摘要(yào):探讨了(le)低壓氫(qing)氣的計(ji)量方式(shì),介紹了(le)旋進旋(xuan)渦流量(liang)計 的結(jié)構特點(diǎn)及工作(zuò)原理,并(bing)針對使(shi)用過程(chéng)中存在(zài)的🔱問🚩題(tí),提出保(bǎo)證計量(liang)精度的(de)改進措(cuò)施和建(jian)議。
1引言(yan)
　　鹽化工(gōng)總廠所(suǒ)屬氯堿(jian)分廠生(shēng)産的氫(qing)氣在最(zui)初除少(shao)量💁氫氣(qi)和氯氣(qì)反應生(sheng)産合成(cheng)鹽酸外(wai)，其餘氫(qīng)氣全部(bu)放空🧡處(chu)理。随着(zhe)用氫用(yong)戶進入(rù)周邊化(hua)工園區(qu),氫氣也(yě)就作爲(wèi)❄️一種貿(mào)易産品(pin)采用管(guǎn)道輸送(song)的方式(shi)銷售給(gěi)用戶。爲(wèi)了保證(zheng)供需雙(shuang)方進行(hang)公平的(de)貿易結(jié)算,我.廠(chang)在對外(wai)輸送氫(qīng)氣管道(dao)上增加(jiā)了氫氣(qì)💜計量儀(yí)表。
2工藝(yì)情況介(jie)紹
　　從上(shàng)遊鹽硝(xiao)廠化鹽(yan)裝置送(sòng)來的鹽(yan)水通過(guo)一次精(jing)制和二(er)次精制(zhi)後進入(rù)離子膜(mó)電解裝(zhuang)置進行(háng)電解,生(sheng)産出燒(shāo)堿、氯🔞氣(qì)和♉氫氣(qi),電解裝(zhuāng)置生産(chan)的濕氫(qing)氣通過(guo)管道送(song)入氫氣(qi)處理裝(zhuang)置進行(hang)幹燥處(chu)理得到(dao)幹燥的(de)氫氣送(song)到下遊(yóu)裝置。生(sheng)👅産工藝(yì)的特性(xing)決定了(le)外送氫(qing)氣壓力(lì)較低,并(bìng)♋且流速(sù)也比較(jiao)低,通常(cháng)氫氣控(kong)制在常(cháng)溫25%℃左右(you),壓力控(kòng)制在表(biao)壓0.1MPa左右(you)。
3計量方(fang)式的選(xuan)擇
　　由于(yú)氫氣的(de)氫分子(zi)量小，密(mì)度低,是(shì)一種不(bu)容易正(zhèng)确測量(liang)的工業(ye)氣體。當(dāng)前,根據(jù)氫氣壓(yā)力和工(gōng)藝管👉徑(jing)不💁同,選(xuan)擇測量(liàng)用的儀(yí)表主要(yào)有 熱式(shi)質量流(liú)量計 、科(ke)裏奧利(li)質量流(liu)量計、 渦(wō)街流量(liàng)計 和 孔(kong)闆流量(liang)計 等。生(sheng)産工藝(yì)導緻了(le)外輸氫(qīng)氣管線(xian)的壓力(lì)較低，先(xian)🈲後使用(yong)過差壓(ya)式流量(liang)計(孔闆(pǎn)和普洛(luo)巴)和渦(wō)街流量(liàng)計等,實(shi)際使用(yong)效果都(dou)不理想(xiang)。最後隻(zhi)有雙方(fang)協商解(jiě)決👄，流量(liàng)計的測(ce)量數據(jù)僅供參(can)考❄️。通過(guo)不斷的(de)📞學習,對(duì)低壓力(li)氫氣流(liú)量測量(liang)的認識(shí)不斷提(tí)高,無🔴論(lùn)孔闆流(liú)量計、渦(wō)街流量(liang)計還是(shi)科氏力(lì)質量流(liu)量🔞計,都(dōu)對氫氣(qi)壓力有(yǒu)一定的(de)要求，曾(ceng)經考慮(lǜ)選🏃🏻‍♂️擇熱(rè)式質量(liàng)流量計(jì)，但此流(liu)量計的(de)工作原(yuán)理決定(ding)了對氣(qi)🔞中的水(shuǐ).分有嚴(yán)格的要(yào)求。又正(zheng)好了解(jiě)到一個(ge)氣📱堿企(qǐ)業給周(zhou)邊用戶(hu)供應氯(lü)氣用的(de)某知名(ming)品牌的(de)熱式質(zhì)量流量(liang)計，産生(shēng)了✉️計量(liàng)糾紛。因(yīn)不能保(bǎo)證氫氣(qi)幹燥裝(zhuāng)置✉️始終(zhōng).正常運(yun)行,所以(yǐ)熱式質(zhì)量流量(liàng)計❓就沒(méi)有考慮(lǜ)。
