1引(yǐn)言
稀硝酸生(sheng)産是一種連(lian)續的化工生(sheng)産過程，各種(zhong)物料在高溫(wēn)、高壓條件下(xià)，不斷進行着(zhe)化學反應和(he)物❗理變化。現(xiàn)在國♍内外均(jun1)主要采用雙(shuang)加壓法生産(chan)稀硝酸，首先(xiān)液氨經過液(ye)氨過濾器，再(zài)通📱過氨蒸發(fa)器變爲氣氨(an)，進入氨空混(hun)合器與空氣(qi)充分混合後(hòu)送入氧化爐(lu)進行催化氧(yang)化反應，生成(chéng)氧化氮氣體(tǐ)，氧化氮氣體(tǐ)通過吸收塔(tǎ)經水吸收後(hou)變爲含氮氧(yǎng)化物氣體的(de)稀硝酸，再經(jīng)過漂白塔後(hòu)通過空氣将(jiang)溶解氣體吹(chuī)出，即可生産(chan)出需要的成(cheng)品🌏——稀硝酸。在(zai)稀✊硝酸生産(chan)過程中，爲了(le)良好的🐇控制(zhì)生産，必須及(ji)時了解生産(chǎn)過程中氨、空(kong)氣👣、稀硝酸、蒸(zhēng)汽的流量，保(bǎo)證㊙️整個生産(chan)過程的安全(quan)穩定運行。
流(liu)量測量儀表(biǎo)種類繁多，選(xuǎn)用時應根據(ju)儀表性能、介(jie)質特性、環境(jing)條件、安裝條(tiao)件和經濟因(yīn)素方面綜合(hé)考慮。本文結(jie)合稀硝酸裝(zhuāng)置的工藝特(tè)點，介紹了⛹🏻♀️稀(xi)硝酸裝置中(zhong)⛷️幾種常用流(liú)量計的應用(yòng)。
2稀硝酸裝置(zhì)中的流量測(cè)量
2.1差壓式流(liú)量計
2.1.1孔闆流(liu)量計
标準節(jiē)流裝置與差(chà)壓變送器組(zu)合，可用于測(ce)量液體、氣體(ti)、蒸汽的流量(liang)，具有結構簡(jian)單、安裝方便(bian)、性能穩定可(kě)靠、價格低，其(qi)标準測量元(yuán)件😘——孔闆符合(hé)🌈全世界的工(gong)業标準。在稀(xī)硝酸裝置中(zhōng)，測量👅低壓蒸(zheng)汽、蒸汽冷凝(ning)液等介質時(shi)，在精度和❄️壓(ya)力損失允許(xu)的情況下，常(chang)采用孔闆流(liú)量計測量其(qí)流量。但經過(guò)長期實際應(yīng)用，發現該流(liu)量計😄存在✨以(yi)⛱️下缺點：
(1)孔闆(pǎn)安裝的精度(dù)以及孔闆與(yǔ)差壓變送器(qi)之間所裝引(yin)壓💃管導緻的(de)信号失真，使(shǐ)得孔闆流量(liang)計測量🌈正确(que)性不高，因此(ci)當測量精度(du)要求較高時(shí)，該流量計難(nan)以滿足工藝(yì)要求。
(2)孔闆流(liú)量計量程較(jiào)小，量程比一(yī)般爲3：1，當介質(zhi)流量變化🔅較(jiao)大時，将影響(xiǎng)其準确性。
(3)引(yǐn)壓管容易産(chan)生洩露、堵塞(sāi)、凍結等故障(zhàng)，且較髒的✍️介(jie)質易引起🏃🏻取(qǔ)壓孔堵塞，維(wéi)護工作量較(jiào)大。
(4)孔闆入口(kǒu)的邊緣易磨(mo)損會導緻測(cè)量精度降低(di)，性能不穩定(ding)，需定期進行(hang)更換。
2.1.2威力巴(bā)流量計
在上(shang)世紀90年代，美(měi)國VERIS公司推出(chū)全新勻速流(liu)量探頭——威力(li)巴，它通📧過多(duō)組取壓孔來(lái)檢測流體産(chǎn)生的差壓，取(qǔ)平均差壓後(hou)将👉信号送至(zhi)變送器來檢(jiǎn)測流量。該流(liú)量計也是一(yī)種差壓式流(liu)量計，它提高(gāo)了一次源的(de)測量精度，但(dàn)壓力損失與(yǔ)傳統孔闆流(liú)量計相比，僅(jǐn)爲孔闆流量(liàng)計的十分之(zhi)一。
下面以年(nián)産10萬噸稀硝(xiāo)酸裝置中，進(jìn)汽輪機的過(guò)熱蒸汽💃🏻爲例(lì)，比較選用威(wēi)力巴與選用(yòng)孔闆流量計(ji)二者的在能(néng)量損耗方面(miàn)的差别。進汽(qi)輪機蒸汽管(guǎn)徑爲159×8mm、壓力爲(wèi)3.9Mpa（表壓）、溫度爲(wèi)👅450℃，正常流🔱量是(shì)15T/h，在正常工況(kuang)流量下，威力(li)🔴巴流量計産(chǎn)生的壓力損(sun)失爲0.126KPa，孔闆流(liu)量計産生壓(ya)力🈲損失爲26.898Kpa。通(tōng)過🥵計算，将差(chà)壓損失折合(he)成🔞蒸汽，孔闆(pan)流量計比威(wei)力巴流量計(ji)每小時多🌐損(sun)失✊40Kg過熱蒸汽(qi)。
