[摘要]通(tong)過對離子(zi)膜燒堿生(sheng)産線工況(kuang)條件分析(xi),提🌏出了在(zai)浮子流量(liang)計 結構中(zhong)增加阻尼(ni)裝置等措(cuo)施。實踐表(biao)明，采用阻(zu)尼㊙️裝置的(de)金屬管浮(fu)子流量計(ji) ,完全能夠(gou)實現在氣(qi)液混合雙(shuang)相介質工(gong)況條件下(xia)的離子膜(mo)燒堿生産(chan)線的流量(liang)測量。
1問題(ti)的提出
　　 近(jin)年來，我國(guo)化工行業(ye)中采用離(li)子膜法制(zhi)堿工藝發(fa)✉️展很快🚶，前(qian)幾年該裝(zhuang)置大多爲(wei)全套進口(kou)，包括在線(xian)的各種儀(yi)表。現在從(cong)設備到儀(yi)表逐漸國(guo)産化，這樣(yang)既能🛀保證(zheng)質🏃‍♂️量，同時(shi)🐇可以節約(yue)大量外彙(hui)。
　　 西北某大(da)型化工廠(chang)在建成試(shi)生産階段(duan)就發現安(an)裝🤩在陰、陽(yang)兩⚽極管道(dao)上的兩台(tai)浮子流量(liang)計工作不(bu)正常,指針(zhen)總在擺動(dong)，無法讀數(shu);輸出電流(liu)信号也不(bu)穩定，難以(yi)實現預期(qi)的工藝流(liu)程調節與(yu)控制目标(biao)等，以至影(ying)響了正常(chang)🔅投産。
　　 經現(xian)場觀察和(he)分析認爲(wei):陰極、陽極(ji)兩條管道(dao)中被測量(liang)的介質均(jun)爲既不均(jun)勻、比例又(you)不固定的(de)氣、液雙相(xiang)介質;而流(liu)量計則是(shi)‼️常規型浮(fu)子流量計(ji)。
　　 浮子流量(liang)計的工作(zuo)原理之一(yi)是浮 力定(ding)律，也就是(shi)與🏃被測🤟介(jie)質的密度(du)有關,密度(du)不穩定時(shi)浮子就會(hui)♉跳動。由于(yu)本工況液(ye)體伴有不(bu)定氣體量(liang)的情況，産(chan)生脈動流(liu),導緻了流(liu)量計的上(shang)述現象。
　　 目(mu)前各種常(chang)規流量計(ji)都不适用(yong)于氣、液雙(shuang)相介質,而(er)工藝過程(cheng)的鹽液及(ji)堿液流量(liang)必須加以(yi)測量和🌈控(kong)制,即必須(xu)安裝流量(liang)計。因此，選(xuan)用一種可(ke)用的流量(liang)計或對現(xian)有的某種(zhong)流量計進(jin)行改進設(she)計以滿足(zu)此特定工(gong)況測量要(yao)求就成爲(wei)下步工作(zuo)。
2确定方案(an)
　　 實施方案(an)的選擇與(yu)确定至少(shao)要滿足以(yi)下3點:
(1)流量(liang)計的接液(ye)零部件必(bi)須能承受(shou)陰、陽兩極(ji)管道中含(han)氯氣🏃‍♂️鹽液(ye)及堿液的(de)強烈氧化(hua)和腐蝕;
(2)安(an)裝連接尺(chi)寸盡量與(yu)原流量計(ji)相同，以減(jian)少工作量(liang);
(3)流量計自(zi)身能有效(xiao)地緩沖和(he)減少由随(sui)機産生氣(qi)體帶來的(de)劇烈波動(dong)，達到可視(shi)爲穩定值(zhi)的讀數,并(bing)☎️且輸出電(dian)流信号波(bo)動滿足調(diao)節系統的(de)要求。
　　 按上(shang)述要求對(dui) 電磁流量(liang)計 、 渦輪流(liu)量計 、 渦街(jie)流量計 、浮(fu)子流量計(ji)與差壓式(shi)流量計等(deng)進行分析(xi)、比較後🌈認(ren)爲🈲隻🐇有對(dui)金屬管浮(fu)子流量計(ji)進行必要(yao)的改進才(cai)是⛷️可行的(de)和方案🥰。因(yin)此🌈在其原(yuan)有産品基(ji)礎上特❌殊(shu)設計了一(yi)種金屬管(guan)浮子流量(liang)計。
3特殊設(she)計的實施(shi)
該浮子流(liu)量計應實(shi)施3項改進(jin)設計。
3.1耐腐(fu)蝕材料選(xuan)擇和防腐(fu)措施
　　 查閱(yue)金屬材料(liao)手冊并結(jie)合現場其(qi)它設備材(cai)料的應用(yong)實際☁️，陽⚽極(ji)管道中的(de)介質爲含(han)氯氣的鹽(yan)液，傳⁉️感器(qi)中所有與(yu)🎯介質🔞接觸(chu)的零件均(jun)采用钛(Ti)材(cai)制造,兩法(fa)蘭密封面(mian)及殼體與(yu)導管組件(jian)密封面均(jun)進行塗钯(ba)處理。
　　 整個(ge)傳感器具(ju)有良好的(de)抗氧化及(ji)耐腐蝕性(xing)能。而陰👌極(ji)管道中的(de)介質爲堿(jian)液和氫氣(qi)及氯氣等(deng)，傳感器中(zhong)所有與介(jie)🔞質接觸的(de)零件均采(cai)用不鏽鋼(gang)(SUS316L)材質制造(zao)，整個傳感(gan)器具有良(liang)好的耐腐(fu)蝕🧡性能。經(jing)兩年多的(de)使用證明(ming)是可🏒行的(de)。
3.2連接尺寸(cun)與安裝方(fang)式
　　 由于用(yong)戶的原有(you)流量計爲(wei)水平安裝(zhuang)，這與常規(gui)浮子流量(liang)計垂直安(an)裝、流體自(zi)下而上的(de)流向完全(quan)不同,因此(ci)必須将其(qi)設計成(水(shui))平進(水)平(ping)出結構，由(you)于已有管(guan)道的開檔(dang)尺寸足夠(gou)長，于是設(she)計成如圖(tu)1所示.的浮(fu)子流量計(ji)。
3.3最大限度(du)地保證工(gong)作條件下(xia)流量計的(de)穩定
　　 就流(liu)量計自身(shen)而言，克服(fu)波動(不論(lun)是外部還(hai)是内部原(yuan)因所緻)的(de)常用而有(you)效的措施(shi)是加裝阻(zu)尼器。阻尼(ni)器一般分(fen)爲機械式(shi)和電(磁)式(shi)，顯然對浮(fu)子流量計(ji)應首先考(kao)慮選用前(qian)者。
3.4阻尼器(qi)的選擇
　　 按(an)阻尼介質(zhi)不同又分(fen)爲液體阻(zu)尼器和氣(qi)體阻尼器(qi)。
 
