[摘要(yao)]通過對(dui)離子膜(mo)燒堿生(sheng)産線工(gong)況條件(jian)分析,提(ti)出了在(zai)浮子流(liu)量計 結(jie)構中增(zeng)加阻尼(ni)裝置等(deng)措施。實(shi)踐表明(ming)，采用阻(zu)尼裝置(zhi)的金屬(shu)管浮子(zi)流量計(ji) ,完全能(neng)夠實現(xian)在氣液(ye)混合雙(shuang)相介質(zhi)工況條(tiao)件下✨的(de)離子㊙️膜(mo)🈲燒堿生(sheng)産線的(de)流量測(ce)量。
1問題(ti)的提出(chu)
　　 近年來(lai)，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(nian)該裝置(zhi)大多爲(wei)全套進(jin)口，包括(kuo)在線的(de)各種儀(yi)表。現在(zai)🈲從設備(bei)到儀表(biao)逐漸國(guo)産化，這(zhe)樣既能(neng)保證質(zhi)量，同時(shi)可以節(jie)約大量(liang)外彙。
　　 西(xi)北某大(da)型化工(gong)廠在建(jian)成試生(sheng)産階段(duan)就發現(xian)安裝在(zai)陰♊、陽兩(liang)🛀極管道(dao)上的兩(liang)台浮子(zi)流量計(ji)工作不(bu)正常,指(zhi)針總在(zai)擺動，無(wu)法⛱️讀數(shu);輸出電(dian)流信号(hao)也不✨穩(wen)定，難以(yi)實現預(yu)期的🐅工(gong)藝流程(cheng)調節與(yu)控制目(mu)标等，以(yi)至影♻️響(xiang)了正常(chang)投産。
　　 經(jing)現場觀(guan)察和分(fen)析認爲(wei):陰極、陽(yang)極兩條(tiao)管道中(zhong)被測量(liang)的介質(zhi)均爲既(ji)不均勻(yun)、比例又(you)不固定(ding)的氣、液(ye)雙相🐪介(jie)質;而流(liu)量計則(ze)是🌐常規(gui)型浮子(zi)流量計(ji)。
　　 浮子流(liu)量計的(de)工作原(yuan)理之一(yi)是浮 力(li)定律，也(ye)就是與(yu)被🤩測介(jie)質的密(mi)度有關(guan),密度不(bu)穩定時(shi)浮子就(jiu)會跳動(dong)。由于本(ben)工況液(ye)體伴有(you)不定氣(qi)體量的(de)情況，産(chan)生脈動(dong)流,導緻(zhi)了流量(liang)計的上(shang)述現象(xiang)。
　　 目前各(ge)種常規(gui)流量計(ji)都不适(shi)用于氣(qi)、液雙相(xiang)介質㊙️,而(er)工藝過(guo)程的鹽(yan)液及堿(jian)液流量(liang)必須加(jia)以測量(liang)和控制(zhi),即必🐆須(xu)安裝流(liu)量計🆚。因(yin)此，選用(yong)一種可(ke)用的流(liu)量計或(huo)對現有(you)的某種(zhong)流量計(ji)進行改(gai)進設計(ji)以滿足(zu)此特定(ding)工況測(ce)量要求(qiu)就成爲(wei)下步工(gong)作。
2确定(ding)方案
　　 實(shi)施方案(an)的選擇(ze)與确定(ding)至少要(yao)滿足以(yi)下3點:
(1)流(liu)量計的(de)接液零(ling)部件必(bi)須能承(cheng)受陰、陽(yang)兩極管(guan)道中含(han)氯氣鹽(yan)☁️液及堿(jian)液的強(qiang)烈氧化(hua)和腐蝕(shi);
(2)安裝連(lian)接尺寸(cun)盡量與(yu)原流量(liang)計相同(tong)，以減少(shao)工作量(liang);
(3)流量計(ji)自身能(neng)有效地(di)緩沖和(he)減少由(you)随機産(chan)生氣體(ti)帶來的(de)劇烈波(bo)動，達到(dao)可視爲(wei)穩定值(zhi)的讀數(shu),并且輸(shu)出電流(liu)信号波(bo)動滿足(zu)調節系(xi)統的要(yao)求。
　　 按上(shang)述要求(qiu)對 電磁(ci)流量計(ji) 、 渦輪流(liu)量計 、 渦(wo)街流量(liang)計 、浮子(zi)流量計(ji)與差壓(ya)式流量(liang)計等進(jin)行分析(xi)、比較後(hou)認爲隻(zhi)有對☎️金(jin)屬管浮(fu)子流量(liang)計進行(hang)必要的(de)改進才(cai)是🐉可行(hang)的和✔️方(fang)案🤩。因此(ci)在其原(yuan)有産品(pin)基礎上(shang)特殊設(she)計了一(yi)種金屬(shu)管浮子(zi)流量計(ji)。
3特殊設(she)計的實(shi)施
該浮(fu)子流量(liang)計應實(shi)施3項改(gai)進設計(ji)。
3.1耐腐蝕(shi)材料選(xuan)擇和防(fang)腐措施(shi)
　　 查閱金(jin)屬材料(liao)手冊并(bing)結合現(xian)場其它(ta)設備材(cai)料的應(ying)用實際(ji)😍，陽極管(guan)道中的(de)介質爲(wei)含氯氣(qi)的鹽液(ye)，傳感器(qi)中所有(you)與👌介質(zhi)接觸的(de)零件均(jun)采用钛(tai)(Ti)材制造(zao),兩法蘭(lan)密封面(mian)及殼體(ti)🔞與導管(guan)組件密(mi)封面均(jun)進行塗(tu)钯處理(li)。
　　 整個傳(chuan)感器具(ju)有良好(hao)的抗氧(yang)化及耐(nai)腐蝕性(xing)能。而陰(yin)極管道(dao)中的介(jie)質爲堿(jian)液和氫(qing)氣及氯(lü)氣等，傳(chuan)感器中(zhong)所有與(yu)介❓質接(jie)🌈觸的零(ling)件均采(cai)用不鏽(xiu)鋼(SUS316L)材質(zhi)制造，整(zheng)個傳感(gan)器具有(you)良好的(de)耐腐蝕(shi)🌈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(an)裝方式(shi)
　　 由于用(yong)戶的原(yuan)有流量(liang)計爲水(shui)平安裝(zhuang)，這與常(chang)規浮子(zi)流✨量計(ji)垂直安(an)裝、流體(ti)自下而(er)上的流(liu)向完全(quan)不🧑🏾‍🤝‍🧑🏼同,因(yin)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(cun)足夠長(zhang)，于是設(she)🌈計成如(ru)圖1所示(shi).的浮子(zi)流量計(ji)。
3.3最大限(xian)度地保(bao)證工作(zuo)條件下(xia)流量計(ji)的穩定(ding)
　　 就流量(liang)計自身(shen)而言，克(ke)服波動(dong)(不論是(shi)外部還(hai)是内部(bu)📧原因所(suo)緻)的常(chang)用而有(you)效的措(cuo)施是加(jia)裝阻尼(ni)器✏️。阻尼(ni)器一般(ban)分爲機(ji)械式❓和(he)電(磁)式(shi)，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(an)阻尼介(jie)質不同(tong)又分爲(wei)液體阻(zu)尼器和(he)氣體阻(zu)尼💃🏻器🛀。
 