威力巴流量(liang)計與孔闆流(liu)量計相比，測(ce)量精度高、量(liàng)程比大、管道(dao)壓損小、高效(xiào)節能，同時安(ān)裝簡單，僅需(xū)要幾厘米㊙️的(de)焊接孔，安裝(zhuang)費用小很多(duo)。
稀硝酸裝置(zhì)中，進氨空混(hùn)合器前氣氨(an)及空氣的流(liú)量測量也采(cǎi)用威力巴流(liu)量計，可以最(zuì)大程度地減(jiǎn)少氨和空氣(qì)的壓力🔴損失(shi)🔱，同時測量精(jing)度較高，有利(li)于氨空比的(de)調整，提高了(le)整個系統的(de)♋性能。汽輪機(jī)的過熱蒸🔴汽(qì)和汽包出口(kou)至減溫器的(de)飽和蒸汽，及(ji)外供蒸汽的(de)流量測量均(jun)可選用威力(lì)巴流量計，可(ke)節省蒸汽，降(jiàng)低能耗，工廠(chǎng)實際運行結(jié)果表明其長(zhǎng)💃期經濟效益(yi)明顯。
2.2電磁流(liu)量計
電磁流(liú)量計根據法(fǎ)拉第電磁感(gan)應定律制成(cheng)，它是一種用(yong)來測量導電(diàn)流🐪體的體積(ji)流量的儀表(biǎo)，具有以下特(tè)點：
(1)由于傳感(gan)器結構牢固(gu)可靠，内部沒(mei)有活動或突(tū)出部件，測💜量(liàng)壓力損失極(jí)小。
(2)一般情況(kuang)，隻要是導電(dian)率大于5×10-6S/cm的液(ye)體均可測量(liàng)。可以用來檢(jiǎn)測酸、堿等腐(fu)蝕性液體，也(ye)可檢測含有(yǒu)固❗體顆粒或(huo)懸浮物的流(liú)體、泥漿。
(3)流量(liang)計輸出信号(hào)不受液體溫(wēn)度、壓力、密度(du)等影響，且輸(shū)出🔞電流🌏與體(tǐ)積流量成線(xiàn)性關系。
(4)檢測(ce)量程比較高(gāo)，可達100：1；測量範(fan)圍大，儀表口(kou)徑1mm～2m以上均可(kě)選擇；測量精(jing)度一般優于(yu)0.5%。
(5)安裝維護方(fāng)便，可水平、垂(chui)直或傾斜任(ren)意角度安裝(zhuang)㊙️，使用壽命較(jiào)✌️長。
由于其獨(dú)特的優點及(ji)較高的性價(jià)比，目前已廣(guang)泛應用于稀(xi)硝酸裝置。在(zài)測量稀酸泵(beng)出口酸流量(liang)，低壓反㊙️應水(shui)冷凝器入口(kou)循環酸等流(liú)量時，均可選(xuan)用不同壓力(li)等級的電磁(ci)流量計。根據(jù)稀硝酸的腐(fu)蝕性、磨耗性(xing)，其電極材料(liao)可選用钽，襯(chen)裏材📧料可選(xuǎn)用特氟隆PFA。同(tong)時可根據環(huan)境和溫度及(ji)管徑大小，安(ān)裝🚶♀️方式可選(xuǎn)擇管🥰道式或(huò)插入式，型式(shì)可選擇一🛀🏻體(ti)型或分體型(xing)。
2.3渦街流量計(jì)
渦街流量計(jì)是在流體中(zhōng)設置漩渦發(fā)生體，從漩渦(wo)發生體兩側(ce)交👣替産生有(yǒu)規則的漩渦(wo)即卡曼渦街(jie)，旋渦頻率轉(zhuan)變成與被測(ce)介質流速大(da)小成正比的(de)脈沖信号，從(cóng)而計算出其(qi)瞬時流量。渦(wō)街流量計的(de)特點是結構(gou)簡單牢固🏃♂️，安(ān)裝方便，無需(xū)導壓管和伴(bàn)熱，維護費較(jiào)低，可适用液(yè)體、氣體和蒸(zhēng)汽，精度較高(gao)🏃♂️，範圍度寬，壓(ya)✂️損小，無可動(dong)部件，可靠性(xìng)高。在🚩稀硝酸(suan)裝置中，測量(liàng)氨、空氣、脫鹽(yán)水及低壓蒸(zhēng)汽流量時均(jun1)可采用渦街(jiē)流📞量計。
渦街(jiē)流量計是對(duì)流暢畸變、旋(xuán)轉流等較敏(mǐn)感的流量計(ji)，它不适🛀🏻用于(yu)低雷諾數測(cè)量，安裝時上(shang)下遊側💋必須(xu)保證足夠♍長(zhǎng)的直管段，同(tong)時管道振動(dong)對渦街流量(liàng)計影響較🚶大(da)，應盡量安裝(zhuang)在院裏振動(dòng)源和電⛷️磁幹(gan)擾較強的地(di)方，因此實際(ji)應用中須綜(zong)合考慮，以保(bao)證其測量精(jing)度。