　　在天然(rán)氣行業(ye)應用廣(guang)泛的旋(xuán)進旋渦(wo)流量計(jì)來進行(hang)🤟氫🍓氣流(liú)量㊙️測量(liàng)，此流量(liang)計有信(xin)号強、低(dī)流速特(tè)性較好(hao)的優勢(shi)。并且能(néng)夠同時(shi)測量氫(qing)氣的工(gong)況流量(liang)、溫度和(hé)壓力,然(rán)⛹🏻‍♀️後自動(dong)進行溫(wen)壓補償(chang)轉換成(chéng)标況流(liu)量。所有(yǒu)數據既(jì)可☀️以在(zai)現場就(jiù)地顯示(shì)☔,又能通(tong)過RS485通訊(xun)傳輸到(dao)中控室(shì)。
4測量原(yuan)理及優(yōu)點
　　流量(liang)傳感器(qì)的流通(tōng)剖面類(lei)似文丘(qiu)裏管的(de)型式。在(zai)入💰口側(ce)安放一(yi)組螺旋(xuán)形導流(liu)葉片,當(dāng)流體進(jìn)入流量(liang)傳感器(qì)時，導流(liu)葉片迫(pò)使流體(tǐ)産生劇(jù)烈的旋(xuán)渦流。當(dang)流體進(jin)入擴散(san)段時,旋(xuán)渦流受(shou)到☔回流(liú)的作用(yòng)🛀🏻,開始作(zuò)二次旋(xuan)轉,形成(cheng)陀螺式(shi)的渦流(liú)進動現(xiàn)象。該🏃‍♀️進(jìn)動頻率(lü)與流量(liàng)大小成(cheng)正比,不(bu)受流體(ti)物理性(xing)質和密(mì)度的影(yǐng)響,檢測(cè)組件測(cè)得流體(tǐ)二次旋(xuán)轉進動(dòng)頻率就(jiu)能在較(jiao)寬的流(liu)量範圍(wéi)内獲♍得(dé)良好的(de)線性度(du)。信号經(jing)前置放(fàng)大器放(fàng)大、濾波(bo)、整形轉(zhuǎn)換爲與(yǔ)流速成(cheng)正比的(de)脈沖信(xin)号,然後(hòu)再與溫(wen)度、壓力(lì)等🌈檢測(cè)信号一(yī)起被送(sòng)往微處(chù)理器進(jin)行積算(suan)處理,最(zui)後在液(ye)晶顯示(shi)屏上顯(xiǎn)示出測(cè)🏃量結果(guo)(瞬時流(liu)量、累積(jī)流量及(ji)溫度、壓(ya)力數據(jù))。其工作(zuo)原理圖(tu)如下:

　　盡管旋(xuán)進旋渦(wō)流量計(jì)和渦街(jie)流量計(ji)都是屬(shu)于流體(tǐ)振動🐆類(lèi)流💋量計(jì),但旋進(jin)旋渦流(liú)量計還(hai)有以下(xià)優點:
4.1産(chan)生的旋(xuan)渦信号(hao)比渦街(jie)流量計(ji)強,因此(ci)下限雷(léi)諾數更(gèng)低。測🏃‍♂️量(liàng)氣體流(liú)量時，下(xia)限流速(su)可以低(di)至(1.5~2)m/s。
4.2因爲(wèi)流量計(ji)産生的(de)旋渦信(xin)号比渦(wō)街流量(liang)計強,受(shòu)上遊阻(zu)流件的(de)影響比(bǐ)渦街流(liú)量計小(xiao),所以對(duì)上遊直(zhí)管段長(zhang)🌍度要求(qiú)短得多(duo)。
4.3儀表系(xi)數K比渦(wo)街流量(liang)計大1~2倍(bei)。
5使用情(qing)況及改(gai)進措施(shī).
