[摘要]針對氯(lü)化反應産物的強(qiang)腐蝕、易堵塞管道(dao)、低電導率和低流(liu)速等特性，分析了(le)曾采用過的幾種(zhong)流量測控儀表 的(de)缺陷:介紹了超聲(sheng)流量計的工作原(yuán)理及其在氯化反(fan)應産物流量測控(kòng)中的優勢。
　　氯與烯(xi)烴類物質反應的(de)産物(以下稱氯反(fǎn)應物)是一-類⁉️重要(yào)化學品中間體,也(yě)是生産氯氟烴替(tì)代品的主要原料(liào)。随着社會經☂️濟的(de)發展和人民生活(huo)水🔞平的不斷提高(gao),氯反應物在醫藥(yào)、化工、染料等領域(yu)将會占有越來越(yuè)重要的地位。在生(sheng)産過💰程中氯反♈應(ying)物流量參數是生(shēng)産工序中一項重(zhòng)要的測控數據，然(rán)而由于氯反應物(wu)的強腐蝕性、低電(dian)導率、易堵塞管道(dào)及工藝上⁉️的低流(liu)量等特點,使得氯(lü)反應物流量測控(kong)多年來-直存在諸(zhū)多問題。儀表技術(shù)人員曾嘗試過使(shi)用多種流😘量測量(liàng)⭕儀表,也爲此付出(chū)了大量的人力和(he)财力,但都因出現(xiàn)的種種問題不能(néng)😍滿足生産上的需(xū)要而以失敗告終(zhong),因此氯反應物🐇流(liu)量測控問題一直(zhi)都沒✏️有得☂️到根本(běn)性解決。
1氯反應物(wu)流量測控失敗的(de)原因
1.1電磁流量計(jì)
　　由于 電磁流量計(jì) 對被測液體有技(ji)術要求，即被測液(ye)體的電導率不能(néng)🌂低于電磁流量計(ji)規定的阈值，否則(ze)不能正常進♌行測(ce)量。通用型電磁流(liú)量計對被測液體(ti)電導率規定的阈(yu)值根據不同的型(xíng)号而異，一般在5×10-6~10-4S/cm之(zhi)間;使用時還取決(jue)㊙️于傳感器間流量(liàng)信🏃🏻号線長度及其(qí)分布🌈。而非接觸電(dian)容耦合大面⭐積電(dian)極的電磁流量計(ji)則可測電導率低(dī)至(1~5)×10-8S/cm。考慮到氯反應(yīng)物屬于低電導率(lǜ)💘液體，浙江👈巨化股(gu)份有限公司電化(hua)廠(以下簡稱“巨化(huà).電化廠”)選用的是(shì) 電容式電磁流量(liàng)計 ，但是在實際使(shǐ)用中還是不能正(zhèng)常工作,示值經常(chang)大幅跳🔴動或流量(liàng)時有時無。經檢查(chá),流量計的安裝符(fú)合要求🍓，液體等電(diàn)位接地良好，電纜(lǎn)絕緣等都不存在(zài)問題。由于查不到(dao)氯反應物的電導(dǎo)率數據,分析主要(yào)還是氯反應物電(diàn)導率低于或接近(jin)于規定的阈值導(dǎo)緻🚶上述問題。盡❤️管(guan)電磁流量計傳感(gan)器内無可動部件(jian)，也🈲是測量導電流(liu)體較好的流量儀(yi)表，但是用于測量(liàng)氯反應物這種電(diàn)導率很低或處于(yu)臨界狀态的流體(tǐ)流量還是不太适(shi)合。
1.2遠傳浮子流量(liang)計
　　浮子流量計 又(you)稱 轉子流量計 ，盡(jìn)管其測量精度較(jiao)低,但是它适用于(yú)低雷諾數和小💔流(liú)量測量,某種形狀(zhuàng)的浮子甚至對流(liu)體的最小雷諾數(shù)要求達到40,這兩個(gè)技術特性比較适(shi)合氯反應物流💯體(tǐ)的特點。考慮到介(jie)質🤩的強腐🔱蝕性，巨(jù)化電化廠曾選用(yong)襯聚四氟乙烯的(de)遠傳浮子流量計(jì)測🤞量氯反應物流(liú)量,但是由于氯反(fǎn)應物是含有多種(zhǒng)📐成分的易堵塞流(liu)體，而浮子流量計(jì)要求被測📐流體應(ying)爲清潔🛀的流體,所(suǒ)以在使用過程中(zhōng)還是發生了浮子(zi)在錐形管腔體⭐被(bèi)卡堵等問題。