內(nèi)襯四氟氯氣流量計(jì) 耐腐蝕氯氣流量計(jì) 防鑄鐵管生銹易卡堵塞氯氣流量計(jì)
渦街流量計(jì)基于卡曼渦街測(cè)量原理，主要用于測(cè)量工業(yè)管道內(nèi)氣體、液體、蒸氣等流體的流量，渦街流量計(jì)的特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大，無可動(dòng)機(jī)械零件，因此可靠性高,維護(hù)量小，可以在-20℃～+350℃溫度范圍內(nèi)工作，應(yīng)用廣泛。
工作原理：
在流體中設(shè)置非流線型旋渦發(fā)生體（阻流體），則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，如圖所示。
旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列，設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測(cè)介質(zhì)來流的平均速度為V，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式:
f=StV/d
式中：
f－發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率
St－斯特羅哈爾數(shù)（無量綱數(shù)）
V－流體的平均流速
d－旋渦發(fā)生體的寬度
由此可見，通過測(cè)量卡門渦街分離頻率便可算出瞬時(shí)流量。
技術(shù)參數(shù)：
公稱通徑(mm) | 15，20，25，40，50，65，80，100，125，150，200，250，300，(300～1000插入式) |
公稱壓力(MPa) | DN15-DN200 4.0(>4.0協(xié)議供貨)，DN250-DN300 1.6(>1.6協(xié)議供貨) |
介質(zhì)溫度(℃) | -40～260，-40～320； |
本體材料 | 1Cr18Ni9Ti，(其它材料協(xié)議供貨) |
允許振動(dòng)加速度 | 壓電式:0.2g |
準(zhǔn)確度 | ±1%R，±1.5%R，±1FS；插入式：±2.5%R，±2.5%FS |
范圍度 | 1：6～1：30 |
供電電壓 | 傳感器：+12V DC，+24V DC；變送器：+12V DC ，+24V DC；電池供電型：3.6V電池 |
輸出信號(hào) | 方波脈沖(不包括電池供電型)：高電平≥5V，低電平≤1V；電流：4～20mA |
壓力損失系數(shù) | 符合JB/T9249標(biāo)準(zhǔn) Cd≤2.4 |
防爆標(biāo)志 | 本安型：ExdⅡia CT2-T5隔爆型：ExdⅡCT2-T5 |
防護(hù)等級(jí) | 普通型IP65 潛水型 IP68 |
環(huán)境條件 | 溫度-20℃～55℃，相對(duì)濕度5%～90%，大氣壓力86～106kPa |
適用介質(zhì) | 氣體、液體、蒸汽 |
傳輸距離 | 三線制脈沖輸出型：≤300m，兩線制標(biāo)準(zhǔn)電流輸出型 (4～20mA)：負(fù)載電阻≤750Ω |
測(cè)量范圍：
儀表口徑（mm) | 液體流量范圍(m3/h) | 氣體流量范圍(m3/h) |
15 | 1.2-6.2 | 2.8-12 |
20 | 1.5-10 | 6-30 |
25 | 1.6～16 | 8.8-55 |
40 | 2～40 | 25～205 |
50 | 3～60 | 35～350 |
80 | 6.5～130 | 86～1100 |
100 | 15～220 | 133～1700 |
150 | 30～450 | 347～4000 |
200 | 45～800 | 560～8000 |
250 | 65～1250 | 890～11000 |
300 | 95～2000 | 1360～18000 |
(300) | 100～1500 | 1560～15600 |
(400) | 180～3000 | 2750～27000 |
(500) | 300～4500 | 4300～43000 |
(600) | 450～6500 | 6100～61000 |
(800) | 750～10000 | 11000～110000 |
(1000) | 1200～1700 | 17000～170000 |
>(1000) | 協(xié)議 | 協(xié)議 |
外形尺寸：
安裝要求：
一、安裝環(huán)境要求：
1．盡可能避開強(qiáng)電設(shè)備、高頻設(shè)備、強(qiáng)開關(guān)電源設(shè)備，儀表的供電電源盡可能與這些設(shè)備分離。
2．避開高溫?zé)嵩春洼椛湓吹闹苯佑绊?，若必須安裝，須有隔熱通風(fēng)措施。
3．避開高濕環(huán)境和強(qiáng)腐蝕氣體環(huán)境，若必須安裝，須有通風(fēng)措施。
