[摘要]通(tōng)過對離子膜燒堿(jiǎn)生産線工況條件(jiàn)分析,提出🔞了在浮(fú)子流量計 結構中(zhong)增加阻尼裝置等(děng)措施。實踐表明，采(cǎi)用阻尼⛹🏻‍♀️裝置的金(jīn)屬管浮子流量計(jì) ,完全能夠實現在(zai)氣液混合雙相介(jie)質工況條件下的(de)離子膜燒㊙️堿生産(chan)線的流量測量。
1問(wèn)題的提出
　　 近年來(lái)，我國化工行業中(zhōng)采用離子膜法制(zhì)堿工藝發展很快(kuai)，前幾年該裝置大(da)多爲全套進口，包(bāo)括在🚶‍♀️線的各種㊙️儀(yi)表。現在從設備到(dào)儀表逐漸國産化(hua)，這樣既能保證質(zhi)量，同時可以節約(yue)大量外彙。
　　 西北某(mǒu)大型化工廠在建(jian)成試生産階段就(jiu)發現安🔞裝在陰、陽(yáng)兩極管道上的兩(liǎng)台浮子流量計工(gōng)作不正常,指針總(zong)在擺動，無法讀數(shu);輸出電流信号也(yě)不穩定，難以實現(xiàn)預期的工藝流程(cheng)調節🛀🏻與控制目标(biāo)等，以至影💋響了正(zheng)常🧑🏾‍🤝‍🧑🏼投産。
　　 經現場觀(guan)察和分析認爲:陰(yīn)極、陽極兩條管道(dào)中被測量的介質(zhì)👌均爲既不均勻、比(bi)例又不固定的氣(qì)、液雙相介質;而流(liu)量計則是常規型(xing)浮子流量計。
　　 浮子(zǐ)流量計的工作原(yuán)理之一是浮 力定(ding)律，也就是與被測(ce)介質的密度有關(guan),密度不穩定時浮(fu)子就會跳動。由于(yú)本工✨況液體伴有(you)不定氣體量的情(qíng)況，産㊙️生脈動流,導(dao)緻了流量計的上(shang)述現象。
　　 目前各種(zhǒng)常規流量計都不(bú)适用于氣、液雙相(xiang)介質🌈,而工藝🌈過程(cheng)的鹽液及堿液流(liú)量必須加以測量(liang)和控制🤩,即必須安(ān)裝流量計。因此，選(xuan)用一種可用的流(liu)量計或對現有的(de)某種流量計進行(hang)改進設計以滿足(zú)此特定工況測量(liang)要求就成爲下步(bù)工🥵作。
2确定方案
　　 實(shí)施方案的選擇與(yu)确定至少要滿足(zú)以下3點:
(1)流量計的(de)接液零部件必須(xu)能承受陰、陽兩極(ji)管道中含💁氯氣👅鹽(yan)✏️液及堿液的強烈(liè)氧化和腐蝕;
(2)安裝(zhuāng)連接尺寸盡量與(yu)原流量計相同，以(yǐ)減少工作量;
(3)流量(liàng)計自身能有效地(dì)緩沖和減少由随(suí)機産生氣體帶來(lai)㊙️的劇☂️烈波動，達到(dao)可視爲穩定值的(de)讀數,并且輸出電(diàn)流信🛀🏻号波動滿足(zu)調節系統的要求(qiu)。
　　 按上述要求對 電(dian)磁流量計 、 渦輪流(liu)量計 、 渦街流量計(jì) 、浮子流量計與差(chà)壓式流量計等進(jin)行分析、比較後❌認(rèn)👅爲📞隻有對金屬管(guǎn)浮子流量計進行(hang)必要的改進才是(shi)可行的和方案。因(yin)此在其原有産品(pǐn)基礎上特殊設計(jì)了一種金屬管浮(fu)子流量計。
3特殊設(shè)計的實施
該浮子(zi)流量計應實施3項(xiàng)改進設計。
3.1耐腐蝕(shí)材料選擇和防腐(fu)措施
　　 查閱金屬材(cái)料手冊并結合現(xian)場其它設備材料(liao)的應用實際，陽極(jí)管道中的介質爲(wei)含氯氣的鹽液，傳(chuán)感器中所有與介(jiè)質接觸的零件均(jun1)采用钛(Ti)材制造,兩(liang)法蘭密封面及殼(ké)體與導管組件密(mi)封面均進行塗钯(ba)處理。
　　 整個傳感器(qì)具有良好的抗氧(yang)化及耐腐蝕性能(néng)。而陰極管道中的(de)介質爲堿液和氫(qing)氣及氯氣等，傳感(gan)器中所有👨‍❤️‍👨與介質(zhi)接🔴觸的🧑🏽‍🤝‍🧑🏻零件均采(cai)用不鏽鋼(SUS316L)材質制(zhì)造，整🚶個傳感器具(ju)有🏃🏻良好的耐腐蝕(shí)性能。經兩年多的(de)使用證明是可行(háng)的。
3.2連接尺寸與安(an)裝方式
　　 由于用戶(hù)的原有流量計爲(wei)水平安裝，這與常(chang)規浮🌐子流🥵量計垂(chuí)直安裝、流體自下(xià)而上的流向完全(quan)不同,因此必🔞須将(jiang)♊其設計成(水)平進(jin)(水)平出結構，由于(yú)已有管道的開👨‍❤️‍👨檔(dang)尺寸足夠長，于是(shi)設計成如圖1所示(shi).的浮子流量計。
3.3最(zui)大限度地保證工(gōng)作條件下流量計(jì)的穩定
　　 就流量計(ji)自身而言，克服波(bō)動(不論是外部還(hái)是内部原因所緻(zhì))的常用而有效的(de)措施是加裝阻尼(ní)器。阻尼器一般分(fèn)爲機☀️械式和電(磁(cí))式，顯然對浮子流(liu)量計應首先考慮(lǜ)選用前者。
3.4阻尼器(qi)的選擇
　　 按阻尼介(jie)質不同又分爲液(yè)體阻尼器和氣體(ti)阻尼♈器。
 
