[摘要(yao)]通過對離子(zǐ)膜燒堿生産(chan)線工況條件(jian)分析,提出🔅了(le)在浮子流量(liàng)計 結構中增(zēng)加阻尼裝置(zhi)等措施。實踐(jian)表明，采用阻(zu)尼裝置的金(jin)屬管浮子流(liú)量計 ,完全能(néng)夠實現在氣(qì)液混合雙相(xiang)介質工況條(tiao)件下的離子(zǐ)膜燒堿生産(chan)線的流量測(ce)量。
1問題的提(tí)出
　　 近年來，我(wo)國化工行業(ye)中采用離子(zi)膜法制堿工(gong)藝發📧展很🐆快(kuài)，前幾年該裝(zhuāng)置大多爲全(quan)套進口，包括(kuo)在線的各種(zhǒng)儀表🐪。現在🌐從(cong)設備到儀表(biao)逐漸國産化(huà)，這樣既能保(bao)證質量，同時(shi)可以節約大(dà)量外彙。
　　 西北(bei)某大型化工(gōng)廠在建成試(shì)生産階段就(jiù)發現安裝🚶在(zai)陰、陽兩極管(guan)道上的兩台(tái)浮子流量計(jì)工作不正常(chang),指針總在擺(bai)動，無法讀數(shù);輸出電流信(xin)号也不💞穩定(dìng)，難🌍以實現預(yù)期的👣工藝流(liú)程調節與控(kong)制目标等，以(yǐ)至影響了正(zhèng)常投産。
　　 經現(xiàn)場觀察和分(fèn)析認爲:陰極(jí)、陽極兩條管(guǎn)道中被測量(liang)👅的介💜質🔴均爲(wèi)既不均勻、比(bi)例又不固定(ding)的氣、液雙相(xiàng)介質;而流量(liang)計則是📐常規(gui)型浮子流量(liàng)計。
　　 浮子流量(liang)計的工作原(yuán)理之一是浮(fu) 力定律，也就(jiu)是與🆚被測介(jie)質的密度有(you)關,密度不穩(wen)定時浮子就(jiù)會跳動。由于(yú)本工況液體(ti)伴有不定氣(qi)體量的情況(kuang)，産生脈動流(liú),導緻了流量(liang)🤟計的上述現(xian)象。
　　 目前各種(zhong)常規流量計(ji)都不适用于(yú)氣、液雙相介(jiè)質❤️,而工藝過(guo)🔴程的鹽液及(jí)堿液流量必(bi)須加以測量(liàng)和控制,即必(bi)🔞須安裝流量(liàng)計❗。因此，選用(yong)一種可用的(de)流👅量計或對(dui)現有的某種(zhǒng)流量計進行(háng)改進設計以(yǐ)滿足此特定(dìng)工況測量要(yao)求就成爲下(xià)步工作。
2确定(dìng)方案
　　 實施方(fang)案的選擇與(yu)确定至少要(yào)滿足以下3點(dian):
(1)流量計的接(jiē)液零部件必(bì)須能承受陰(yīn)、陽兩極管道(dào)中含氯氣鹽(yan)液及堿液的(de)強烈氧化和(he)腐蝕;
(2)安裝連(lián)接尺寸盡量(liang)與原流量計(jì)相同，以減少(shao)工作量;
(3)流量(liàng)計自身能有(you)效地緩沖和(hé)減少由随機(ji)産生氣體帶(dai)來的劇烈波(bo)動，達到可視(shì)爲穩定值的(de)讀數,并且輸(shū)🏃🏻‍♂️出電流信🌈号(hào)波動滿足調(diào)節系統的要(yào)求。
　　 按上述要(yào)求對 電磁流(liú)量計 、 渦輪流(liu)量計 、 渦街流(liú)量計 、浮子流(liu)量計與差壓(ya)式流量計等(děng)進行分析、比(bǐ)較後認爲隻(zhi)有對金屬管(guǎn)浮子流量計(ji)進行必要的(de)改進才是可(ke)行的和方案(àn)。因此👉在其原(yuan)有産品基礎(chǔ)上特殊設計(jì)♈了一種金屬(shu)管浮子流🙇‍♀️量(liang)計。
3特殊設計(jì)的實施
該浮(fú)子流量計應(yīng)實施3項改進(jìn)設計。
3.1耐腐蝕(shí)材料選擇和(hé)防腐措施
　　 查(cha)閱金屬材料(liao)手冊并結合(hé)現場其它設(she)備材料的應(ying)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻用實際，陽極(ji)管道中的介(jiè)質爲含氯氣(qì)的鹽液，傳感(gǎn)器中所有與(yǔ)介質接觸的(de)零件均采用(yong)钛(Ti)材制造,兩(liǎng)法蘭密封面(mian)及殼體與導(dǎo)管🍓組件密封(feng)面均進行塗(tú)钯處理。
　　 整個(gè)傳感器具有(you)良好的抗氧(yang)化及耐腐蝕(shí)性能。而陰極(jí)管💯道中的介(jiè)質爲堿液和(hé)氫氣及氯氣(qi)等，傳感器中(zhong)所有與介質(zhì)接觸的💜零件(jiàn)均采用不鏽(xiù)鋼(SUS316L)材質制造(zao)，整個傳感🐪器(qì)具有🏃‍♂️良好的(de)耐腐蝕性能(neng)。經兩年多的(de)使用證明是(shì)可行的。
3.2連接(jie)尺寸與安裝(zhuang)方式
　　 由于用(yong)戶的原有流(liú)量計爲水平(píng)安裝，這與常(cháng)規浮子流量(liang)✂️計垂直安裝(zhuāng)、流體自下而(er)上的流向完(wan)全不同,因此(ci)必須将其設(she)計成(水)平進(jin)(水)平出結構(gòu)，由于已有管(guan)道的開檔尺(chi)寸足夠長，于(yu)是設計成如(rú)圖1所示.的浮(fu)子流量計。
3.3最(zuì)大限度地保(bao)證工作條件(jiàn)下流量計的(de)穩定
　　 就流量(liang)計自身而言(yán)，克服波動(不(bu)論是外部還(hai)是内部原因(yin)所緻)的常用(yòng)而有效的措(cuo)施是加裝阻(zǔ)尼器。阻尼器(qì)一般分爲機(ji)械式🙇🏻和電(磁(ci))式，顯然對浮(fú)子流量計應(yīng)首先考💯慮選(xuǎn)用前者。
3.4阻尼(ní)器的選擇
　　 按(an)阻尼介質不(bú)同又分爲液(yè)體阻尼器和(he)氣體阻尼器(qi)。
 
