1引言
稀硝酸生産(chǎn)是一種連續的化(huà)工生産過程，各種(zhong)物料在高🈲溫、高👣壓(yā)條件下，不斷進行(háng)着化學反應和物(wù)理變化。現在國内(nei)外🙇♀️均主要采用雙(shuang)加壓法生産稀硝(xiāo)酸，首先液氨經過(guo)液🤟氨過濾📧器，再通(tōng)過氨蒸發器⁉️變爲(wei)氣氨，進入氨空混(hùn)合器與空氣充分(fèn)混合後送入氧化(hua)爐進行催化氧化(huà)反應，生成氧化氮(dàn)氣體，氧📞化氮氣體(ti)通過吸收塔經水(shui)吸收後變爲含氮(dan)氧化物氣體的稀(xī)硝酸🚩，再經過🔞漂白(bai)塔後通過空氣将(jiang)溶解💰氣體吹出，即(jí)可生産出需要的(de)成品——稀硝酸。在稀(xī)硝酸生産過程中(zhōng)，爲了良好的控制(zhì)生産，必須及時了(le)解生産過程中氨(an)、空氣、稀硝酸、蒸汽(qì)的流量，保證🌏整個(gè)生産過💁程的安全(quán)穩定運行。
流量測(ce)量儀表種類繁多(duo)，選用時應根據儀(yi)表性能、介質特🔞性(xing)、環境條件、安裝條(tiao)件和經濟因素方(fang)面綜合考慮。本文(wen)結合稀🌈硝酸🤞裝置(zhi)的工藝特點，介紹(shào)了稀硝酸裝置中(zhōng)🧡幾種常用流量計(ji)的應用。
2稀硝酸裝(zhuāng)置中的流量測量(liàng)
2.1差壓式流量計
2.1.1孔(kǒng)闆流量計
标準節(jiē)流裝置與差壓變(biàn)送器組合，可用于(yu)測量液體、氣體、蒸(zhēng)汽的流量，具有結(jie)構🔴簡單、安裝方便(bian)、性能穩定可靠、價(jia)格低，其标準測量(liang)元件——孔闆符合全(quán)世界的工業标準(zhǔn)。在稀硝酸裝置中(zhōng)，測量低壓蒸汽、蒸(zheng)汽冷凝液等介質(zhì)時，在精度和壓力(lì)損失允許的情況(kuàng)下，常采用孔闆流(liu)量計測量其流量(liang)。但經過長期實際(ji)應用，發現該流量(liang)計☁️存在以下缺點(diǎn)：
(1)孔闆安裝的精度(dù)以及孔闆與差壓(ya)變送器之間所裝(zhuang)引壓管導緻的信(xìn)号失真，使得孔闆(pan)流量計測量正确(què)性不⚽高，因此當測(cè)量精度要求較高(gao)時，該流量計難以(yǐ)滿足工藝要求。
(2)孔(kong)闆流量計量程較(jiào)小，量程比一般爲(wei)3：1，當介質流量變🔞化(hua)較大🔱時，将影響其(qí)準确性。
(3)引壓管容(rong)易産生洩露、堵塞(sāi)、凍結等故障，且較(jiào)髒的介質☂️易引起(qi)🤩取壓孔堵塞，維護(hù)工作量較大。
(4)孔闆(pǎn)入口的邊緣易磨(mó)損會導緻測量精(jīng)度降低，性能不穩(wen)定✌️，需💁定期進行更(geng)換。
2.1.2威力巴流量計(jì)
在上世紀90年代，美(měi)國VERIS公司推出全新(xin)勻速流量探頭🐪——威(wei)力巴🧡，它通過多組(zǔ)取壓孔來檢測流(liú)體産生的差壓，取(qǔ)⭐平均差壓後将信(xìn)号送至變送器來(lai)檢測流量。該流量(liàng)計也是一種差壓(yā)式流量計，它提高(gao)了一次源的測量(liang)精度，但壓力損失(shī)與傳統孔闆流量(liang)計相比，僅爲孔闆(pǎn)流量計的十分之(zhi)一。
下面以年産10萬(wan)噸稀硝酸裝置中(zhong)，進汽輪機的過熱(rè)蒸🐉汽爲例🏃♂️，比較選(xuan)用威力巴與選用(yong)孔闆流量計二者(zhe)的在能量損耗方(fāng)面的差别。進汽輪(lún)機蒸汽管徑🔆爲159×8mm、壓(yā)力爲3.9Mpa（表壓）、溫度爲(wèi)😘450℃，正常流量是15T/h，在正(zhèng)常工況流量下，威(wēi)力巴流量計産生(shēng)的壓力損失爲0.126KPa，孔(kǒng)闆流量計産生壓(ya)力🏃損失爲26.898Kpa。通過計(jì)算，将差壓損失折(she)合成♍蒸汽，孔闆流(liu)量計比威力巴流(liu)量計每小時多損(sǔn)失40Kg過熱蒸汽。
