[摘要(yào)]通過對(duì)離子膜(mo)燒堿生(sheng)産線工(gong)況條件(jian)分析,提(tí)出了在(zài)浮子流(liu)量計 結(jie)構中增(zēng)加阻尼(ni)裝置等(děng)措施。實(shí)踐表明(ming)，采用阻(zǔ)尼裝置(zhi)的金屬(shǔ)管浮子(zǐ)流量計(ji) ,完全能(néng)夠實現(xiàn)在氣液(yè)混合雙(shuang)相介質(zhi)工況條(tiáo)件下的(de)☁️離子膜(mó)🎯燒堿生(shēng)産線的(de)流量測(ce)量。
1問題(ti)的提出(chu)
　　 近年來(lái)，我國化(hua)工行業(ye)中采用(yong)離子膜(mo)法制堿(jian)工藝發(fa)🌐展很快(kuai)✏️，前🌈幾年(nián)該裝置(zhi)大多爲(wèi)全套進(jin)口，包括(kuo)在線的(de)各種儀(yí)表。現在(zai)從設備(bei)到儀表(biao)逐漸國(guo)産化，這(zhè)樣既能(néng)保證質(zhi)量，同時(shi)可以節(jiē)約大量(liang)外彙。
　　 西(xī)北某大(dà)型化工(gong)廠在建(jiàn)成試生(shēng)産階段(duàn)就發現(xiàn)安㊙️裝在(zai)陰、陽兩(liang)極管道(dào)上的兩(liang)台浮子(zǐ)流量計(jì)工作不(bu)正常,指(zhi)針總在(zài)擺動，無(wu)法💜讀數(shu);輸出電(dian)流信号(hào)也不穩(wen)定，難以(yi)實現預(yu)期的工(gōng)藝流程(chéng)調節與(yu)控制目(mu)标等，以(yǐ)至影👨‍❤️‍👨響(xiang)了正常(chang)投産。
　　 經(jīng)現場觀(guan)察和分(fèn)析認爲(wèi):陰極、陽(yáng)極兩條(tiáo)管道中(zhōng)被🥵測量(liàng)的介質(zhì)均爲既(ji)不均勻(yún)、比例又(you)不固定(dìng)的氣、液(ye)雙相介(jiè)質;而流(liu)量計則(zé)是常規(guī)型浮子(zi)流量計(ji)。
　　 浮子流(liu)量計的(de)工作原(yuán)理之一(yī)是浮 力(li)定律，也(ye)就是與(yu)被測介(jie)質的密(mì)度有關(guan),密度不(bu)穩定時(shí)浮子就(jiu)會跳動(dong)。由于本(ben)工況液(yè)體伴有(yǒu)不定氣(qi)體量的(de)情況，産(chǎn)生脈動(dong)流,導緻(zhi)了流量(liang)計的上(shang)述現象(xiang)。
　　 目前各(gè)種常規(gui)流量計(jì)都不适(shi)用于氣(qì)、液雙相(xiang)介質,而(er)工藝過(guò)程的鹽(yán)液及堿(jian)液流量(liang)必須加(jiā)以測量(liàng)和控制(zhi),即必須(xu)安裝流(liu)量計。因(yīn)此，選用(yòng)一種可(kě)用的流(liú)量計或(huò)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼對現有(you)的某種(zhǒng)流量計(ji)💃🏻進行改(gai)🚶進設計(jì)以滿足(zú)此特定(dìng)工況測(cè)量要求(qiú)就成爲(wei)下步工(gōng)作。
2确定(dìng)方案
　　 實(shi)施方案(an)的選擇(zé)與确定(ding)至少要(yao)滿足以(yǐ)下3點:
