摘要(yào):探讨了低壓(ya)氫氣的計量(liàng)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(dui)使用過程中(zhōng)存在的🌂問題(ti),提出保證計(jì)量精度的改(gai)進措施和建(jian)議。
1引言
　　鹽化(huà)工總廠所屬(shǔ)氯堿分廠生(shēng)産的氫氣在(zai)最初除少😍量(liang)氫🎯氣和氯氣(qì)反應生産合(hé)成鹽酸外，其(qí)餘氫氣全部(bu)放空處理。随(suí)着用氫用戶(hu)進入周邊化(huà)工園區,氫氣(qì)也就作爲一(yī)種貿易産品(pǐn)采用管㊙️道輸(shū)送的方🛀式銷(xiāo)售給用戶。爲(wei)了保證供需(xū)雙方進行🧑🏾‍🤝‍🧑🏼公(gong)平的貿🚶易結(jie)算,我.廠在對(dui)外輸送氫氣(qì)管道上增加(jiā)了氫氣🚩計量(liang)儀表。
2工藝情(qing)況介紹
　　從上(shàng)遊鹽硝廠化(hua)鹽裝置送來(lai)的鹽水通過(guo)一次精制和(hé)二次精制後(hòu)進入離子膜(mo)電解裝置進(jin)行電解,生産(chǎn)出燒堿、氯氣(qi)和氫氣,電解(jie)裝置生産的(de)濕氫氣通過(guò)管道送入氫(qing)氣處💁理裝置(zhì)進行幹🏃燥處(chu)理得到幹燥(zào)的氫氣送到(dao)下遊裝置。生(sheng)産工藝的特(te)性決定了外(wài)送氫氣壓力(lì)較低,并且流(liu)速也比🔴較低(di),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(qīng)氣的氫分子(zǐ)量小，密度低(di),是一種不容(rong)易正⭕确測量(liang)的工業氣體(ti)。當前,根據氫(qing)氣壓力和工(gong)藝管💰徑不同(tóng),選擇測🧑🏽‍🤝‍🧑🏻量用(yong)的儀表主要(yào)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(pan)流量計 等。生(shēng)産工藝導緻(zhì)了外輸氫氣(qi)管線的壓力(li)較低，先後使(shi)用過差壓式(shi)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(li)想。最後隻有(yǒu)雙方協商解(jiě)決，流量計的(de)測量數據僅(jǐn)供參考🔆。通過(guo)不斷的學習(xi),對低⭕壓力氫(qing)氣‼️流量測量(liàng)的認識不斷(duàn)提高,無論孔(kong)闆流量🛀🏻計、渦(wo)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(yào)🛀🏻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(yan)格👨‍❤️‍👨的要求。又(you)正好了解到(dào)一個氣堿企(qǐ)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(ji)⁉️，産生了計量(liàng)糾紛。因不能(néng)保證氫氣幹(gan)燥裝置始終(zhōng).正常運行🐆,所(suo)以熱式質量(liàng)流量計👨‍❤️‍👨就沒(méi)有考慮。
　　在天(tian)然氣行業應(ying)用廣泛的旋(xuan)進旋渦流量(liàng)計來進行氫(qīng)🆚氣流量測量(liàng)，此流量計有(you)信号強、低流(liu)速特性較好(hao)的優勢。并且(qiě)能夠同時測(cè)量氫氣的工(gong)況流量、溫度(du)和💞壓力,然後(hou)自動進行溫(wen)壓補償轉換(huàn)成标況流量(liang)。所有數據既(ji)可以在現場(chang)就地顯示,又(yòu)能通過RS485通訊(xun)傳輸到中控(kòng)室。
4測量原理(lǐ)及優點
　　流量(liang)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(zǔ)螺旋形導流(liú)葉片,當流體(tǐ)進入流量傳(chuan)感器時，導流(liu)葉片迫使流(liú)體産生劇烈(lie)的旋渦👈流。當(dāng)流體進入擴(kuò)散段時,旋渦(wo)流受到回流(liu)的作用,開始(shǐ)作二次旋轉(zhuan),形成陀螺式(shi)的渦流進動(dòng)現象。該進動(dong)頻率與流量(liàng)大小成正比(bi),不受流體物(wu)理性質和密(mi)度的影響,檢(jian)測組件測得(dé)流體二次旋(xuán)轉進動頻率(lǜ)就能在較寬(kuan)的流量範圍(wei)内獲㊙️得良好(hao)的線性度。信(xìn)号經前置放(fàng)大器放大、濾(lǜ)波、整形轉換(huàn)爲與流👉速成(chéng)正比的脈沖(chong)信号🈚,然後再(zài)與溫度、壓力(lì)等檢測信号(hào)一起被送往(wang)微處理器進(jìn)行積算處理(lǐ),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(shu)據)。其工作原(yuán)理圖如下:

