[摘要(yao)]通過對離子(zǐ)膜燒堿生産(chan)線工況條件(jian)分析,提出了(le)在浮子流量(liàng)計 結構中增(zēng)加阻尼裝置(zhì)等措施。實踐(jiàn)表明，采用阻(zǔ)尼裝置的金(jin)屬管浮子流(liu)量計 ,完全能(néng)夠實現在氣(qi)液混合雙相(xiàng)介質工況條(tiáo)件下的⚽離子(zǐ)膜燒堿生産(chan)線的流量測(ce)量。
1問題的提(tí)出
　　 近年來，我(wo)國化工行業(ye)中采用離子(zi)膜法制堿工(gong)藝發展很🈲快(kuai)，前🌍幾年該裝(zhuāng)置大多爲全(quán)套進口，包括(kuo)在☔線的各種(zhǒng)儀表。現在從(cóng)設💛備到儀表(biǎo)逐漸國産化(hua)，這樣既能保(bǎo)證質量，同時(shi)可以節約大(dà)量外彙。
　　 西北(běi)某大型化工(gong)廠在建成試(shi)生産階段就(jiù)發現安裝在(zài)陰、陽兩極管(guǎn)道上的兩台(tái)浮子流量計(jì)工作不正常(cháng)😄,指針總在擺(bǎi)動☔，無法讀數(shù);輸出電流信(xìn)号也不穩定(dìng)，難以實現預(yu)期的工藝流(liu)程調節與控(kòng)制目标⛷️等，以(yǐ)至影響了正(zheng)常投産。
　　 經現(xiàn)場觀察和分(fèn)析認爲:陰極(jí)、陽極兩條管(guǎn)道中被測量(liàng)的👨‍❤️‍👨介質均爲(wei)既不均勻、比(bi)例又不固定(ding)的氣、液雙相(xiang)🈲介質☔;而流量(liàng)計🏃‍♂️則是💔常規(gui)型浮子流量(liang)計。
　　 浮子流量(liàng)計的工作原(yuan)理之一是浮(fu) 力定律，也就(jiù)是與被測介(jiè)質♍的密度有(you)關,密度不穩(wěn)定時浮子就(jiù)會跳動。由于(yu)🔞本工況液體(ti)伴有不定氣(qi)體量的情況(kuang)，産生脈動流(liu),導緻了流量(liàng)計的上述現(xian)象。
　　 目前各種(zhong)常規流量計(jì)都不适用于(yu)氣、液雙相介(jiè)質,而工藝過(guò)📐程的鹽液及(ji)堿液流量必(bi)須加以測量(liàng)和控制,即必(bi)須安裝流㊙️量(liang)計🔅。因此，選用(yòng)一種可用的(de)流量計或對(duì)現有的某種(zhong)流量計進行(háng)改進設計以(yǐ)滿足此特定(ding)工況測量😘要(yào)求就成爲下(xià)步工🌏作。
2确定(ding)方案
　　 實施方(fang)案的選擇與(yu)确定至少要(yao)滿足以下3點(diǎn):
(1)流量計的接(jiē)液零部件必(bi)須能承受陰(yīn)、陽兩極管道(dào)中含氯💔氣鹽(yán)液及堿液的(de)強烈氧化和(he)腐蝕;
(2)安裝連(lian)接尺寸盡量(liang)與原流量計(jì)相同，以減少(shao)工作量;
(3)流量(liang)計自身能有(you)效地緩沖和(he)減少由随機(jī)産生氣體帶(dai)來的劇烈波(bo)動，達到可視(shì)爲穩定值的(de)讀數,并且輸(shu)🤟出電流信号(hào)波動滿足調(diao)節系統的要(yào)求。
　　 按上述要(yào)求對 電磁流(liu)量計 、 渦輪流(liu)量計 、 渦街流(liu)量計 、浮子流(liu)量計與差壓(yā)式流量計等(děng)進行分析、比(bǐ)較後認爲隻(zhī)🤩有對🧑🏽‍🤝‍🧑🏻金屬管(guǎn)浮子流量計(jì)進行必要的(de)改進才是✨可(ke)行🔴的和🐅方案(àn)。因此在其原(yuán)有産品基礎(chǔ)上特殊設計(jì)了一種金屬(shǔ)管浮子流量(liàng)計。
3特殊設計(jì)的實施
該浮(fu)子流量計應(ying)實施3項改進(jin)設計。
3.1耐腐蝕(shí)材料選擇和(he)防腐措施
　　 查(cha)閱金屬材料(liao)手冊并結合(hé)現場其它設(she)備材料的應(yīng)用⁉️實際，陽極(ji)管道中的介(jiè)質爲含氯氣(qi)的鹽液，傳♋感(gan)器中所有與(yǔ)介質接觸的(de)零件均采用(yòng)钛(Ti)材制造,兩(liang)法蘭密封面(miàn)♻️及殼體與導(dao)管組件密封(feng)面均進行塗(tu)钯處理。
　　 整個(gè)傳感器具有(yǒu)良好的抗氧(yǎng)化及耐腐蝕(shi)性能。而⚽陰極(jí)管道中的介(jie)質爲堿液和(he)氫氣及氯氣(qì)等，傳感器中(zhōng)所有與介質(zhi)接觸的零件(jiàn)均采用不鏽(xiu)鋼(SUS316L)材質制造(zào)，整個傳感💃器(qì)具有良好的(de)✊耐腐蝕🆚性能(néng)。經兩年多的(de)使用證明是(shi)可行的。
3.2連接(jie)尺寸與安裝(zhuāng)方式
　　 由于用(yong)戶的原有流(liú)量計爲水平(ping)安裝，這與常(chang)規浮子流量(liàng)🔴計垂直安裝(zhuang)、流體自下而(er)上的流向完(wán)全不同,因此(ci)必須将其設(shè)👈計成📐(水)平進(jin)(水)平出結構(gou)，由于已有管(guǎn)道的開檔尺(chi)寸🏃‍♀️足夠長♌，于(yu)是設計成如(rú)圖1所示.的浮(fu)子流量計。
3.3最(zui)大限度地保(bǎo)證工作條件(jiàn)下流量計的(de)穩定
　　 就流量(liàng)計自身而言(yán)，克服波動(不(bu)論是外部還(hai)是内部原因(yīn)所㊙️緻)的常用(yòng)而有效的措(cuo)施是加裝阻(zǔ)尼器。阻尼器(qi)一般分爲機(jī)械式和電(磁(cí))式，顯然對浮(fu)子流量計應(ying)首先考慮選(xuǎn)用前者。
3.4阻尼(ní)器的選擇
　　 按(àn)阻尼介質不(bú)同又分爲液(ye)體阻尼器和(he)氣體阻尼器(qi)。
 