盡管(guan)♊将流量計拆下清(qīng)理重新組裝後仍(reng)可使用,但是使用(yong)不久又😄會被堵塞(sāi)。而且在💯線拆卸清(qing)理還需要在工藝(yì)管道🌐設置旁路管(guan)👅線及閥門等,這些(xiē)不僅受到現場空(kōng)間及成本.上的限(xian)制,還存在着對生(sheng)産的影響和操作(zuo)👣.上的不方便等問(wèn)題。由于浮子流量(liàng)計傳感器内有可(kě)動部件，在測量含(han)有易堵塞流體時(shí)容易發生堵塞，因(yīn)此采用浮子流量(liang)計還是不能滿足(zú)連續穩定生産測(cè):量的需要。
1.3質量流(liú)量計
　　依據科裏奧(ào)利原理的質量流(liú)量計是一-種具有(you)精度高、量💋程比寬(kuān)、無直管段要求、無(wú)需補償的直接式(shi)質量流量計，盡管(guǎn)其價格昂貴,但是(shi)爲了能找到-一種(zhǒng)适合測量氯♉反應(ying)物流量的儀表，巨(ju)化電化廠也曾選(xuan)用了質量流量計(ji)來進行㊙️測量試驗(yan)。爲了防止介質對(duì)流量🏃‍♀️計的腐蝕,供(gòng)應商提供了内襯(chèn)PFA的質量⛹🏻‍♀️流量計,但(dan)在🔴使🈲用過程中還(hai)是出現了問題。内(nei)襯PFA雖在防止介質(zhì)腐蝕方面起到了(le)一-定作用,但是由(yóu)于傳感器口徑較(jiào)小，且液體流量測(cè)控需要傳感器朝(chao)下安裝,因生産中(zhōng)氯反應物流體有(yǒu)時處于間斷流🏃動(dong)狀态，這就導緻了(le)在實際使用過程(chéng)中💋出現了傳感器(qi)流通管内沉積結(jie)垢而局部堵塞和(he)示值誤差問題,在(zai)選用測量氯反應(ying)物流量時最終還(hai)是被淘汰了。
1.4差壓(ya)式流量計口
　　差壓(yā)類流量計是流量(liàng)計範疇内品種最(zui)多的流量儀表,巨(jù)🚶化電💔化廠曾使用(yong)過 V 錐流量計 、 阿牛(niú)巴流量計 等。由于(yú)差壓類儀表屬于(yu)受限于雷諾數的(de)儀表,必須要⛱️先看(kàn)是否滿足儀表的(de)技術特性要求。以(yi)DN50管徑的氯反應物(wù)最✂️大流量8m3/h、最小流(liú)量0.5~1m3/h來分析是否滿(mǎn)足儀表的要求。根(gēn)據上述最小流❤️量(liàng)0.5~1m3/h時，計算得到對應(ying)的雷諾數❓爲4000~6800(黏度(dù)μ=1.5mPa·s),盡管V錐流量計是(shì)下限要求較低的(de)儀表,其下限雷諾(nuo)數也要達到≥8000才能(neng)正常工作,而😄阿牛(niu)巴要求的下限遠(yuan)高于V錐流量計。所(suǒ)以當流量💔較小時(shi)，DN50管🧑🏾‍🤝‍🧑🏼道由于受限于(yú)雷諾數,差壓類流(liú)量計不能正常工(gōng)作。
　　再看差壓變送(sòng)器實際測量時的(de)不确定度。以V錐流(liú)量計爲例，當孔闆(pǎn)内外徑之比β取0.6、測(ce)量管内徑爲50mm時，對(dui)應最大流量8m'/h差壓(ya)量程上限爲9kPa,采用(yòng)精度等級爲0.075的 差(chà)壓變送器 ,依據下(xià)式計算可得到在(zai)小流量0.5~1m3/h時差壓變(bian)送器的實際♊測量(liang)不确定度的大小(xiǎo)。