　　 由于本應(ying)用對象中已(yi)産生和存在(zài)着氣體且浮(fú)子波動幅度(dù)不十分劇烈(liè)，所以可采用(yòng)活塞式氣體(ti)阻尼器。另外(wài)，就阻尼器的(de)結構位置而(ér)言可置于傳(chuan)感器上也可(ke)置于轉換器(qì)上,但由于後(hòu)者須對轉換(huan)器内部結構(gòu)♊做相當大的(de)改動，工作量(liàng)、試驗量都很(hěn)大。因此，确定(ding)選用前者,參(cān)見圖1。應當說(shuo)明，帶有液體(ti)阻🌐尼器的浮(fú)子流量計已(yi)有過設計和(hé)應用的報道(dào)，但📧尚無采用(yong)氣體阻❄️尼器(qì)的金屬管浮(fu)子流量計信(xìn)息❄️。
3.5阻尼器的(de)設計
　　 設計阻(zǔ)尼器必須了(le)解和确定下(xià)列數據:
　　 波動(dong)幅度與頻率(lü):經在現場幾(ji)小時觀測統(tǒng)計未裝👄阻尼(ni)器的流量計(ji)的波動幅度(dù)約爲15%~25%， (±7.5%~±12%);頻率約(yuē)爲180~350次/min。
(1)要求阻(zu)尼效果:波動(dong)幅度應不大(dà)于+2%;頻率約不(bú)大于50-~90次/min。當然(ran)，由于✌️沒有适(shi)當的儀器進(jin)行定量檢測(ce)，所以阻尼🌈的(de)最終效果是(shi)否達到預期(qī)目标，一定程(chéng)度上還應通(tong)過實際應用(yong)由現場技🙇🏻術(shu)和操🌈作人員(yuán)判斷和認定(dìng)。
(2)依照上述實(shi)際工況和阻(zǔ)尼目标，兼顧(gu)該浮子流量(liàng)🙇🏻計結構尺寸(cùn)、钛材管料規(guī)格等，求出阻(zǔ)尼系數之後(hòu)，初步确定阻(zǔ)尼✉️器結構及(ji)尺寸如圖2所(suo)示。而決定阻(zǔ)♉尼效果🐉的阻(zǔ)尼室與阻尼(ni)體之間間隙(xì)的尺寸必須(xu)經現場試驗(yàn)後才能确定(ding)。
 