　　 由于本(ben)應用對象(xiang)中已産生(sheng)和存在着(zhe)氣體且浮(fu)子波動幅(fu)度不十分(fen)劇烈，所以(yi)可采用活(huo)塞式氣體(ti)阻尼器。另(ling)外，就阻尼(ni)器的結構(gou)位置而言(yan)可置于傳(chuan)感🔞器上也(ye)可置于🌂轉(zhuan)換器上,但(dan)由于後者(zhe)💛須對轉換(huan)器内部結(jie)構做相當(dang)大的改動(dong)，工❤️作量、試(shi)驗量都很(hen)大。因此，确(que)定選⭕用前(qian)者,參見圖(tu)1。應當說明(ming)，帶有液體(ti)阻🌈尼器的(de)浮子流🛀🏻量(liang)計已有過(guo)設☔計和應(ying)用的報道(dao)，但尚無采(cai)用氣體阻(zu)尼器的金(jin)屬管浮子(zi)流量計信(xin)息。
3.5阻尼器(qi)的設計
　　 設(she)計阻尼器(qi)必須了解(jie)和确定下(xia)列數據:
　　 波(bo)動幅度與(yu)頻率:經在(zai)現場幾小(xiao)時觀測統(tong)計未裝阻(zu)尼‼️器的流(liu)量計的波(bo)動幅度約(yue)爲15%~25%， (±7.5%~±12%);頻率約(yue)爲180~350次/min。
(1)要求(qiu)阻尼效果(guo):波動幅度(du)應不大于(yu)+2%;頻率約不(bu)大于50-~90次/min。當(dang)然，由于沒(mei)有适當的(de)儀器進行(hang)定量檢測(ce)，所以阻尼(ni)的最終效(xiao)果是否達(da)到預期目(mu)标，一定程(cheng)度上還應(ying)通過實際(ji)應用由現(xian)場技✊術和(he)操作人員(yuan)判斷和認(ren)定。
(2)依照上(shang)述實際工(gong)況和阻尼(ni)目标，兼顧(gu)該浮子流(liu)量計⁉️結㊙️構(gou)尺寸、钛材(cai)管料規格(ge)等，求出阻(zu)尼系數之(zhi)後，初步确(que)定阻尼器(qi)結構及尺(chi)寸如圖2所(suo)示。而決定(ding)阻尼效果(guo)的阻尼室(shi)與阻尼體(ti)之間間隙(xi)💚的尺寸必(bi)須經現場(chang)試😄驗後才(cai)能👣确定。
 