　　盡管旋(xuán)進旋渦流量(liàng)計和渦街流(liu)量計都是屬(shǔ)于流體振♌動(dong)類🥵流量計,但(dàn)旋進旋渦流(liu)量計還有以(yǐ)下優點:
4.1産生(shēng)的旋渦信号(hao)比渦街流量(liàng)計強,因此下(xia)限雷諾數更(gèng)低。測量氣體(ti)流量時，下限(xian)流速可以低(dī)至(1.5~2)m/s。
4.2因爲流量(liàng)計産生的旋(xuan)渦信号比渦(wō)街流量計強(qiang),受上🔞遊阻流(liú)件👄的影響比(bǐ)渦街流量計(jì)小,所以對上(shang)遊🛀直管段長(zhǎng)度要求短得(dé)多。
4.3儀表系數(shu)K比渦街流量(liang)計大1~2倍。
5使用(yòng)情況及改進(jin)措施.
　　旋進旋(xuán)渦流量計投(tóu)入使用後，運(yùn)行較爲穩定(dìng),計量數據和(hé)工藝計算的(de)理論數據基(jī)本相符。但由(you)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(shi),問題得到了(le)解決📧。
5.1要根據(ju)流量範圍選(xuǎn)擇合适量程(chéng)儀表
　　當流量(liang)計經常在下(xià)限流量附近(jìn)工作時,計量(liang)精度難💋以得(de)到保證。爲了(le)使流量計的(de)使用性能達(dá)到理想，要保(bao)證流量計的(de)常用📐流量在(zài)量程範圍的(de)20%~80%内比較合适(shì)。用戶提供的(de)流量範圍一(yī)般是标況流(liu)量，但生産廠(chǎng)家提供的量(liàng)程範圍卻是(shì)工況流量，需(xū)要根據工作(zuò)壓力、工作溫(wen)度及當地的(de)實際大氣壓(yā)進行換算,以(yǐ)選擇🎯合适的(de)流量計。
5.2流量(liàng)計在停産期(qi)間有流量顯(xian)示問題
　　曾有(yǒu)用戶反映流(liú)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(shǐ)趨勢,分析認(ren)爲:①DCS曲線有矩(ju)形波，判斷爲(wèi)振動引起,一(yī)般顯示爲(200~300)m/h左(zuo)右,而所用的(de)DN200流量計下限(xian)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(qu)線有時有大(da)的跳變,分析(xi)認爲現場有(yǒu)幹擾信🔱号,将(jiāng)儀表外殼接(jiē)地。通過采取(qu)措施後🐉,運行(hang)良好。
5.3氫氣含(hán)水對流量計(ji)的影響
　　在使(shǐ)用過程中發(fa)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(yí)表示值🚩嚴重(zhong)失真㊙️的情🔞況(kuang)。要☔求工藝人(ren)員加強對氫(qing)氣幹燥處理(lǐ)的✌️監控。
5.4小信(xìn)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(dong)流量。如果小(xiǎo)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(dà),就會造成在(zài)小流量時沒(mei)👅有計量;如果(guǒ)小信号切㊙️除(chú)值設定得太(tai)小，那麽儀表(biǎo)的靈敏度相(xiang)應提高,工藝(yi)管道的一💋些(xiē)微弱振動或(huo)電氣幹擾就(jiù)有可能導緻(zhì)在沒有氣☀️體(ti)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(yǐn)起不必要的(de)争議。我❄️廠結(jié)合DCS系統的曆(lì)史趨勢曲線(xian),選擇合适的(de)小信号切除(chu)值。既避免了(le)現場的幹擾(rǎo)，又保證了流(liu)量計的正常(cháng)測量。
6結束語(yu)
　　旋進旋渦流(liú)量計在我廠(chang)低密度、低壓(yā)力氫氣的流(liu)量測量應用(yòng)效果良好,對(dui)于類似工況(kuang)的氣體計量(liàng)有一定的借(jie)鑒作用。

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