liú)傳播時間(jian)與逆流傳(chuan)播時間分(fèn)别如”下。

　　式(shì)中:tAB;一超聲(shēng)波順流傳(chuan)播的時間(jiān);tBA一超聲波(bō)逆流傳播(bo)的時間;L一(yī)上下遊傳(chuán)感器A、B間的(de)聲長度。
　　從(cóng)式(4)可以求(qiú)得流體的(de)流速，進而(er)得到流體(tǐ)在管道🛀🏻中(zhong)的流量。在(zai)求得的流(liú)體速度計(jì)算式中,聲(sheng)波速度c在(zai)方程中消(xiāo)失了，流體(tǐ)流速僅由(you)固定距離(lí)L的傳播時(shí)間得♈出,從(cong)而消除了(le)流體溫度(dù)、壓力和流(liú)體組成等(deng)因素對流(liu)量計測量(liang)的影響。
2.2使(shi)用效果
　　對(duì)于氯反應(yīng)物流量的(de)測量,鑒于(yú)以前也曾(ceng)多次得💔到(dào)過其他流(liu)量計廠家(jiā)産品可靠(kào)的承諾,所(suo)以決定先(xiān)采💃🏻，用手持(chí)式超聲流(liu)量💃🏻計現場(chǎng)進行測控(kòng)試驗,若測(cè)控效果和(hé)數據可靠(kào),再陸續改(gǎi)造。經過約(yuē)半年時間(jian)的現場實(shi)際測量考(kǎo)驗,流量測(cè)控參數穩(wěn)定可靠,完(wán)全符合生(shēng)🐆産工藝的(de)需要。根據(ju)這種情況(kuang)，生産中💔陸(lù)續采用了(le)🈲多台固定(ding)式超聲流(liú)量計，至今(jīn)測量穩定(dìng),并且能夠(gou)實現氯反(fǎn)應器的參(can)數自動比(bi)值調節。經(jīng)驗證，超聲(shēng)流量計還(hái)用于其他(ta)裝置🏃‍♂️氯✍️化(huà)反應物液(ye)體的流量(liàng)測量，均取(qǔ)得較好的(de)測量效果(guǒ)。
3結語
　　 超聲(sheng)流量計在(zai)特殊化工(gōng)生産過程(chéng)中提供了(le)可靠的計(jì)量和調節(jie)參數,爲确(què)保生産的(de)長期穩定(ding)作出了貢(gong)獻,并🌏減少(shao)‼️了企業衆(zhong)多的人力(lì)資源浪費(fei)與财力損(sǔn)失。

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