(1)流(liú)量計的(de)接液零(líng)部件必(bì)須能承(chéng)受陰、陽(yáng)兩極管(guan)道中含(han)氯👅氣鹽(yan)🌍液及堿(jiǎn)液的強(qiáng)烈氧化(hua)和腐蝕(shi);
(2)安裝連(lian)接尺寸(cun)盡量與(yǔ)原流量(liàng)計相同(tong)，以減少(shao)工作量(liang);
(3)流量計(ji)自身能(néng)有效地(di)緩沖和(he)減少由(yóu)随機産(chan)生氣♈體(tǐ)帶來的(de)劇烈波(bō)動，達到(dao)可視爲(wèi)穩定值(zhí)的讀數(shù),并且輸(shū)出電❓流(liu)信号波(bo)動滿足(zú)調節系(xi)統的要(yào)求。
　　 按上(shàng)述要求(qiu)對 電磁(cí)流量計(ji) 、 渦輪流(liú)量計 、 渦(wō)街流量(liang)計 、浮子(zǐ)流量計(jì)與差壓(yā)式流量(liang)計等進(jìn)行分析(xi)、比較後(hou)認爲隻(zhi)有對金(jīn)屬管浮(fu)子流量(liang)計進行(hang)必要的(de)改進才(cái)是可行(háng)的和方(fāng)案🤩。因此(cǐ)㊙️在其原(yuán)有産品(pǐn)基礎上(shàng)特♈殊設(she)計了一(yī)種金屬(shǔ)管浮子(zi)流📧量計(jì)。
3特殊設(she)計的實(shi)施
該浮(fu)子流量(liàng)計應實(shi)施3項改(gǎi)進設計(ji)。
3.1耐腐蝕(shi)材料選(xuǎn)擇和防(fáng)腐措施(shi)
　　 查閱金(jin)屬材料(liào)手冊并(bing)結合現(xiàn)場其它(tā)設備材(cái)料的應(ying)🛀用⭕實☂️際(ji)，陽極管(guan)道中的(de)介質爲(wèi)含氯氣(qi)的鹽液(yè)，傳感器(qì)中所有(yǒu)與介質(zhì)接觸的(de)零件均(jun1)采用钛(tai)(Ti)材制造(zao),兩法蘭(lán)🥵密封面(mian)㊙️及殼體(ti)與導管(guǎn)組件密(mi)封面均(jun)進行塗(tú)钯處理(li)。
　　 整個傳(chuan)感器具(jù)有良好(hao)的抗氧(yang)化及耐(nai)腐蝕性(xing)能。而🏃‍♀️陰(yīn)極🈚管道(dao)中的介(jiè)質爲堿(jian)液和氫(qing)氣及氯(lǜ)氣等，傳(chuán)感器中(zhōng)所有與(yǔ)介質接(jiē)觸的零(ling)件均采(cai)用不鏽(xiu)鋼(SUS316L)材質(zhì)💯制造，整(zhěng)個傳感(gan)🍓器具有(you)良好的(de)耐腐蝕(shí)性能。經(jing)兩年多(duo)的使用(yong)證明是(shi)可🔴行的(de)。
3.2連接尺(chi)寸與安(ān)裝方式(shi)
　　 由于用(yòng)戶的原(yuán)有流量(liàng)計爲水(shui)平安裝(zhuang)，這與常(chang)規浮子(zi)流量計(jì)☔垂直安(ān)裝、流體(tǐ)自下而(er)上的流(liú)向完全(quán)不同,因(yīn)此必須(xu)将其設(she)計成(水(shui))平進(水(shui))平出結(jie)構，由于(yu)已有管(guan)道的開(kai)檔尺寸(cùn)足夠長(zhang)，于是設(shè)計成如(rú)圖1所示(shì).的浮子(zǐ)流量計(ji)。
3.3最大限(xian)度地保(bǎo)證工作(zuo)條件下(xià)流量計(ji)的穩定(dìng)