　　式(1)中:E-差壓實際測(cè)量的不确定度;ξsρ---差(chà)壓變送器的準✍️确(que)度等級;△p:一差壓變(bian)送器上限值(20mA輸出(chu)對應差壓值),Pa(或kPa);△p:一(yi)差壓實際值，Pa(或🧡kPa)。
　　在(zai)小流量1m3/h時，節流件(jian)産生的差壓值爲(wei)0.14kPa,帶入式(1)得到🆚差壓(ya)變送器⛹🏻‍♀️實際不确(que)定度爲3.2%;在流量0.5m3/h時(shi)，差壓爲0.035kPa,差壓變送(song)器實際💰不确定度(dù)爲12.9%。盡管采用精度(dù)等級爲0.075的差壓變(bian)送器,但在小流量(liàng)時整個測🏃‍♀️量系統(tǒng)實際精度太差,這(zhe)是差壓類流量計(jì)🈚不能正常💛工作的(de)原因。
2選擇測量控(kong)制方案0
2.1超聲流量(liang)計
　　根據氯反應物(wu)流量測控中出現(xiàn)的上述問題，在與(yu)生産 超聲流量計(jì) 的廠家進行了廣(guang)泛的技術交流後(hou)，初步了解到針對(dui)氯🏃反應物流量測(ce)控難點,可以采用(yong)不受流體物性和(hé)性狀影響、傳感器(qi)内無可動部件的(de)超聲流量計進行(háng)測量。
　　超聲波在流(liú)動的流體中傳播(bō)時,順流方向聲波(bō)速度會增大🔱，逆流(liú)方向則減小,同一(yi)傳播距離就有不(bu)同的傳播時間。順(shùn)流傳播的時間與(yǔ)逆流傳播的時間(jiān)之差與被測流體(tǐ)的流速有關，據此(ci)🤟求出流體的流速(sù)超聲流量計工作(zuò)原理示意圖如圖(tu)💯1所示。

　　設流體在管(guan)道中流動的速度(dù)爲?,聲波在流體中(zhong)傳播的㊙️速度爲c,聲(sheng)道傳播角度爲?,則(ze)聲波在兩個傳感(gan)器A、B間順流傳播時(shi)間與逆流傳播時(shi)間分别如”下。

　　式中(zhōng):tAB;一超聲波順流傳(chuan)播的時間;tBA一超聲(shēng)波逆流傳播的時(shi)間❌;L一上下遊傳感(gǎn)器A、B間的聲長度。
　　從(cóng)式(4)可以求得流體(tǐ)的流速，進而得到(dào)流體在管道中的(de)流量。在求得的流(liú)體速度計算式中(zhōng),聲波速度c在方程(cheng)中消失了，流體流(liú)🔞速僅由固定距離(lí)L的傳播時間得出(chu),從而消除了🔞流體(ti)溫✍️度、壓力🔞和流體(ti)組成等因素對‼️流(liu)量計測量的影響(xiang)。
2.2使用效果
　　對于氯(lü)反應物流量的測(ce)量,鑒于以前也曾(céng)多次得到過其他(tā)流量計廠家産品(pǐn)可靠的承諾,所以(yǐ)決定先采，用手持(chi)式超聲流量計現(xian)場進行測控試驗(yàn),若💋測控效果和數(shù)據可靠,再陸續改(gǎi)造。經⁉️過約半年時(shí)間的現場實際測(cè)量考驗,流量測控(kòng)參數穩定可靠,完(wán)全符合生産工藝(yì)的需要。根據這種(zhong)情況，生産中🐆陸續(xu)采用了🚶多台固定(dìng)式超聲流量計，至(zhi)今測量穩定,并且(qiě)能夠實現氯反應(ying)器的參數自動比(bǐ)值調節。經驗證，超(chāo)聲流量計還用于(yu)其他裝置💰氯化反(fan)應物液體的流量(liang)測量，均取得較好(hǎo)的測量效果。
3結語(yu)
　　 超聲流量計在特(te)殊化工生産過程(cheng)中提供了可靠✊的(de)計量和⛹🏻‍♀️調節參數(shu),爲确保生産的長(zhang)期穩定作出了貢(gòng)獻,并減少了企業(yè)衆♌多的人力資源(yuán)浪費與财力損失(shī)。

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