　　 由于本應(ying)用對象中已(yǐ)産生和存在(zài)着氣體且浮(fú)子波動幅度(du)不十分劇烈(liè)，所以可采用(yòng)活塞式氣體(tǐ)阻尼器。另外(wai)，就阻尼器的(de)結構位置而(er)言可置于傳(chuan)感器上也可(ke)置于🛀🏻轉換器(qi)上,但由于後(hou)者須對轉換(huàn)器内部結構(gòu)做相當大的(de)改動，工作量(liàng)、試驗量都很(hěn)大💃🏻。因此，确定(dìng)選用前者,參(cān)見🌈圖1。應當說(shuo)明，帶有液體(ti)阻尼器的浮(fú)子流量計已(yi)有過設💛計和(hé)應用的報🔴道(dào)，但尚無采用(yong)氣體阻尼器(qi)的金屬管浮(fu)子流量計信(xìn)息。
3.5阻尼器的(de)設計
　　 設計阻(zu)尼器必須了(le)解和确定下(xia)列數據:
　　 波動(dong)幅度與頻率(lü):經在現場幾(ji)小時觀測統(tǒng)計未裝阻尼(ní)🤞器的流量計(ji)的波動幅度(du)約爲15%~25%， (±7.5%~±12%);頻率約(yue)爲180~350次/min。
(1)要求阻(zǔ)尼效果:波動(dong)幅度應不大(dà)于+2%;頻率約不(bu)大于50-~90次/min。當🈲然(ran)，由于沒有适(shì)當的儀器進(jìn)行定量檢測(ce)，所以阻尼的(de)最終效果是(shi)否達到預期(qi)目标，一定程(cheng)度上還應通(tōng)過實際應用(yong)由現場技術(shù)和操作人員(yuán)判斷和認定(dìng)。
(2)依照上述實(shí)際工況和阻(zu)尼目标，兼顧(gu)該浮子流量(liang)計🈲結構尺寸(cun)、钛材管料規(gui)格等，求出阻(zu)尼系數之後(hòu)，初步确定👅阻(zu)尼器結構及(ji)尺寸如圖2所(suo)示。而決定阻(zǔ)尼效果⛹🏻‍♀️的阻(zu)尼室與阻尼(ni)體之間間隙(xi)的尺寸必須(xū)經現場試驗(yan)後才能🧡确定(dìng)。
 