3.6試驗室試驗(yan)驗證
　　 爲了初(chu)步驗證這一(yī)阻尼器的效(xiao)果，以阻尼管(guan)内徑實測尺(chi)寸💛爲準，4組不(bú)同外徑尺寸(cùn)的阻尼頭，使(shǐ)兩者的配合(he)間隙分别爲(wei)0.8mm、0.6mm、0.4mm和0.2mm,分🚶次裝人(rén)特殊設計的(de)浮子流量計(ji)進行試驗。爲(wei)造成浮子跳(tiao)動并盡量少(shǎo)對水流量裝(zhuāng)置做較大變(bian)💃🏻動，試驗系統(tong)如圖3所示。
 
　　 浮子(zi)的跳動由緊(jin)靠彎頭的球(qiú)閥快開、快關(guān)與水流經彎(wān)頭👉的急劇流(liú)場變化造成(cheng)，實際跳動情(qing)況借助于流(liu)🌍量計的指🤞針(zhēn)、度🧑🏾‍🤝‍🧑🏼盤觀察，也(yě)可由轉換器(qì)的輸出電流(liú)信号借助指(zhi)針式電流表(biao)觀測。
　　 試驗時(shi)流量計上端(duan)自然存有空(kōng)氣做爲阻尼(ní)介質.試驗方(fāng)☀️法是🍓:初始流(liu)量置于約50%最(zui)大流量處，這(zhè)時指針仍略(luè)有擺動但有(yǒu)滿意🐅讀數(系(xì)流場不穩所(suǒ)緻，可🔆視爲穩(wen)定),然後迅速(sù)開啓(或關😍閉(bi))球閥，使指針(zhēn)約達🌂80% (或20%)最大(da)流量處并記(ji)下時間，等待(dài)指針雖擺動(dong)仍有♈可滿意(yi)讀數爲止，再(zài)記下時間，即(jí)可得知阻尼(ni)時間。經多次(ci)試驗統計結(jié)果大緻如表(biao)1所示:
 
　　 從上述(shu)試驗結果可(kě)以看出後兩(liang)組間隙的阻(zu)尼器效果較(jiào)好。但必竟現(xian)場實際工況(kuang)與試驗室條(tiao)件有較大差(cha)别，因此還必(bi)須進行現場(chang)試驗。
4現場試(shi)驗與應用效(xiao)果
　　 2025年12月對特(te)殊設計的浮(fu)子流量計及(jí)特制的間隙(xi)爲0.3mm的阻尼體(ti)安裝于現場(chǎng)取代原流量(liang)計進行多次(ci)試驗，結果是(shi)間隙爲0.3mm和0.4mm阻(zu)尼器效果，原(yuan)來流量計指(zhǐ)針🌍擺動幅度(dù)爲10%～20%的同樣條(tiáo)件換裝🈚特殊(shū)設計的流量(liang)計💔後,其指針(zhēn)擺動基本不(bú)超過6%(+3%),操😍作人(ren)員認爲滿意(yì)，可以接受，這(zhè)一設計達到(dao)了預期效果(guo)。經使用一直(zhi)很穩定，這就(jiu)初步🔴解決了(le)氣、液兩相流(liu)流量測量的(de)難題。
　　 因此可(kě)以認爲:這種(zhong)帶有阻尼器(qi)并由特種材(cai)質制造的浮(fu)子流😄量計是(shi)一種解決類(lei)似雙相流流(liú)量測量的可(kě)行方法之一(yi)，完全可以用(yong)于離子膜燒(shāo)堿工👅藝過程(cheng)中。

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