　　旋進旋(xuan)渦流量(liang)計投入(rù)使用後(hòu)，運行較(jiào)爲穩定(dìng),計量數(shu)據和工(gōng)👣藝計算(suàn)的理論(lun)數據基(ji)本相符(fú)。但由于(yú)現場環(huán)境受幹(gàn)擾因素(sù)比較多(duō),在使用(yong)過程中(zhong)也出現(xiàn)了一些(xiē)問題,通(tōng)♊過采取(qu)改進措(cuo)✂️施,問題(tí)得到了(le)解決。
5.1要(yao)根據流(liú)量範圍(wéi)選擇合(he)适量程(cheng)儀表
　　當(dāng)流量計(jì)經常在(zài)下限流(liu)量附近(jìn)工作時(shí),計量精(jing)度難以(yǐ)得到保(bǎo)證。爲了(le)使流量(liàng)計的使(shǐ)用性能(néng)達到理(lǐ)想，要保(bǎo)證流量(liàng)💘計的🐪常(cháng)用流量(liàng)在量程(cheng)範圍的(de)20%~80%内比👈較(jiao)合适。用(yong)戶提供(gong)的流量(liàng)範圍一(yī)般是标(biāo)況流量(liàng)，但生産(chǎn)廠家提(tí)供的量(liàng)✨程範圍(wei)卻是工(gong)況流㊙️量(liang)，需要根(gen)據工作(zuò)壓力、工(gong)作溫度(dù)及當地(dì)的實際(ji)大氣壓(yā)進行換(huan)算,以選(xuǎn)擇合适(shi)的流量(liàng)計。
5.2流量(liang)計在停(ting)産期間(jiān)有流量(liang)顯示問(wèn)題
　　曾有(yǒu)用戶反(fǎn)映流量(liang)計在停(ting)産期間(jian)仍有流(liu)量顯.示(shi)的問題(tí),通過查(chá)看中控(kòng)室DCS曆史(shǐ)趨勢,分(fèn)析認爲(wèi):①DCS曲線有(yǒu)矩形波(bō)，判斷爲(wèi)振動引(yin)🌈起,一般(bān)顯示爲(wei)(200~300)m/h左右,而(ér)所用的(de)DN200流量計(jì)下限爲(wei)360m2/h,通🐇過調(diào)整小信(xìn)号切除(chu)值,把300m2/h以(yi)下的全(quan)部切除(chú);②DCS曲線有(yǒu)時有大(dà)的跳變(bian),分析認(ren)爲現💘場(chǎng)有幹擾(rao)信🏃‍♂️号,将(jiang)儀表外(wai)🙇🏻殼接地(dì)。通過采(cǎi)取措施(shi)後,運行(hang)良好。
5.3氫(qing)氣含水(shui)對流量(liàng)計的影(yǐng)響
　　在使(shǐ)用過程(cheng)中發現(xian)旋進旋(xuan)渦流量(liàng)計對氫(qing)氣含水(shui)量也有(yǒu)一定要(yao)求,如果(guǒ)比較高(gāo)時會出(chū)現儀表(biǎo)示值嚴(yan)重🔞失真(zhen)的情況(kuang)。要⛹🏻‍♀️求工(gōng)💘藝人員(yuán)加強對(duì)氫氣幹(gan)燥處理(li)的監控(kong)。
5.4小信号(hao)切除值(zhí)的設置(zhi)問題
　　設(shè)置小信(xìn)号切除(chu)值是根(gen)據現場(chǎng)的實際(ji)情況來(lai)确定儀(yí)表的始(shi)🈲動流量(liàng)。如果小(xiǎo)信号切(qie)除值設(she)定得太(tai)大,那麽(me)儀表的(de)始動流(liu)量也就(jiu)相應增(zēng)大,就會(hui)造成在(zài)小流量(liang)時沒有(yǒu)計量💘;如(ru)果小🙇🏻信(xin)号切除(chú)值設定(dìng)得♈太小(xiao)，那麽儀(yí)表的靈(ling)敏度相(xiang)應提高(gāo),工藝管(guan)道的一(yī)🌐些微弱(ruò)振動或(huò)電氣幹(gàn)擾🌏就有(you)可能導(dao)緻在沒(méi)有氣體(tǐ)通過的(de)情🈲況🔱下(xia)流量計(ji)開始工(gong)作,從而(ér)造成流(liú)量的“無(wu)中生有(you)”，引起不(bú)必要的(de)争議。我(wo)廠結合(he)DCS系統的(de)曆史趨(qu)勢曲線(xiàn),選擇合(hé)适的小(xiǎo)信号切(qiē)除值。既(ji)避免🧑🏾‍🤝‍🧑🏼了(le)現場的(de)幹擾，又(you)保證了(le)流量計(jì)的正常(cháng)測量。
6結(jie)束語
　　旋(xuán)進旋渦(wo)流量計(jì)在我廠(chǎng)低密度(du)、低壓力(li)氫氣的(de)流量測(cè)量應用(yong)效果良(liáng)好,對于(yú)類似工(gōng)況的氣(qi)體計量(liang)有一定(ding)的借鑒(jiàn)🔅作用。

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