　　 由(you)于本應(ying)用對象(xiang)中已産(chan)生和存(cun)在着氣(qi)體且浮(fu)子波動(dong)幅度不(bu)十分劇(ju)烈，所以(yi)可采用(yong)活塞式(shi)氣體阻(zu)尼器。另(ling)外🔴，就阻(zu)尼器🔴的(de)結構位(wei)置而言(yan)可置于(yu)傳感器(qi)上也可(ke)置于轉(zhuan)換器上(shang),但由于(yu)後者🚩須(xu)對轉換(huan)器内部(bu)結構做(zuo)相當大(da)的改動(dong)，工🛀🏻作量(liang)、試驗量(liang)都很大(da)。因此，确(que)定選用(yong)前者,參(can)見圖1。應(ying)當說明(ming)，帶有液(ye)體阻♉尼(ni)器的浮(fu)子流量(liang)計已有(you)過設㊙️計(ji)和應用(yong)的報道(dao)，但😄尚無(wu)采用氣(qi)體阻尼(ni)器的金(jin)屬管浮(fu)子流量(liang)計信息(xi)。
3.5阻尼器(qi)的設計(ji)
　　 設計阻(zu)尼器必(bi)須了解(jie)和确定(ding)下列數(shu)據:
　　 波動(dong)幅度與(yu)頻率:經(jing)在現場(chang)幾小時(shi)觀測統(tong)計未裝(zhuang)♻️阻尼器(qi)🔞的流🙇‍♀️量(liang)計的波(bo)動幅度(du)約爲15%~25%， (±7.5%~±12%);頻(pin)率約爲(wei)180~350次/min。
(1)要求(qiu)阻尼效(xiao)果:波動(dong)幅度應(ying)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(qi)進行定(ding)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(yi)定程度(du)上還應(ying)通過實(shi)際㊙️應用(yong)由現場(chang)技🧡術和(he)操💔作人(ren)員判斷(duan)和認定(ding)。
(2)依照上(shang)述實際(ji)工況和(he)阻尼目(mu)标，兼顧(gu)該浮子(zi)流量計(ji)結構尺(chi)寸、钛材(cai)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(chi)寸如圖(tu)2所示。而(er)決定阻(zu)尼效果(guo)的阻尼(ni)室與阻(zu)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(ding)。
 