　　 就流量(liang)計自身(shen)而言，克(kè)服波動(dòng)(不論是(shi)外部還(hai)是内部(bu)原因所(suǒ)緻)的常(cháng)用而有(you)效的措(cuo)施是加(jiā)裝阻尼(ní)器。阻尼(ni)器一般(ban)分爲機(ji)🌐械式和(he)電(磁)式(shì)，顯然對(dui)浮子流(liu)量計應(ying)首先考(kao)慮選用(yong)前者。
3.4阻(zu)尼器的(de)選擇
　　 按(àn)阻尼介(jiè)質不同(tong)又分爲(wei)液體阻(zu)尼器和(he)氣體阻(zu)尼器。
 
　　 由(yóu)于本應(yīng)用對象(xiang)中已産(chǎn)生和存(cun)在着氣(qì)體且浮(fu)子波💘動(dòng)幅🛀度🌍不(bú)十分劇(ju)烈，所以(yi)可采用(yòng)活塞式(shi)氣體阻(zǔ)尼器。另(ling)外，就阻(zǔ)尼器的(de)結構位(wèi)置而言(yán)可置于(yú)傳感器(qì)上也💘可(kě)置于轉(zhuan)換器上(shàng),但由于(yu)後者須(xū)對轉換(huan)器内部(bu)結構💰做(zuo)相當大(da)的改動(dong)，工作量(liàng)、試驗量(liang)都很大(dà)。因此，确(que)定選用(yong)前者,參(can)見圖1。應(yīng)當說明(ming)💯，帶有液(yè)體阻尼(ní)器的浮(fú)子流量(liàng)計已有(yǒu)過設計(jì)和應用(yong)的報🏃🏻道(dào)，但尚無(wu)采用氣(qì)體阻尼(ní)器的金(jīn)屬管浮(fu)子流量(liang)計信息(xī)。
3.5阻尼器(qi)的設計(jì)
　　 設計阻(zu)尼器必(bi)須了解(jiě)和确定(dìng)下列數(shu)據:
　　 波動(dong)幅度與(yu)頻率:經(jīng)在現場(chǎng)幾小時(shí)觀測統(tǒng)計未裝(zhuāng)🌈阻尼器(qi)的♻️流量(liàng)計的波(bō)動幅度(dù)約爲15%~25%， (±7.5%~±12%);頻(pín)率約爲(wèi)180~350次/min。
(1)要求(qiú)阻尼效(xiao)果:波動(dòng)幅度應(yīng)不大于(yu)+2%;頻率約(yue)不大于(yu)50-~90次/min。當然(ran)💯，由于沒(mei)有适當(dang)的儀器(qì)進行定(dìng)量檢測(ce)，所以阻(zu)尼的最(zui)終效果(guo)是否達(da)到預期(qi)目标，一(yī)定程度(dù)上還應(ying)通過實(shí)際☀️應用(yòng)由現場(chǎng)技術和(hé)操✍️作人(rén)員判斷(duan)和認定(dìng)。
(2)依照上(shàng)述實際(ji)工況和(he)阻尼目(mù)标，兼顧(gù)該浮子(zǐ)流量🌈計(jì)結構尺(chǐ)寸、钛材(cái)管料規(gui)格等，求(qiu)出阻尼(ni)系數之(zhi)後，初步(bu)确定阻(zu)尼器結(jie)💁構及尺(chǐ)寸如圖(tu)2所示。而(ér)決定阻(zu)尼效果(guǒ)的阻尼(ni)室與阻(zǔ)尼體之(zhi)間間隙(xi)的尺寸(cun)必須🍉經(jing)現場試(shi)驗後才(cai)能🌈确定(dìng)。
 
3.6試驗室(shi)試驗驗(yàn)證
　　 爲了(le)初步驗(yan)證這一(yi)阻尼器(qì)的效果(guǒ)，以阻尼(ní)管内徑(jing)實測尺(chǐ)寸🔞爲準(zhun)，4組不同(tong)外徑尺(chi)寸的阻(zǔ)尼頭，使(shǐ)兩者的(de)配合間(jian)隙分别(bie)爲0.8mm、0.6mm、0.4mm和0.2mm,分(fèn)💞次裝人(ren)特殊設(she)計的浮(fú)子流量(liang)計🐇進行(háng)試🔞驗。爲(wèi)造成浮(fú)子跳動(dong)并盡量(liang)少對水(shuǐ)☀️流量裝(zhuāng)置🌐做較(jiào)大變動(dong)，試驗系(xì)統如圖(tú)3所示。
 