4．渦街流量?jī)x表應(yīng)盡量避免安裝在振動(dòng)較強(qiáng)的管道上，若必須安裝，須在其上下游2D處加設(shè)管道緊固裝置，并加防振墊，加強(qiáng)抗振效果。
5．儀表建議安裝在室內(nèi)，安裝在室外應(yīng)注意防水，特別注意在電氣接口處應(yīng)將電纜線彎成U形，避免水順著電纜線進(jìn)入放大器殼內(nèi)。
6．儀表安裝點(diǎn)周圍應(yīng)該留有較充裕的空間，以便安裝接線和定期維護(hù)。
二、管道安裝要求：
1．渦街流量?jī)x表對(duì)安裝點(diǎn)的上下游直管段有一定要求，否則會(huì)影響介質(zhì)在管道中的流場(chǎng)，影響儀表的測(cè)量精度。
2．上、下游配管內(nèi)徑應(yīng)相同，如有差異，則配管內(nèi)徑Dp與渦街儀表表體內(nèi)徑Db，應(yīng)滿足以下關(guān)系：
0.98Db≤Dp≤1.05Db，上、下游配管應(yīng)與流量?jī)x表表體內(nèi)徑同心，它們之間的不同軸度應(yīng)小于0.05Db
3．儀表與法蘭之間的密封墊，在安裝時(shí)不能凸入管內(nèi)，其內(nèi)徑應(yīng)比表體內(nèi)徑大1-2mm
4．測(cè)壓孔和測(cè)溫孔的安裝設(shè)計(jì)，被測(cè)管道需要安裝溫度和壓力變送器時(shí)，測(cè)壓孔應(yīng)設(shè)置在下游3-5D處，測(cè)溫孔應(yīng)設(shè)置在下游6-8D處。
氯計(jì)量方式探討：
探討液態(tài)氯及氣態(tài)氯的計(jì)量方法。分析氯氣的性質(zhì)、流量計(jì)的使用情況, 介紹了液態(tài)和氣態(tài)氯的計(jì)量?jī)x表選型方案。著重介紹孔板流量計(jì)和渦街流量計(jì)測(cè)量氯氣流量, 以及用質(zhì)量及計(jì)量鋼瓶充裝量測(cè)量的方法。
1 氯氣生產(chǎn)及處理工藝流程
中石化江漢油田分公司鹽化工總廠 (以下簡(jiǎn)稱“江漢油田”) 從鹽硝廠化鹽工段送來的鹽水通過鹽水精制后進(jìn)入離子膜電解工段進(jìn)行電解, 生產(chǎn)出燒堿、氯氣、氫氣, 電解工段生產(chǎn)的濕氯氣通過管道送入氯氣處理裝置進(jìn)行干燥加壓處理得到干燥的氣態(tài)氯, 一部分作為中間原料送入下游裝置:合成鹽酸裝置、漂粉精廠、強(qiáng)氯精事業(yè)部。而作為外賣產(chǎn)品的氯氣通過氯氣液化裝置生產(chǎn)出液態(tài)氯, 液態(tài)氯通過管道、鋼瓶、槽車輸送給用戶。作為主要原料, 氯氣流量檢測(cè)對(duì)于工藝控制和成本核算意義重大。
2 氯氣計(jì)量方式選擇
氯氣由于性質(zhì)特殊, 流量檢測(cè)難度較大。多年來, 江漢油田對(duì)此問題作了許多研究和試驗(yàn), 基本形成了一種較有效的氯氣計(jì)量方法。下面針對(duì)氯堿裝置各種工藝狀態(tài)下的氯氣的計(jì)量方式分別進(jìn)行探討。
2.1 氣態(tài)氯氣的計(jì)量方式
氯氣是強(qiáng)腐蝕性氣體, 密度為3.21 kg/m3, 操作壓力一般為0.103 MPa[1]。由于氯氣的強(qiáng)腐蝕性, 對(duì)測(cè)量?jī)x表的材質(zhì)要求較高。氣態(tài)氯的計(jì)量使用了孔板流量計(jì)測(cè)量和渦街流量計(jì)測(cè)量方式。
2.1.1 孔板流量計(jì)測(cè)量氯氣流量
在合成鹽酸裝置, 氯氣和氫氣要按一定的流量配比后送入合成爐燃[2], 氯氣在這種情況下主要用于中間控制, 因此氯氣流量計(jì)量精度不需要很高, 可以選用孔板流量計(jì)來測(cè)量氯氣流量[3]。由于氯氣對(duì)大部分金屬具有強(qiáng)腐蝕性, 取壓孔板選用比較重要:可以使用316L, 哈氏合金C及鉭材質(zhì)來制作;考慮到氯氣含水量較低、孔板制作成本因素, 選用316L材質(zhì)來制作孔板。
2.1.2 渦街流量計(jì)測(cè)量氯氣流量
渦街流量計(jì)是一種流體振動(dòng)型流量計(jì), 是應(yīng)用流體振蕩原理來測(cè)量流量的。江漢油田漂粉精廠、強(qiáng)氯精事業(yè)部所使用的原料之一為氣態(tài)氯。氯氣的計(jì)量采用了美國(guó)產(chǎn)渦街流量計(jì)8800D系列。
選擇該流量計(jì)的主要原因是: (1) 由于通氯管道隔離閥內(nèi)漏等故障使得反應(yīng)釜內(nèi)的漿料回流到氯氣管道, 這種工藝狀況不能使用孔板流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)來測(cè)量氯氣流量, 而渦街流量計(jì)儀表內(nèi)腔的介質(zhì)漿料, 即使返流也不會(huì)聚集在儀表里, 從而造成無法測(cè)量的故障; (2) 氯氣管道口徑為50 mm, 如果使用質(zhì)量流量計(jì)來進(jìn)行計(jì)量, 成本高, 性價(jià)比差。由此可見, 選擇渦街流量計(jì)作為氯氣流量測(cè)量的方案為*優(yōu)方案。
