摘要(yào):探讨了低壓氫(qing)氣的計量方式(shì),介紹了旋進旋(xuán)渦流量計 的結(jie)構特點及工作(zuo)原理,并針對使(shi)用過程中存在(zài)🈲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(gōng)總廠所屬氯堿(jian)分廠生産的氫(qīng)氣在最初除少(shao)量氫氣💔和氯氣(qi)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(yong)戶進入周邊化(huà)工園區,氫氣也(ye)就作爲一種貿(mao)易産品采用管(guǎn)道輸送的方❓式(shì)銷售給用戶。爲(wei)了保證供需雙(shuang)方進行公平的(de)貿易結算,我.廠(chǎng)在對外輸送氫(qing)氣管道上增加(jiā)了氫氣👅計量儀(yí)表。
2工藝情況介(jie)紹
　　從上遊鹽硝(xiao)廠化鹽裝置送(sòng)來的鹽水通過(guo)一次精制和二(èr)📧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(zhuang)置生産的濕氫(qīng)氣通過管道送(sòng)入氫氣處理裝(zhuang)置進行幹‼️燥處(chu)理得到幹燥的(de)氫氣送到下遊(yóu)裝置。生👅産工藝(yi)的🈚特性決定了(le)外送氫氣壓力(li)較低,并且流速(sù)也比較低,通常(cháng)氫㊙️氣控制在常(chang)溫25%℃左右,壓力控(kong)制在表壓0.1MPa左右(yòu)。
3計量方式的選(xuan)擇
　　由于氫氣的(de)氫分子量小，密(mì)度低,是一種不(bú)容易正确🐪測量(liang)的🐉工業氣體。當(dāng)前,根據氫氣壓(yā)力和工藝管徑(jìng)不同,選❓擇測量(liang)用的儀表主要(yao)有 熱式質量流(liu)量計 、科裏奧利(lì)質量流量計、 渦(wo)街流量計 和 孔(kong)闆流量計 等。生(sheng)産工藝導緻了(le)外輸氫氣管線(xian)的壓力較低，先(xian)後使用過差壓(yā)式流量計(孔闆(pan)和普洛巴)和渦(wō)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(jie)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(liàng)的認識不斷提(ti)高,無🔱論孔闆流(liu)量⁉️計、渦街流量(liàng)計還是科氏力(li)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(yào)求。又正好了解(jiě)到一個氣堿企(qi)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(liàng)糾紛。因不能保(bǎo)證氫氣幹燥裝(zhuang)置始終.正常運(yun)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(wō)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(te)性較好🤟的優勢(shì)。并且能夠同時(shí)測量氫氣的工(gong)況流量、溫度和(hé)壓力,然後自動(dòng)進行溫壓補償(chang)轉換成标況流(liu)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(yuán)理及優點
　　流量(liàng)傳感器的流通(tong)剖面類似文丘(qiū)裏管的型式。在(zai)入口🔴側安放一(yi)組螺旋形導流(liú)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(ju)烈的旋渦流。當(dāng)流體進入🏃🏻擴散(sàn)段✨時,旋渦流受(shou)到回流的作用(yong),開始作二⛹🏻‍♀️次旋(xuan)轉,形成陀螺式(shi)的渦流進💔動現(xian)象。該進動頻率(lǜ)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(ce)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(wei)内獲得良好的(de)線性度。信号經(jing)前置放大器放(fang)大、濾波、整形轉(zhuan)換爲與流速成(chéng)正比⚽的脈沖信(xin)号,然後再與溫(wēn)度、壓力等檢測(ce)信号一起被送(sòng)往微處理器進(jìn)行積算處☔理,最(zui)後在液晶顯示(shì)屏上顯示出測(ce)量結果(瞬時流(liu)量、累積流🔴量及(jí)溫度、壓力數據(jù))。其工作原理圖(tú)如下:

　　盡管旋(xuan)進旋渦流量計(jì)和渦街流量計(ji)都是屬于流體(tǐ)振動類流量計(ji),但旋進旋渦流(liú)量計還有以下(xia)優點:
4.1産生的旋(xuán)渦信号比渦街(jie)流量計強,因此(ci)下限雷諾數更(gèng)🔞低。測量氣體流(liu)量時，下限流速(su)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(liu)量計小,所以對(dui)上遊直管段長(zhang)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(bèi)。
5使用情況及改(gǎi)進措施.
　　旋進旋(xuan)渦流量計投入(ru)使用後，運行較(jiao)爲穩定,計量數(shu)據和工藝計算(suàn)的理論數據基(jī)本相符。但由于(yu)現場環境受🥵幹(gan)擾因素比較🏃🏻‍♂️多(duo),在使用過程中(zhōng)也出現了一些(xie)問題,通過采取(qǔ)改進措施,問題(tí)得到了解決。
5.1要(yào)根據流量範圍(wei)選擇合适量程(chéng)儀表
　　當流量計(jì)經常在下限流(liu)量附近工作時(shí),計量精度難以(yi)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(liàng)在量程範圍的(de)20%~80%内比♻️較合适。用(yong)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(gōng)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(yā)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(yǒu)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(chá)看中控室DCS曆史(shǐ)趨勢,分析認爲(wei):①DCS曲線有矩形波(bō)，判斷爲振動引(yǐn)起,一般顯示爲(wèi)(200~300)m/h左右,而所用的(de)DN200流量計下限爲(wei)360m2/h,通過調整小信(xin)号切除值,把300m2/h以(yi)下的全部切除(chu);②DCS曲線有時有大(dà)的跳變,分👈析認(rèn)爲現🐇場有幹擾(rao)信号,将儀表外(wài)殼接地。通過🈲采(cai)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(qing)氣含水量也🐇有(you)一定要求,如果(guo)比較高時會出(chu)現儀表示值嚴(yan)重失真的情況(kuàng)。要求工藝人員(yuan)加強對氫氣幹(gàn)燥處理的監控(kong)。
5.4小信号切除值(zhí)的設置問題
　　設(she)置小信号切除(chu)值是根據現場(chang)的實際情況來(lái)确定☀️儀表的始(shǐ)‼️動流量。如果小(xiǎo)信号切除值設(shè)定得太🤞大,那麽(me)儀表的🌈始動流(liú)量也就相應增(zeng)大,就會造成在(zài)小流量時沒有(you)計量;如果小信(xin)号切除值設定(ding)得太小，那麽儀(yi)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(gàn)擾就有可能導(dao)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(liú)量的“無中生有(yǒu)”，引起不必要的(de)争議。我廠結合(hé)DCS系統的曆史趨(qū)勢曲線,選擇🔞合(he)适的小信号切(qie)☎️除值。既避免了(le)現場的幹擾，又(yòu)保證🔴了流量㊙️計(jì)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(liang)好,對于類似工(gong)況的氣體計量(liang)有一定的借鑒(jiàn)✂️作用。

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