　　 浮子的(de)跳動由(you)緊靠彎(wān)頭的球(qiu)閥快開(kāi)、快關與(yu)水流經(jing)彎頭的(de)急劇流(liu)場變化(huà)造成，實(shí)際跳動(dòng)情況借(jiè)助于流(liu)量計的(de)指針、度(du)盤觀察(cha)，也可由(yóu)轉換器(qi)的輸出(chu)電流信(xìn)号借助(zhu)指針式(shì)電流表(biao)觀測。
　　 試(shi)驗時流(liú)量計上(shàng)端自然(ran)存有空(kong)氣做爲(wèi)阻尼介(jie)質‼️.試驗(yan)方法☁️是(shì):初始流(liú)量置于(yu)約50%最大(dà)流量處(chù)，這時指(zhi)針仍略(lue)有🔞擺動(dòng)⁉️但有滿(mǎn)意♈讀數(shù)(系流場(chang)不穩所(suo)緻，可視(shi)爲穩定(dìng)),然後迅(xùn)速開啓(qǐ)(或關閉(bì))球閥，使(shi)指針約(yue)達🔴80% (或20%)最(zui)大流量(liang)處并記(ji)下時間(jian)，等🐇待指(zhi)針雖擺(bai)動仍有(yǒu)可滿意(yi)讀數爲(wèi)止，再記(jì)下時間(jian)，即可得(dé)知阻尼(ni)時間。經(jing)多次試(shi)驗統計(ji)結果大(da)緻如👨‍❤️‍👨表(biǎo)1所示:
 
　　 從(cóng)上述試(shi)驗結果(guǒ)可以看(kan)出後兩(liǎng)組間隙(xi)的阻尼(ní)器效果(guo)較好💋。但(dàn)必竟現(xian)場實際(ji)工況與(yǔ)試驗室(shì)條件有(you)較大差(chà)别，因此(cǐ)還必須(xu)進行現(xiàn)場試驗(yan)。
4現場試(shì)驗與應(ying)用效果(guǒ)
　　 2025年12月對(dui)特殊設(she)計的浮(fú)子流量(liàng)計及特(tè)制的間(jiān)隙爲0.3mm的(de)阻尼體(tǐ)安🌈裝于(yu)現場取(qu)代原流(liu)量計進(jìn)行多次(ci)試驗，結(jie)果是間(jian)隙爲0.3mm和(he)0.4mm阻尼器(qi)效果，原(yuán)來流量(liàng)計指針(zhen)擺動幅(fu)度爲10%～20%的(de)同樣條(tiao)🔞件換裝(zhuāng)特殊設(shè)⭐計的流(liu)量計後(hou),其指針(zhēn)擺動基(ji)本不超(chao)過6%(+3%),操作(zuo)人員認(rèn)爲滿意(yi)，可以接(jiē)受，這一(yī)設計達(da)到了預(yù)期效果(guǒ)。經使用(yòng)一直很(hen)穩定，這(zhè)就初步(bu)解決了(le)氣、液兩(liǎng)相流流(liu)量測量(liang)的難題(ti)。
　　 因此可(ke)以認爲(wèi):這種帶(dai)有阻尼(ní)器并由(you)特種材(cai)質制造(zào)的浮子(zi)流量計(jì)是一種(zhǒng)解決類(lèi)似雙相(xiàng)流流量(liàng)測量的(de)可行方(fang)法⁉️之一(yī)，完全可(ke)以用于(yu)離子膜(mó)燒堿工(gōng)藝過程(cheng)⭐中。

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