摘要(yào):探讨了低壓(ya)氫氣的計量(liang)方式,介紹了(le)旋進旋渦流(liu)量計
的結構(gou)特點及工作(zuò)原理,并針對(duì)使用過程中(zhōng)存在的👉問題(tí)㊙️,提出保證計(jì)量精度的改(gǎi)進措施和建(jiàn)議。
1引言
鹽化(huà)工總廠所屬(shǔ)氯堿分廠生(sheng)産的氫氣在(zài)最初除☔少🐪量(liang)氫氣🔴和☔氯氣(qi)反應生産合(hé)成鹽酸外，其(qí)餘氫氣全部(bù)放空處理。随(sui)着用氫用戶(hù)進入周邊化(huà)工園區,氫氣(qi)也就作爲一(yi)種貿易産品(pǐn)采用管👌道輸(shu)送的方式銷(xiāo)售給用戶。爲(wèi)了保證供需(xu)雙方進行公(gōng)平的貿易結(jié)算,我.廠在對(duì)外輸送氫氣(qi)管道上增加(jia)了氫氣計量(liang)儀表。
2工藝情(qing)況介紹
從上(shang)遊鹽硝廠化(huà)鹽裝置送來(lai)的鹽水通過(guò)一次精制和(he)二次精制後(hou)進入離子膜(mo)電解裝置進(jìn)行電解,生産(chan)🧡出燒堿、氯氣(qì)和氫氣,電解(jiě)裝置生産的(de)濕氫氣通過(guò)管道送入氫(qing)氣處理裝置(zhi)進行幹燥處(chu)理得到幹燥(zào)的氫氣送到(dào)下遊裝置。生(sheng)産工藝的特(tè)性決定了外(wai)送氫氣壓力(lì)較低,并且流(liu)速也比較低(dī),通常氫氣控(kong)制在常✌️溫25%℃左(zuo)右,壓力控制(zhi)🈲在表壓0.1MPa左右(yòu)。
3計量方式的(de)選擇
由于氫(qing)氣的氫分子(zǐ)量小，密度低(dī),是一種不容(róng)易正确測量(liang)的工業氣體(ti)。當前,根據氫(qīng)氣壓力和工(gōng)藝管徑不同(tong),選擇測量用(yòng)的儀表主要(yao)有
熱式質量(liàng)流量計
、科裏(li)奧利質量流(liú)量計、
渦街流(liu)量計
和
孔闆(pǎn)流量計
等。生(shēng)産工藝導緻(zhi)了外輸氫氣(qi)管線的壓力(lì)較低，先後使(shǐ)用過差壓式(shì)流量計(孔闆(pǎn)和普洛巴)和(he)渦街流量計(jì)等,實際使用(yong)效果都不理(lǐ)想。最後隻有(you)雙方協商解(jie)決，流量計的(de)測量🧑🏽🤝🧑🏻數據僅(jin)供參考。通過(guo)不斷的學習(xi),對低壓力氫(qing)氣流量測量(liang)的認識不斷(duàn)提高,無論孔(kong)闆流量😘計、渦(wō)街流量計還(hai)是科氏力質(zhì)量流量計,都(dou)對氫氣壓力(lì)有一定的要(yao)💛求，曾經考慮(lü)選擇熱👄式質(zhi)量流量計，但(dàn)此流量計的(de)工作原理決(jué)定了對氣中(zhong)的水.分有嚴(yán)格的要求。又(you)正好了解到(dao)一個氣堿企(qi)業給🔞周邊用(yòng)戶供應氯氣(qì)用的某知名(ming)品牌的熱式(shì)質量流量計(jì)，産生了計量(liang)糾紛。因不🎯能(neng)保證氫氣幹(gan)燥裝置始終(zhong).正常運行,所(suǒ)以熱式質量(liang)流量計📐就沒(méi)有考慮。
在天(tiān)然氣行業應(ying)用廣泛的旋(xuan)進旋渦流量(liang)計來進行氫(qing)🈲氣流量測量(liàng)，此流量計有(yǒu)信号強、低流(liu)速特性較好(hao)的優勢。并且(qiě)能夠同時測(ce)量氫氣的工(gōng)況流量、溫度(du)和🔅壓力,然💃後(hòu)自動進行溫(wen)壓補償⁉️轉換(huan)成标況流量(liàng)。所有💁數據既(jì)可以在現場(chǎng)🔞就地顯示,又(you)能通過RS485通訊(xùn)傳輸到中控(kòng)室。
4測量原理(lǐ)及優點
流量(liàng)傳感器的流(liu)通剖面類似(si)文丘裏管的(de)型式。在入口(kou)側安放一組(zu)螺旋形導流(liu)葉片,當流體(tǐ)進入流量傳(chuán)感器時，導流(liú)葉片迫使流(liu)體産生劇烈(lie)的旋渦流。當(dang)流♉體進入🤟擴(kuò)散段時,旋渦(wo)流受到回流(liú)的作用♌,開始(shi)作二次旋轉(zhuǎn),形成陀螺式(shì)的渦流進動(dong)現象。該進動(dong)頻率與流量(liang)大小成正比(bǐ),不受流體物(wu)理性質🌈和密(mì)度的影💋響🌐,檢(jian)測組件測得(de)💘流體二次旋(xuán)轉進動頻率(lü)就能在較寬(kuān)的流量範圍(wei)内獲🐇得良好(hao)的線性度。信(xin)号經前置放(fang)大器放大、濾(lü)波、整形轉換(huan)爲與流速成(chéng)正比的脈沖(chong)信号,然後再(zài)與溫度、壓力(li)等檢測信号(hao)一起被送往(wang)微處理♌器進(jin)行積算處🔞理(li),最後在液晶(jing)顯示屏上顯(xiǎn)示出測量結(jié)果(瞬時流量(liàng)、累積流🍓量及(ji)🙇♀️溫度、壓力數(shù)據)。其工作原(yuan)理圖如下:
盡管旋(xuan)進旋渦流量(liang)計和渦街流(liu)量計都是屬(shu)于流體振🔴動(dòng)類流量計,但(dàn)旋進旋渦流(liú)量計還有以(yi)下優點:
4.1産生(sheng)的旋渦信号(hào)比渦街流量(liang)計強,因此下(xià)限雷諾數更(gèng)低。測量氣體(tǐ)流量時，下限(xian)流速可以低(di)至(1.5~2)m/s。
4.2因爲流量(liang)計産生的旋(xuán)渦信号比渦(wo)街流量計強(qiáng),受📧上💰遊阻☁️流(liu)件的影響比(bǐ)渦街流量計(ji)小,所以對上(shang)遊😄直管段長(zhang)🎯度要求短得(de)多。
4.3儀表系數(shu)K比渦街流量(liàng)計大1~2倍。
5使用(yong)情況及改進(jin)措施.