2.4科裏奧利(li)質量流量計(ji)
科裏奧利質(zhì)量流量計利(li)用科裏奧利(li)效應測量流(liú)體的質量數(shù)量，它由流量(liàng)傳感器和轉(zhuan)換器組成，流(liu)體通過流量(liàng)傳感器時産(chan)生一定頻率(lǜ)的振動，檢測(ce)的頻率信号(hào)經轉換器處(chù)理後變成與(yǔ)🈚質量流量成(chéng)正比的标準(zhǔn)信号。質量流(liu)量計測量精(jīng)度、重複性高(gao)㊙️，幾乎無直管(guan)段要求，可測(cè)⛷️流體廣泛，介(jie)質黏度、密度(du)🤟變化對測量(liang)❗幾乎沒有影(yǐng)響，是📐所有流(liú)量計中綜合(he)性能優的，但(dan)價格高，一般(bān)♻️用于貿易計(ji)量或精确測(ce)量時，才選用(yòng)質量流量計(jì)。在硝酸裝置(zhi)中，對進硝酸(suān)🔴裝置的原料(liào)——液氨的流量(liang)測量和漂白(bái)塔出口的成(cheng)🙇♀️品酸的流量(liang)測量常采用(yong)質量流量計(ji)。
質量流量計(ji)安裝需注意(yì)：爲了消除測(ce)量管安裝時(shi)産生的應力(li)，測量管上不(bu)允許加裝支(zhī)撐點，支撐點(diǎn)應設置在管(guan)道上，并保證(zhèng)流量計兩邊(biān)管線的法蘭(lan)口平行同心(xīn)。
2.5轉子流量計(jì)
轉子流量計(jì)又稱浮子流(liú)量計，其檢測(cè)件是一根由(you)下向上擴大(dà)的垂🙇🏻直錐💔管(guǎn)和一隻可随(sui)流體流量變(biàn)化沿錐管上(shàng)下移動的浮(fu)子構成，浮子(zǐ)在椎管中的(de)不同位置代(dai)表着不同的(de)流量大小🌏。轉(zhuǎn)子流量計分(fen)玻璃管轉子(zǐ)流量計和金(jīn)屬管浮子流(liu)量計兩種，檢(jian)測量程一般(ban)爲10：1，直管段長(zhang)度要求較低(dī)❗，一般上遊側(cè)5D即可。
在稀硝(xiao)酸裝置中，吸(xi)收塔不同塔(tǎ)闆層上稀硝(xiāo)酸的🔆流量🏃♀️測(ce)量常選用金(jīn)屬轉子流量(liàng)計，即可現場(chǎng)明顯指示流(liú)量值的大小(xiao)，又可滿足測(ce)量精度要求(qiu)并實現信号(hào)遠傳指示。
3流(liú)量計的選型(xing)
流量計的選(xuǎn)型是儀表應(ying)用中非常重(zhòng)要的工作，在(zai)實際工況應(ying)用中有2/3的儀(yi)表故障是儀(yí)表的錯誤選(xuǎn)型和錯誤安(an)裝💚造成。在稀(xi)硝酸裝置中(zhong)選擇流量計(ji)時，應按照以(yǐ)下步驟進行(háng)：
(1)首先考慮流(liú)體特性，包括(kuò)溫度、壓力、密(mi)度、粘度、電導(dao)🥰率等，根據流(liu)體特初選合(hé)适的流量計(jì)類型。
(2)其次考(kao)慮安裝條件(jiàn)，包括直管段(duàn)要求、振動、電(diàn)氣幹擾等對(dui)流量計測量(liang)精度的影響(xiang)。
(3)在生産管道(dào)上長期運行(háng)的接觸式儀(yí)表，還應考慮(lǜ)流量測量元(yuan)🍉件所造成的(de)能量損失。一(yī)般情況下，在(zài)同一生産管(guan)道中不🎯應選(xuan)💋用多個壓損(sǔn)較大的測量(liang)元件。
(4)在投資(zī)允許的情況(kuang)下，保證精确(què)測量的同時(shi)，應本着節能(neng)的☁️原則，确定(ding)流量計的類(lèi)型并選擇質(zhì)量可🌈靠的生(shēng)産廠家。
4結束(shù)語
總之，沒有(you)一種測量方(fāng)式或流量計(ji)對各種流體(ti)及流動情況(kuàng)都能适應的(de)，不同的流量(liang)儀表都有各(ge)自特有⭕的優(you)缺點。因此，稀(xi)硝✨酸裝置中(zhōng)選擇流量計(ji)時，應在對各(gè)種儀表特性(xìng)作全面比較(jiao)的基礎上結(jie)合工廠實際(ji)情況，選擇适(shi)于生産要求(qiú)的，既安全可(ke)靠又經濟耐(nai)用。
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