威力(lì)巴流量計與孔闆(pan)流量計相比，測量(liang)精度高、量✏️程比大(da)、管道壓損小、高效(xiao)節能，同時安裝簡(jiǎn)單，僅需要幾🔞厘米(mi)的焊🔆接孔，安裝費(fèi)用小很多。
稀硝酸(suan)裝置中，進氨空混(hùn)合器前氣氨及空(kong)氣的流量♈測量也(yě)采用威力巴流量(liàng)計，可以最大程度(du)地減少氨📞和空🏒氣(qì)的壓力♌損失，同時(shi)測量精度較高，有(you)利于氨空比的調(diao)整，提高🔆了整個系(xì)統的性能。汽輪機(ji)💔的過熱蒸汽和汽(qi)包出口至減🈲溫器(qì)的飽和蒸汽，及💚外(wài)供蒸汽的流量測(cè)量均可選用威力(li)巴流量計，可節省(shěng)蒸汽，降低能耗，工(gong)廠實際👄運行結果(guo)表明其長期經濟(ji)效益明顯。
2.2電磁流(liú)量計
電磁流量計(ji)根據法拉第電磁(cí)感應定律制成，它(tā)是一種用來測量(liàng)導電流體的體積(jī)流量的儀表，具有(yǒu)以下特點：
(1)由于傳(chuan)感器結構牢固可(kě)靠，内部沒有活動(dòng)或突出部🧑🏽🤝🧑🏻件，測量(liàng)壓力損失極小。
(2)一(yi)般情況，隻要是導(dao)電率大于5×10-6S/cm的液體(tǐ)均可測量。可✂️以用(yong)來🐅檢🌏測💃酸、堿等腐(fu)蝕性液體，也可檢(jiǎn)測含有固體顆粒(lì)或懸浮物的流體(ti)🎯、泥漿。
(3)流量計輸出(chū)信号不受液體溫(wen)度、壓力、密度等影(ying)響👉，且輸出👅電🧑🏾🤝🧑🏼流與(yu)體積流量成線性(xìng)關系。
(4)檢測量程比(bi)較高，可達100：1；測量範(fàn)圍大，儀表口徑1mm～2m以(yǐ)上☀️均可選擇；測量(liang)精度一般優于0.5%。
(5)安(an)裝維護方便，可水(shuǐ)平、垂直或傾斜任(rèn)意角度安裝🔴，使用(yong)壽命較長。
由于其(qi)獨特的優點及較(jiào)高的性價比，目前(qian)已廣泛✉️應用🈲于稀(xī)☁️硝酸裝置。在測量(liang)稀酸泵出口酸流(liu)量，低壓反💔應水冷(lěng)凝器入口循環酸(suān)等流量時，均可選(xuǎn)用不同壓力等級(jí)的電磁流量計。根(gēn)據稀硝酸的腐蝕(shi)性、磨耗性，其電極(jí)材料可選用钽，襯(chen)裏材㊙️料可選用特(te)氟隆PFA。同時可根據(ju)環境和溫度及管(guan)徑大小，安裝♌方式(shi)可選擇管🛀🏻道式或(huò)插入式，型式可選(xuan)擇一♌體型或分體(ti)型。
2.3渦街流量計
渦(wo)街流量計是在流(liú)體中設置漩渦發(fa)生體，從漩渦發生(sheng)體兩側交🐪替産生(shēng)有規則的漩渦即(ji)卡曼渦街，旋渦頻(pin)率轉變成與被測(ce)介質流速大♌小成(cheng)正比的脈沖信号(hao)，從而計算出其瞬(shun)時流量。渦街流💋量(liang)計的特點是結構(gòu)簡單牢固，安裝方(fāng)便✔️，無需導壓管和(hé)伴熱，維護費較低(dī)，可适用液體、氣體(tǐ)和蒸汽，精度較高(gao)，範圍度寬，壓損小(xiǎo)，無可動部件，可靠(kao)性高。在稀硝酸裝(zhuāng)置中🧑🏽🤝🧑🏻，測量氨、空氣(qì)、脫💰鹽水及低壓蒸(zhēng)汽流量時均可采(cǎi)用渦街🈲流量計。
渦(wō)街流量計是對流(liú)暢畸變、旋轉流等(deng)較敏感的流量計(jì)，它💔不适用于低雷(lei)諾數測量，安裝時(shi)上下遊側必須🛀🏻保(bao)證足夠長的直管(guǎn)段，同時管道振動(dong)對渦街流量計影(ying)響較大，應盡量安(an)裝在院裏振動源(yuán)和電磁幹擾較強(qiang)的地方🤩，因此實際(jì)應用中須綜合考(kǎo)慮，以保證其測量(liang)精度。