旋進旋(xuan)渦流量計投(tóu)入使用後，運(yùn)行較爲穩定(ding),計量數據🔴和(hé)工藝計算的(de)理論數據基(jī)本相符。但由(yóu)于現♻️場環境(jing)受幹擾因素(sù)比較多,在使(shǐ)用過程中也(ye)出現了一些(xie)問題,通過采(cai)取改進措施(shī),問題得到了(le)解決。
5.1要根據(ju)流量範圍選(xuan)擇合适量程(cheng)儀表
當流量(liang)計經常在下(xià)限流量附近(jìn)工作時,計量(liàng)精度難㊙️以得(dé)到保證。爲了(le)使流量計的(de)使用性能達(da)到理想，要🧑🏽🤝🧑🏻保(bǎo)證流量計的(de)常用流量在(zai)量程範圍的(de)20%~80%内比較合适(shi)。用戶提💛供的(de)流量範圍一(yi)般是标況流(liú)量，但🔞生産廠(chǎng)家提供的量(liang)程範圍卻是(shì)工況流量，需(xu)要根據工作(zuò)壓力、工作溫(wen)度及當地的(de)實際大氣壓(ya)進行換算,以(yi)選擇合适的(de)流量計。
5.2流量(liang)計在停産期(qi)間有流量顯(xian)示問題
曾有(yǒu)用戶反映流(liu)量計在停産(chǎn)期間仍有流(liu)量顯.示💞的問(wen)題,通過查看(kàn)中控室DCS曆史(shi)趨勢,分析認(ren)爲:①DCS曲線有矩(jǔ)形波，判斷爲(wei)振動引起,一(yī)般顯示爲(200~300)m/h左(zuǒ)右,而所用的(de)DN200流量計下限(xiàn)爲360m2/h,通過調整(zhěng)小信号切除(chú)值,把300m2/h以下的(de)全部切除;②DCS曲(qǔ)線🌏有時有大(da)的跳變,分析(xī)認爲現場有(you)幹擾信号,将(jiāng)儀表外🐉殼接(jie)地。通過采取(qǔ)措施後😘,運行(háng)良好。
5.3氫氣含(han)水對流量計(ji)的影響
在使(shi)用過程中發(fā)現旋進旋渦(wo)流量計對氫(qīng)氣含水量也(yě)有♊一定🌈要求(qiu),如果比較高(gao)時會出現儀(yi)表示值嚴重(zhòng)失真👨❤️👨的情況(kuàng)。要求工藝人(ren)員加強對氫(qing)氣幹燥處理(li)的監控。
5.4小信(xin)号切除值的(de)設置問題
設(she)置小信号切(qie)除值是根據(jù)現場的實際(jì)情況來确定(dìng)儀表的始動(dòng)流量。如果小(xiao)信号切除值(zhi)設定得太大(da),那麽儀表的(de)始動流量也(yě)就相應增大(da),就會造成在(zài)小流⁉️量時沒(méi)有計量;如果(guo)小🌐信号切除(chú)值設定得太(tai)小，那麽儀表(biao)的靈敏度相(xiàng)應提高,工藝(yì)🏃🏻♂️管道的一些(xie)微弱振動或(huo)電氣幹擾就(jiu)有可能導緻(zhi)在沒有氣體(tǐ)通過的情況(kuàng)下流量計開(kāi)始工作,從而(ér)造成流量的(de)“無中生有”，引(yin)起不必要的(de)争議。我廠結(jie)合DCS系統的曆(lì)史趨勢曲線(xiàn),選擇合适的(de)小信号切除(chú)值。既避免了(le)現場的幹擾(rao)，又保證了流(liu)量計的正常(chang)測量🈲。
6結束語(yu)
旋進旋渦流(liu)量計在我廠(chang)低密度、低壓(ya)力氫氣的流(liu)量測量應用(yòng)效果良好,對(duì)于類似工況(kuang)的氣體計量(liàng)有一定的借(jiè)鑒作用。
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