摘要(yào):探讨了低壓氫(qīng)氣的計量方式(shi),介紹了旋進旋(xuan)渦流量計 的結(jié)構特點及工作(zuò)原理,并針對使(shǐ)用過程中存在(zài)的問題,提💰出✔️保(bǎo)證計量精度的(de)改進措施和建(jian)議。
1引言
　　鹽化工(gōng)總廠所屬氯堿(jian)分廠生産的氫(qing)氣在最初除少(shǎo)量氫氣和⭐氯氣(qi)反應生産合成(cheng)鹽酸外，其餘氫(qing)氣全部放空處(chu)理💁。随着用氫用(yong)戶進入周邊化(hua)工園區,氫氣也(ye)就作爲一種貿(mao)易産品❤️采用管(guǎn)道輸送的方式(shì)銷售給用戶。爲(wei)了📱保證供需雙(shuāng)方進行公平的(de)貿📧易結算,我.廠(chǎng)在對外輸送氫(qīng)氣管道上增加(jiā)了氫氣🍓計量儀(yi)表。
2工藝情況介(jie)紹
　　從上遊鹽硝(xiāo)廠化鹽裝置送(sòng)來的鹽水通過(guo)一次精制和二(er)次精🈲制後進入(rù)離子膜電解裝(zhuang)置進行電解♍,生(sheng)産出燒💜堿、氯氣(qì)和氫氣,電解裝(zhuang)置生産的濕氫(qīng)氣通過管道送(sòng)入氫氣處💘理裝(zhuang)置進行幹燥處(chù)理得到幹燥的(de)氫氣送到下遊(yóu)裝置。生産工藝(yi)的🐆特性決定了(le)外送氫氣壓力(lì)較低,并且流速(su)也比較低,通常(cháng)氫氣控制在常(cháng)溫25%℃左右,壓力控(kong)制在表壓0.1MPa左右(yòu)。
3計量方式的選(xuǎn)擇
　　由于氫氣的(de)氫分子量小，密(mì)度低,是一種不(bu)容易正确測量(liàng)的工業氣體。當(dāng)前,根據氫氣壓(ya)力和工藝管徑(jing)不🙇‍♀️同,選擇測量(liàng)用的儀表主要(yào)有 熱式質量流(liu)量計 、科裏奧利(li)質量流量計、 渦(wō)街流量計 和 孔(kong)闆流量計 等。生(sheng)産工藝導緻了(le)外輸氫氣管線(xiàn)的壓力較低，先(xian)🛀後使🚶用過差壓(yā)式流量計(孔闆(pǎn)和普洛巴)和渦(wo)街流量計等,實(shí)際使用效果都(dōu)不理想。最後隻(zhi)有雙方協商解(jie)決☁️，流量計的測(cè)量數據僅供參(cān)考。通過不斷的(de)學習,對低⁉️壓力(lì)氫氣流量測量(liang)的認識不斷提(tí)高,無🔞論孔闆流(liú)量🔱計、渦街流量(liang)計還是科氏力(lì)質量流量計,都(dōu)對氫氣壓力有(you)一定的要求，曾(céng)經考慮選🌈擇熱(rè)式質量流量計(jì)，但此流量計的(de)工作原理決定(ding)了對氣中的水(shuǐ).分有嚴格的要(yào)求。又正好了解(jie)🔱到一個氣堿企(qi)業給周邊用戶(hù)供應氯氣用的(de)某知名品牌的(de)熱式質量流量(liang)計，産生了計量(liang)糾紛。因不👅能保(bao)證氫氣幹燥裝(zhuāng)置始終.正常運(yun)行,所以熱式質(zhì)量流量計💚就沒(mei)🌏有考慮。
　　在天然(ran)氣行業應用廣(guang)泛的旋進旋渦(wo)流量計來進❗行(hang)氫氣流量測量(liang)，此流量計有信(xìn)号強、低流速特(te)性較好的優勢(shi)。并且能夠同時(shí)測量氫氣的工(gong)況流量、溫度和(hé)壓力,然後自動(dòng)進行溫壓補償(cháng)轉換成标況流(liú)量。所有㊙️數據既(jì)可以在現場就(jiù)地顯示,又能通(tong)過RS485通訊傳輸到(dào)中控室。
4測量原(yuan)理及優點