2.4科裏奧利質(zhì)量流量計
科裏奧(ào)利質量流量計利(li)用科裏奧利效應(ying)測量流體的🔅質量(liang)數💯量，它由流量傳(chuán)感器和轉換器組(zǔ)成，流體通過流♈量(liàng)傳感器時産生一(yi)定頻率的振動，檢(jiǎn)測的頻率信号經(jīng)轉換器處理後變(biàn)成與🔞質量流量成(chéng)正比的标準信号(hào)。質💃量流量計測量(liàng)精度🛀、重複性高，幾(jǐ)乎無直管🔴段要求(qiú)，可測流體廣泛，介(jie)質黏度、密度變化(huà)對測量幾乎沒有(you)影響，是所有流量(liang)計中綜合性能優(yōu)的，但價格高，一般(bān)用于貿易計量或(huò)精确測量時，才選(xuan)用質量流量計。在(zai)硝酸裝置中，對進(jìn)硝酸裝置的原料(liao)——液氨的流量測量(liàng)和漂白塔出口的(de)成品酸的流量測(cè)量常采用🐕質量流(liú)量計。
質量流量計(ji)安裝需注意：爲了(le)消除測量管安裝(zhuāng)時🤞産生的應力，測(ce)量管上不允許加(jia)裝支撐點，支撐點(diǎn)應設♉置在管道上(shang)，并🔞保證☀️流量計兩(liang)邊管線的法蘭口(kou)平行同心。
2.5轉子流(liú)量計
轉子流量計(ji)又稱浮子流量計(ji)，其檢測件是一根(gen)由下向上擴大的(de)垂🐅直錐管和一隻(zhi)可随流體流量變(biàn)化沿錐管上下移(yí)動的浮子構成，浮(fu)子在椎管中的不(bú)同位置代表着不(bú)同的流量大小👨❤️👨。轉(zhuan)子流量計分玻璃(lí)管轉子流量計和(he)金屬管浮子流量(liang)計兩種，檢測量程(cheng)一般爲10：1，直管段長(zhǎng)度要求較低，一般(ban)上遊側5D即可。
在稀(xī)硝酸裝置中，吸收(shou)塔不同塔闆層上(shàng)稀硝酸的流量測(ce)量常選用金屬轉(zhuǎn)子流量計，即可現(xian)場明顯指示流量(liang)值的大小♈，又可滿(mǎn)足測量精度要求(qiú)并實現信号遠傳(chuán)指示。
3流量計的選(xuan)型
流量計的選型(xíng)是儀表應用中非(fēi)常重要的工作，在(zai)🙇🏻實際工況應用中(zhōng)有2/3的儀表故障是(shi)儀表的錯誤選型(xing)和錯誤安裝造成(chéng)。在稀硝酸裝置中(zhōng)選擇流量計時，應(yīng)按照以下步驟進(jìn)行：
(1)首先考慮流體(tǐ)特性，包括溫度、壓(ya)力、密度、粘度、電導(dǎo)率㊙️等，根據流體特(tè)初選合适的流量(liang)計類型。
(2)其次考慮(lǜ)安裝條件，包括直(zhí)管段要求、振動、電(dian)氣幹擾等對流量(liang)計測量精度的影(yǐng)響。
(3)在生産管道上(shàng)長期運行的接觸(chu)式儀表，還應考慮(lǜ)流量測🥰量元件所(suǒ)造成的能量損失(shi)。一般情況下，在同(tong)一生産管道中不(bu)應選用多個壓損(sun)較大的測量✨元件(jian)。
(4)在投資允許的情(qíng)況下，保證精确測(ce)量的同時，應本着(zhe)節🔞能的原則，确定(ding)流量計的類型并(bing)選擇質量可靠的(de)生産廠家。
4結束語(yu)
總之，沒有一種測(cè)量方式或流量計(ji)對各種流體及流(liú)動情🌈況都能适應(yīng)的，不同的流量儀(yi)表都有各自特有(you)的優缺點✍️。因此，稀(xī)硝🐆酸裝置中選擇(ze)流量計時，應在對(dui)各種儀表特性作(zuo)全面比較的基礎(chu)上結合工廠實際(jì)情況，選擇适于生(shēng)産🎯要求的，既安全(quán)可靠又經濟耐用(yong)。
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