　　 由于本應(ying)用對象中已産生(shēng)和存在着氣體且(qiě)浮子💜波動幅度🔆不(bú)十分劇烈，所以可(ke)采用活塞式氣體(ti)阻🔴尼器。另外，就阻(zu)尼器的結構位置(zhi)而言可置于傳感(gǎn)器上也可置于轉(zhuǎn)換器上,但由于後(hòu)者須對轉換器内(nei)部結構做相當大(dà)的改動，工作量、試(shi)驗量都很大。因此(cǐ)，确定選用前者,參(cān)見圖1。應當說明🚩，帶(dài)有液體阻尼器的(de)浮子🏃🏻‍♂️流🏒量計已有(yǒu)過設計和應用的(de)報道，但尚無采用(yòng)氣體阻尼器的金(jīn)屬管浮子流量計(ji)信息。
3.5阻尼器的設(shè)計
　　 設計阻尼器必(bì)須了解和确定下(xia)列數據:
　　 波動幅度(dù)與頻率:經在現場(chǎng)幾小時觀測統計(ji)未裝阻尼器的流(liu)量計的波動幅度(dù)約爲15%~25%， (±7.5%~±12%);頻率約爲180~350次(ci)/min。
(1)要求阻尼效果:波(bō)動幅度應不大于(yu)+2%;頻率約不大于50-~90次(ci)/min。當然，由💞于沒有适(shi)當的儀器進行定(ding)量檢測，所以阻尼(ní)的最終效果是否(fǒu)達到預期目标，一(yī)定程度上🚶‍♀️還應通(tōng)過實際應用由現(xian)場技術和操作人(rén)員判斷🔴和認定。
(2)依(yī)照上述實際工況(kuàng)和阻尼目标，兼顧(gu)該浮子流量🔅計結(jié)構尺寸、钛材管料(liào)規格等，求出阻尼(ní)系數之後，初步确(què)定阻尼器結⛱️構及(ji)尺寸如圖2所示。而(er)決定阻尼效果📐的(de)阻尼室與阻尼體(tǐ)之間間隙的尺寸(cun)必須經現場試驗(yàn)後才能确定。
 
3.6試驗(yàn)室試驗驗證
　　 爲了(le)初步驗證這一阻(zǔ)尼器的效果，以阻(zu)尼管内徑實🤟測尺(chi)寸爲準，4組不同外(wai)徑尺寸的阻尼頭(tóu)，使兩者🚶‍♀️的配合間(jiān)✔️隙分别爲0.8mm、0.6mm、0.4mm和0.2mm,分次(cì)裝人特殊設計的(de)浮子流量計🧑🏾‍🤝‍🧑🏼進行(háng)試驗。爲造成浮子(zǐ)🐪跳動并❗盡量少對(dui)水流量裝置做較(jiao)大變動，試驗系統(tǒng)如圖3所示。
 
　　 浮子的跳動(dòng)由緊靠彎頭的球(qiu)閥快開、快關與水(shui)流經彎頭的🚶急劇(ju)流場變化造成，實(shi)際跳動情況借助(zhù)于流量計的指針(zhēn)、度盤觀察，也可由(yóu)轉換器的輸出電(diàn)流信号借助指針(zhen)式電流表觀測。
　　 試(shi)驗時流量計上端(duān)自然存有空氣做(zuo)爲阻尼介質🈲.試驗(yan)方法是:初始流量(liang)置于約50%最大流量(liàng)處，這時指針仍✌️略(luè)有擺動但有滿意(yi)讀數(系流場不穩(wen)所緻，可視爲穩定(dìng)),然後💚迅速開🈲啓(或(huò)關閉)球閥，使指針(zhēn)約達80% (或20%)最大流量(liàng)處并記下時間，等(deng)待指針雖擺動仍(reng)有可滿意讀數爲(wei)止，再記下時間，即(jí)可得知阻尼時間(jian)。經多次試驗統計(jì)結果大緻如表1所(suo)示:
 
　　 從上述試驗結(jié)果可以看出後兩(liang)組間隙的阻尼器(qì)效果較好。但必竟(jing)現場實際工況與(yǔ)試驗室條件有較(jiao)大差别❗，因此還必(bì)☁️須進行現場試驗(yàn)。
4現場試驗與應用(yòng)效果
　　 2025年12月對特殊(shū)設計的浮子流量(liang)計及特制的間隙(xi)爲0.3mm的阻尼體🔞安裝(zhuang)于現場取代原流(liú)量計進行多次試(shi)驗，結果是☂️間隙🙇‍♀️爲(wèi)0.3mm和0.4mm阻尼器效果，原(yuan)來流量計指針擺(bǎi)動幅度爲10%～20%的同樣(yàng)條件換裝特殊設(she)計的流量計後,其(qi)指針擺動基本不(bu)超過6%(+3%),操作人員認(ren)爲滿意，可☁️以接受(shou)，這一設計達到了(le)預期效果。經❗使用(yong)一直很🌂穩定，這就(jiu)初步解決了氣、液(yè)兩相流流量測量(liàng)的難🌈題。
　　 因此可以(yi)認爲:這種帶有阻(zu)尼器并由特種材(cai)質制造的💋浮子流(liú)量計是一種解決(jue)類似雙相流流量(liàng)測量的可行方法(fǎ)之一，完全可以用(yong)于離子膜燒堿工(gong)藝過程中。

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