3.6試驗室(shi)試驗驗(yan)證
　　 爲了(le)初步驗(yan)證這一(yi)阻尼器(qi)的效果(guo)，以阻尼(ni)管内徑(jing)實測✉️尺(chi)寸爲準(zhun)，4組不同(tong)外徑尺(chi)寸的阻(zu)尼頭，使(shi)兩者的(de)配❤️合間(jian)隙分别(bie)爲0.8mm、0.6mm、0.4mm和0.2mm,分(fen)次裝人(ren)特殊設(she)計的浮(fu)子流量(liang)計進行(hang)試❤️驗。爲(wei)造成浮(fu)子跳動(dong)并盡量(liang)少對水(shui)流量裝(zhuang)置做較(jiao)大變動(dong)，試驗系(xi)統如圖(tu)3所示。
 
　　 浮子的(de)跳動由(you)緊靠彎(wan)頭的球(qiu)閥快開(kai)、快關與(yu)水流💯經(jing)彎頭的(de)急劇流(liu)場變化(hua)造成，實(shi)際跳動(dong)情況借(jie)助于流(liu)量計的(de)指針、度(du)盤觀察(cha)，也可由(you)轉換器(qi)的輸出(chu)電流信(xin)号借助(zhu)✔️指針式(shi)電流表(biao)觀測。
　　 試(shi)驗時流(liu)量計上(shang)端自然(ran)存有空(kong)氣做爲(wei)阻尼介(jie)質㊙️.試驗(yan)方法是(shi)🈲:初始流(liu)量置于(yu)約50%最大(da)流量處(chu)，這時指(zhi)針仍略(lue)有擺動(dong)但有滿(man)意讀數(shu)(系流場(chang)不穩所(suo)緻，可視(shi)爲穩定(ding)),然後迅(xun)速開啓(qi)(或關閉(bi))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(you)⚽可滿意(yi)讀數爲(wei)止，再記(ji)下時間(jian)，即可得(de)知阻尼(ni)時間💋。經(jing)多次試(shi)驗統計(ji)結果大(da)緻如表(biao)1所示:
 
　　 從(cong)上述試(shi)驗結果(guo)可以看(kan)出後兩(liang)組間隙(xi)的阻尼(ni)器效果(guo)較🔆好。但(dan)必竟現(xian)場實際(ji)工況與(yu)試驗室(shi)條件有(you)較大💚差(cha)别🐅，因此(ci)💜還必✨須(xu)進行現(xian)場試驗(yan)。
4現場試(shi)驗與應(ying)用效果(guo)
　　 2025年11月對(dui)特殊設(she)計的浮(fu)子流量(liang)計及特(te)制的間(jian)隙爲🎯0.3mm的(de)阻尼體(ti)安裝于(yu)現場取(qu)代原流(liu)量計進(jin)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(yuan)來流量(liang)計指針(zhen)🚶‍♀️擺動幅(fu)度爲10%～20%的(de)同樣條(tiao)❗件換裝(zhuang)☁️特殊設(she)計的流(liu)量計後(hou),其指針(zhen)❓擺動基(ji)本不超(chao)過6%(+3%),操作(zuo)人員認(ren)爲滿意(yi)，可以接(jie)受，這一(yi)設計達(da)到了預(yu)期效果(guo)。經使用(yong)一直很(hen)穩定，這(zhe)就初‼️步(bu)解決了(le)氣、液兩(liang)🙇‍♀️相流流(liu)量測量(liang)的難題(ti)。
　　 因此可(ke)以認爲(wei):這種帶(dai)有阻尼(ni)器并由(you)特種材(cai)質制造(zao)的浮子(zi)流量計(ji)是一種(zhong)解決類(lei)似雙相(xiang)流流量(liang)測✂️量的(de)可行方(fang)法之一(yi)，完全可(ke)以用于(yu)離子膜(mo)燒堿工(gong)藝過程(cheng)中。

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