在這種工藝條件下, 選用渦街流量計(jì)關(guān)鍵考慮3點(diǎn): (1) 材質(zhì); (2) 流量計(jì)前后直管段的要求; (3) 溫度壓力補(bǔ)償儀表的安裝部位。做到以上3點(diǎn)就可以測(cè)量出比較**穩(wěn)定的流量值。通過江漢油田10多年的使用來看, 該流量計(jì)效果比較好。
2.2 計(jì)量方法探討
氯氣處理干燥后的氯氣送入氯氣液化裝置進(jìn)行壓縮處理得到液態(tài)氯[4]。是黃綠色透明液體。通過輸送泵從儲(chǔ)罐充裝到槽車, 通過管道送入用戶, 或充裝到鋼瓶。這3種方計(jì)量方式各不一樣:槽車充裝計(jì)量采用質(zhì)量流量計(jì), 管道輸送計(jì)量采用質(zhì)量流量計(jì), 鋼瓶充裝采用電子秤計(jì)量。
2.2.1 充裝過程中流量計(jì)量的重要意義
我國(guó)對(duì)容器及其充裝有嚴(yán)格的規(guī)定, 消防、安監(jiān)等部門在運(yùn)輸環(huán)節(jié)上進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督檢查, 對(duì)過量充裝的處罰力度非常大。在充裝時(shí)就要進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控, 防止過量充裝。由此可見, 充裝過程中的計(jì)量十分重要。
2.2.2 質(zhì)量流量計(jì)在充裝計(jì)量中的應(yīng)用
江漢油田鹽化工總廠槽車充裝量較大, 充裝高峰時(shí)有10臺(tái)左右的槽車需要充裝。通過對(duì)其他廠家氯堿裝置的計(jì)量?jī)x表進(jìn)行調(diào)研、技術(shù)交流, 使用了質(zhì)量流量計(jì)。目前多數(shù)氯堿企業(yè)的計(jì)量選用德國(guó)或美國(guó)產(chǎn)的質(zhì)量流量計(jì)。德國(guó)公司產(chǎn)的質(zhì)量流量計(jì)型號(hào)為83F50, DN50, 哈氏C材質(zhì), 精度為0.1%。美國(guó)公司產(chǎn)的質(zhì)量流量計(jì)型號(hào)為CFM00H, DN50, 哈氏C材質(zhì), 精度為0.35%[5]。江漢油田鹽化工總廠槽車充裝臺(tái)共安裝4臺(tái)質(zhì)量流量計(jì), 滿足了充裝需求, 提高了充裝效率和安全性, 計(jì)量效果理想?；谫|(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確性和高精度, 對(duì)新增的化工園區(qū)用戶的輸送, 不再用鋼瓶供氯, 而是通過管道輸送, 管道供氯選用美國(guó)產(chǎn)F100H型質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量, 達(dá)到高精度計(jì)量的要求。目前江漢油田在裝置實(shí)現(xiàn)了充裝自動(dòng)控制。
2.2.3 鋼瓶充裝量的計(jì)量
通常情況下鋼瓶的計(jì)量采用電子地上衡, 一般使用專用的鋼瓶秤。而鋼瓶的復(fù)秤采用電子吊鉤秤。鋼瓶充裝量有500 kg和1 000 kg兩種規(guī)格。江漢油田選用了梅特勒托利多推出的框架秤, 專用于鋼瓶灌裝的稱重。這種秤的優(yōu)點(diǎn)有: (1) 帶有鋼瓶滾輪支架可放置多種規(guī)格的鋼瓶, 并且方便鋼瓶轉(zhuǎn)動(dòng)連接充裝管; (2) 采用4只專用橋式傳感器, 能耐沖擊, 傳感器壽命長(zhǎng); (3) 秤臺(tái)表面涂覆防腐涂料耐腐蝕; (4) 稱重顯示儀能將信號(hào)傳入稱重顯示大屏和DCS, 方便充裝工人監(jiān)控充裝質(zhì)量, 信號(hào)接入DCS后能建成自動(dòng)充裝系統(tǒng), 達(dá)到安全、高效的充裝效果。
3 結(jié)語
由于氯氣計(jì)量?jī)x表的重要性, 在各種工藝狀態(tài)下選擇計(jì)量?jī)x表既要達(dá)到性價(jià)比高、安全準(zhǔn)確, 又要在工藝控制中測(cè)量穩(wěn)定、可靠。江漢油田的儀表和計(jì)量人員一直在探索和實(shí)踐中, 并經(jīng)過多年的經(jīng)驗(yàn)積累和應(yīng)用效果檢驗(yàn), 得到氯堿裝置氯氣計(jì)量的目前較為經(jīng)濟(jì)合理的計(jì)量方案, 為企業(yè)的生產(chǎn)工藝控制和氯氣貿(mào)易結(jié)算提供了可靠的保證, 對(duì)江漢油田擴(kuò)建和新建氯堿裝置的氯氣計(jì)量有借鑒意義, 對(duì)其他裝置也有一定的參考價(jià)值。
