摘要(yao):探讨了低壓氫(qīng)氣的計量方式(shì),介紹了旋進旋(xuan)渦流量計
的結(jié)構特點及工作(zuò)原理,并針對使(shi)用過程中存在(zai)的問題,提出💘保(bǎo)證計量精度的(de)改進措施和建(jiàn)議。
1引言
鹽化工(gong)總廠所屬氯堿(jiǎn)分廠生産的氫(qing)氣在最初除🈲少(shao)量氫氣和氯氣(qì)反應生産合成(chéng)鹽酸外，其餘氫(qing)氣全部放空⛹🏻♀️處(chu)理🐉。随着用氫用(yòng)戶進入周邊化(huà)工園區🐕,氫氣也(yě)就作爲一種貿(mao)💰易産品采用管(guan)道輸送的方式(shi)銷售給用戶。爲(wei)了保證供需雙(shuāng)方進行公平的(de)貿😘易結算,我.廠(chang)在對外輸送氫(qing)氣管道上🌐增加(jia)了氫氣🤟計量儀(yi)表。
2工藝情況介(jie)紹
從上遊鹽硝(xiao)廠化鹽裝置送(song)來的鹽水通過(guò)一次精制和二(er)次🌈精制後進入(ru)離子膜電解裝(zhuang)置進行電解,生(shēng)産出燒堿、氯氣(qì)和氫氣,電解裝(zhuāng)置生産的濕氫(qīng)氣🔞通過管道送(sòng)入氫氣處❌理裝(zhuāng)置進行幹燥處(chù)理得到幹燥的(de)氫🛀🏻氣送到下遊(you)裝置。生⛱️産工藝(yi)的特性決定了(le)外送氫氣壓力(lì)較低,并且流速(sù)也比較低,通常(cháng)氫💞氣控制在常(cháng)溫25%℃左右,壓力控(kong)制在表壓0.1MPa左右(yòu)。
3計量方式的選(xuǎn)擇
由于氫氣的(de)氫分子量小，密(mi)度低,是一種不(bu)容易正确🔆測❤️量(liàng)的工業氣體。當(dāng)前,根據氫氣壓(ya)力和工藝管徑(jing)不同,選擇測量(liàng)用的儀表主要(yao)有
熱式質量流(liú)量計
、科裏奧利(lì)質量流量計、
渦(wō)街流量計
和
孔(kong)闆流量計
等。生(shēng)産工藝導緻了(le)外輸氫氣管線(xiàn)的壓力較低，先(xiān)🧑🏽🤝🧑🏻後使用過差壓(ya)式流量計(孔闆(pan)和普洛巴)和渦(wo)街流量計等,實(shi)際使用效果都(dou)🔴不理想。最後隻(zhī)有雙方協商解(jiě)決🙇♀️，流量計的測(cè)量🔞數據僅供參(cān)考。通過不斷的(de)學習,對低💯壓力(lì)氫氣流量測量(liang)的認識不斷提(ti)高,無論孔闆流(liú)量計、渦街流量(liang)計還是科氏力(lì)質量流量計,都(dōu)對氫氣♌壓力有(yǒu)一定的要求，曾(céng)經考慮選擇熱(rè)式質量流量計(ji)，但此流量計的(de)工作原理決定(dìng)了對☂️氣中的水(shui).分有嚴格㊙️的要(yao)求。又正好了解(jiě)到一個氣堿企(qǐ)業給周邊用戶(hù)供應氯氣用的(de)某知名品牌的(de)🐉熱式質量流量(liàng)計❌，産生了計量(liang)糾紛。因不😍能保(bao)證氫氣幹燥裝(zhuāng)置✨始終.正常運(yùn)行,所以熱式質(zhì)量流量計就沒(méi)有考慮。
在天然(ran)氣行業應用廣(guǎng)泛的旋進旋渦(wo)流量計來進行(háng)氫💃🏻氣流量測量(liàng)，此流量計有信(xìn)号強、低流速特(tè)性較好的優勢(shi)。并且能☁️夠同時(shí)測量氫氣的工(gōng)況流量、溫度和(he)壓力,然後自動(dòng)💰進行溫壓補償(cháng)轉換成标況流(liú)量。所有數據既(ji)可以在現場就(jiù)地顯示,又能通(tong)過㊙️RS485通訊傳輸到(dao)中控室。
4測量原(yuan)理及優點
流量(liang)傳感器的流通(tong)剖面類似文丘(qiu)裏管的型式。在(zài)♌入口側安放一(yi)組螺旋形導流(liu)葉片,當流體進(jin)入流量傳🔅感器(qi)時，導流葉片迫(pò)使流體産生劇(jù)烈的旋渦流。當(dang)流體進入擴散(san)段時,旋渦流受(shòu)到🔅回流的作用(yong),開始作二次旋(xuan)轉,形成陀螺式(shì)的渦流進動現(xian)象。該進動頻率(lü)與流量大小成(cheng)🔅正比,不受流體(tǐ)物理性質和密(mì)度的影響,檢測(cè)組件測得流體(tǐ)二次旋轉進動(dong)頻率就能在較(jiao)寬的流量範圍(wéi)内獲得良好的(de)線性度。信号經(jīng)前置放大❓器放(fàng)大、濾波、整形轉(zhuan)🛀🏻換爲與流🐕速成(cheng)正比💞的脈沖信(xìn)号❓,然後再💜與溫(wēn)度、壓力等檢測(cè)信号一起被送(song)往微處理器進(jìn)行積算處理,最(zui)後在🏒液晶顯示(shi)屏😘上顯示出測(ce)量結果(瞬時流(liú)量、累積流🏒量及(jí)🔆溫度、壓力數據(jù))。其工作原理😘圖(tu)如下:
盡管旋(xuán)進旋渦流量計(jì)和渦街流量計(jì)都是屬于流體(tǐ)振動類🍓流😍量計(jì),但旋進旋渦流(liú)量計還有以下(xia)優點:
4.1産生的旋(xuan)渦信号比渦街(jiē)流量計強,因此(cǐ)下限雷諾數更(geng)🔱低。測量氣體流(liú)量時，下限流速(sù)可以低至(1.5~2)m/s。
4.2因爲(wei)流量計産生的(de)旋渦信号比渦(wo)街流量計強,受(shou)上遊🚶♀️阻流👈件的(de)影響比渦街流(liú)量計小,所以對(dui)上遊直管段長(zhǎng)度要求短得多(duo)。
4.3儀表系數K比渦(wo)街流量計大1~2倍(bei)。
5使用情況及改(gǎi)進措施.