3.6試驗室試驗(yan)驗證
　　 爲了初(chū)步驗證這一(yī)阻尼器的效(xiào)果，以阻尼管(guan)内徑實☁️測尺(chǐ)寸爲準，4組不(bú)同外徑尺寸(cùn)的阻尼頭，使(shǐ)兩者的配💔合(hé)間隙分别爲(wei)0.8mm、0.6mm、0.4mm和0.2mm,分次裝人(ren)特殊設計的(de)浮子流量計(jì)🚩進行試驗。爲(wèi)造成浮子跳(tiào)動并盡量少(shao)對水流量裝(zhuang)置做較大變(bian)動，試驗系統(tong)如圖3所示。
 
　　 浮子(zǐ)的跳動由緊(jǐn)靠彎頭的球(qiu)閥快開、快關(guan)與水流經彎(wan)頭的急劇流(liú)場變化造成(cheng)，實際跳動情(qing)況借助于流(liú)量計的指❓針(zhēn)、度🔞盤觀察，也(yě)可由轉換器(qi)的輸出電流(liu)信号借助指(zhǐ)針式電流表(biǎo)觀測。
　　 試驗時(shí)流量計上端(duān)自然存有空(kong)氣做爲阻尼(ni)介質.試驗✍️方(fāng)法是:初始流(liu)量置于約50%最(zui)大流量處，這(zhe)時指針仍💁略(lue)有擺動但有(yǒu)🧡滿意讀數(系(xì)流場不穩所(suo)緻，可視爲穩(wen)定),然後迅速(su)開啓(或關閉(bì))球閥㊙️，使指針(zhēn)約達80% (或20%)最大(da)流👌量處并記(ji)下時間，等待(dai)指針雖擺動(dòng)仍有可滿意(yi)讀數爲止，再(zai)記下時間，即(jí)可得知阻尼(ni)時間。經多次(cì)試驗統計結(jié)果大緻如表(biǎo)1所示:
 
　　 從上述(shù)試驗結果可(ke)以看出後兩(liang)組間隙的阻(zu)尼器效✌️果💃較(jiào)好。但必竟現(xiàn)場實際工況(kuàng)與試驗室條(tiáo)件有🚩較大🏃‍♂️差(chà)别，因此還必(bi)須進行現場(chang)試驗。
4現場試(shi)驗與應用效(xiao)果
　　 2025年12月對特(tè)殊設計的浮(fú)子流量計及(jí)特制的間隙(xì)爲0.3mm的阻尼體(tǐ)💋安裝于現場(chǎng)取代原流量(liàng)計進行多次(ci)試驗，結果是(shì)間隙爲0.3mm和0.4mm阻(zu)尼器效果，原(yuán)來流量計指(zhi)針擺動幅度(du)爲10%～20%的同樣條(tiáo)件換裝特殊(shū)設計的流量(liàng)計後,其指針(zhen)擺動基本不(bu)超過6%(+3%),操作人(ren)員認💞爲滿意(yì)，可以接受，這(zhe)一🌂設計達到(dao)了預期效果(guǒ)。經使用一直(zhi)很😍穩定，這就(jiu)初步解決了(le)氣、液兩相流(liú)流量測量的(de)難題。
　　 因此可(ke)以認爲:這種(zhong)帶有阻尼器(qì)并由特種材(cai)質制造的浮(fú)子流量計是(shì)一種解決類(lèi)似雙相流流(liú)量測量的可(ke)行♊方法之一(yī)💋，完全可以用(yòng)于離子膜燒(shao)堿工藝過程(cheng)中。

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