3.6試(shi)驗室試驗(yan)驗證
　　 爲了(le)初步驗證(zheng)這一阻尼(ni)器的效果(guo)，以阻尼管(guan)内徑實🐅測(ce)尺寸爲準(zhun)，4組不同外(wai)徑尺寸的(de)阻尼頭，使(shi)兩者🔴的配(pei)合間隙分(fen)别爲0.8mm、0.6mm、0.4mm和0.2mm,分(fen)🏃‍♂️次裝人特(te)殊設計的(de)浮子流量(liang)計進行試(shi)驗。爲造✊成(cheng)浮子跳動(dong)并♋盡量少(shao)對水流量(liang)裝置做較(jiao)大變📐動，試(shi)驗系統如(ru)圖3所示。
 
　　 浮子(zi)的跳動由(you)緊靠彎頭(tou)的球閥快(kuai)開、快關與(yu)水流經🏃彎(wan)頭的急⛷️劇(ju)流場變化(hua)造成，實際(ji)跳動情況(kuang)借助于流(liu)量計☎️的指(zhi)針、度盤觀(guan)察，也可由(you)轉換器的(de)輸出電流(liu)信号借助(zhu)指針式電(dian)流表觀測(ce)。
　　 試驗時流(liu)量計上端(duan)自然存有(you)空氣做爲(wei)阻尼介質(zhi)🚶‍♀️.試驗方法(fa)是🥵:初始流(liu)量置于約(yue)50%最大流量(liang)處，這時指(zhi)針仍💁略有(you)🐆擺動但有(you)滿意讀數(shu)(系流場不(bu)穩所緻，可(ke)視爲穩定(ding)),然後🐉迅速(su)開啓(或關(guan)🌏閉)球閥，使(shi)指針約達(da)80% (或20%)最大流(liu)量處并記(ji)下時間，等(deng)待指針雖(sui)擺動仍有(you)🆚可滿意讀(du)數爲止，再(zai)記下時間(jian)，即可得知(zhi)阻尼時間(jian)📱。經多次試(shi)驗統計結(jie)果大緻如(ru)表1所示:
 
　　 從(cong)上述試驗(yan)結果可以(yi)看出後兩(liang)組間隙的(de)阻尼器⛱️效(xiao)果較♍好。但(dan)必竟現場(chang)實際工況(kuang)與試驗室(shi)條件有較(jiao)大😘差别，因(yin)此還必須(xu)進♍行現場(chang)試驗。
4現場(chang)試驗與應(ying)用效果
　　 2025年(nian)11月對特殊(shu)設計的浮(fu)子流量計(ji)及特制的(de)間隙爲0.3mm的(de)💃阻尼體安(an)裝于現場(chang)取代原流(liu)量計進行(hang)多次試驗(yan)，結果是間(jian)隙爲0.3mm和0.4mm阻(zu)尼💞器效果(guo)，原來流量(liang)計指針擺(bai)動幅度爲(wei)10%～20%的同樣條(tiao)件換裝特(te)殊設計的(de)流量計後(hou),其指針擺(bai)動基本☎️不(bu)超過6%(+3%),操作(zuo)人員認爲(wei)滿意，可❄️以(yi)接受，這一(yi)設計達到(dao)了預期效(xiao)果。經使用(yong)一直很♍穩(wen)定，這就初(chu)步解決了(le)氣、液兩🔞相(xiang)流流量測(ce)量的難題(ti)。
　　 因此可以(yi)認爲:這種(zhong)帶有阻尼(ni)器并由特(te)種材質制(zhi)造♌的浮㊙️子(zi)流量計是(shi)一種解決(jue)類似雙相(xiang)流流量測(ce)量的可行(hang)方法之一(yi)，完全可以(yi)用于離子(zi)膜燒堿工(gong)藝過程中(zhong)。

以上内容(rong)源于網絡(luo)，如有侵權(quan)聯系即删(shan)除!