旋進旋(xuán)渦流量計投入(rù)使用後，運行較(jiao)爲穩定,計量🈲數(shù)💯據和工藝計算(suàn)的理論數據基(ji)本相符。但由于(yu)現場環境受幹(gàn)擾因素🈲比較多(duo),在使用過程中(zhōng)也出現了一些(xiē)問題,通過采取(qu)改進措🆚施,問題(ti)得到了解決。
5.1要(yào)根據流量範圍(wéi)選擇合适量程(chéng)儀表
當流量計(ji)經常在下限流(liú)量附近工作時(shi),計量精度難以(yǐ)🈲得到保證。爲了(le)使流量計的使(shǐ)用性能達到理(li)想，要保證流量(liang)計的常用流量(liang)在量程範圍的(de)20%~80%内比☁️較合适。用(yòng)戶提👌供的流量(liang)範圍🔱一般是标(biāo)況流量，但🆚生産(chan)廠家提供的量(liang)程範圍卻是工(gong)況流量，需要根(gēn)據工作壓力、工(gong)作溫度及當地(di)的實際大氣壓(ya)進行換算,以選(xuǎn)擇合适的流量(liàng)計。
5.2流量計在停(ting)産期間有流量(liang)顯示問題
曾有(you)用戶反映流量(liàng)計在停産期間(jiān)仍有流量顯.示(shì)的問題㊙️,通過查(cha)看中控室DCS曆史(shǐ)趨勢,分析認爲(wei):①DCS曲線有矩💘形波(bo)💜，判斷爲振🔆動引(yǐn)起,一般顯示爲(wei)(200~300)m/h左右,而所用的(de)DN200流量計下限爲(wèi)360m2/h,通過調整小信(xìn)号切除值,把300m2/h以(yi)下的全部切除(chú);②DCS曲線有時有大(dà)的跳變,分析認(ren)爲現場有幹擾(rǎo)信号,将儀表外(wài)🔴殼接地。通過采(cǎi)取措施後🧑🏾🤝🧑🏼,運行(háng)良好。
5.3氫氣含水(shuǐ)對流量計的影(ying)響
在使用過程(cheng)中發現旋進旋(xuan)渦流量計對氫(qīng)氣含水量也有(yǒu)一定要求,如果(guo)比較高時會出(chū)現儀表示值嚴(yán)重失真的情況(kuang)。要求工藝人員(yuán)加強對氫氣幹(gan)燥處理的🚩監控(kòng)。
5.4小信号切除值(zhi)的設置問題
設(shè)置小信号切除(chu)值是根據現場(chang)的實際情況來(lai)确定儀表的始(shǐ)動流量。如果小(xiǎo)信号切除值設(she)定得太大,那☀️麽(me)儀表的始動✏️流(liu)量也就相應增(zēng)大,就會造成在(zài)小流量時沒☀️有(you)計量💋;如果小信(xìn)号切除值設定(ding)得太小，那麽儀(yí)表的靈敏度相(xiàng)應提高,工藝㊙️管(guan)道的一些微弱(ruò)振動或電氣幹(gan)擾就有可能導(dǎo)緻在沒有氣🏃♀️體(tǐ)通過的情況📞下(xià)流量計開始👣工(gong)作,從而造成流(liu)量的“無中生有(yǒu)”，引起不必要的(de)争議。我廠結合(he)DCS系統的🧑🏾🤝🧑🏼曆史趨(qū)勢曲線,選擇合(hé)适的小信号切(qiē)🔞除值。既避免了(le)現場的幹擾，又(yòu)保證了流量計(ji)的正常測量。
6結(jie)束語
旋進旋渦(wō)流量計在我廠(chǎng)低密度、低壓力(li)氫氣的流量測(ce)量應用效果良(liáng)好,對于類似工(gong)況的氣體計量(liang)有一定的借鑒(jian)作用。
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