　　流量(liàng)傳感器的流通(tōng)剖面類似文丘(qiū)裏管的型式。在(zài)入口🌂側安放㊙️一(yī)組螺旋形導流(liú)葉片,當流體進(jin)入流量傳感器(qi)時，導流葉片迫(pò)使流體産生劇(ju)烈的旋渦流。當(dang)流體進入擴散(san)段🏃時,旋渦流受(shou)到回流的作用(yong),開始作二次旋(xuán)轉,形成陀螺式(shi)♋的渦流進動現(xian)象。該進動頻率(lü)與流量大小成(chéng)正比,不受流體(ti)物理性質和密(mi)度的影響,檢測(cè)組件測得流體(tǐ)二次旋轉🔱進動(dòng)頻率就能在較(jiào)寬的流量範圍(wei)内獲得良好的(de)線性度。信号經(jīng)前置放大器放(fang)大、濾波、整形⭐轉(zhuan)換爲與流速成(chéng)正比♉的脈沖信(xin)号,然後再與溫(wen)度、壓力等檢測(ce)✔️信号一起被送(sòng)往🔞微處理器進(jìn)行積算處理,最(zuì)後在♋液晶顯示(shì)屏上顯示出測(ce)🥰量結果(瞬時流(liu)量、累積流量及(ji)溫度、壓力數據(jù))。其工作原理圖(tú)如下:

　　盡管旋(xuan)進旋渦流量計(ji)和渦街流量計(ji)都是屬于流體(tǐ)振動類流量計(jì),但旋進旋渦流(liu)量計還有以下(xià)優點:
4.1産生的旋(xuán)渦信号比渦街(jiē)流量計強,因此(ci)下限雷諾數更(geng)低💯。測量氣體流(liu)量時，下限流速(su)可以低至(1.5~2)m/s。
4.2因爲(wei)流量計産生的(de)旋渦信号比渦(wō)街流量計強,受(shòu)上遊♈阻流件的(de)影響比渦街流(liú)量計小,所以對(dui)上遊直管段長(zhǎng)度要求短得多(duō)。
4.3儀表系數K比渦(wo)街流量計大1~2倍(bèi)。
5使用情況及改(gǎi)進措施.
　　旋進旋(xuan)渦流量計投入(rù)使用後，運行較(jiào)爲穩定,計量數(shù)據和工🌐藝✉️計算(suàn)的理論數據基(ji)本相符。但由于(yu)現場環境受幹(gan)擾因素比較多(duō),在使用過程中(zhong)也出現了一些(xiē)問題,通過采取(qu)改進措施,問題(tí)🌈得到了解決。
5.1要(yao)根據流量範圍(wéi)選擇合适量程(chéng)儀表
　　當流量計(jì)經常在下限流(liú)量附近工作時(shi),計量精度難以(yǐ)得到保證。爲了(le)使流量計的使(shǐ)用性能達到理(li)🎯想，要保證流量(liang)計的常用流量(liàng)在量程範圍的(de)20%~80%内比較合适。用(yong)戶提供的流量(liang)範圍一般是标(biao)況流量，但生産(chan)廠家提供的量(liang)程範圍卻是工(gōng)況流♊量，需要根(gen)據工作壓力、工(gong)作溫度及當地(dì)的實際大氣壓(ya)進行🧑🏾‍🤝‍🧑🏼換算,以選(xuan)擇合适的流量(liàng)計。
5.2流量計在停(ting)産期間有流量(liàng)顯示問題
　　曾有(yǒu)用戶反映流量(liang)計在停産期間(jian)仍有流量顯.示(shi)的❗問題,通過✌️查(cha)看中控室DCS曆史(shǐ)趨勢,分析認爲(wei):①DCS曲線有矩🔴形波(bo)，判斷爲振動引(yin)起,一般顯示爲(wèi)(200~300)m/h左右,而所🔞用的(de)DN200流量計下限爲(wei)360m2/h,通過調整小信(xin)号切除值,把300m2/h以(yi)下的全部☁️切除(chú);②DCS曲線有時有大(dà)的跳變,分析認(rèn)爲現場有幹擾(rǎo)信号,将儀表外(wai)❤️殼接地。通過采(cai)取措施後☔,運行(háng)良好。
5.3氫氣含水(shuǐ)對流量計的影(yǐng)響
　　在使用過程(cheng)中發現旋進旋(xuan)渦流量計對氫(qīng)氣含水量也有(yǒu)一定要求,如果(guo)比較高時會出(chū)現儀表示值嚴(yan)重失真📞的情況(kuàng)。要💛求工藝人員(yuán)加強對氫氣幹(gàn)燥處理的監控(kong)。
5.4小信号切除值(zhi)的設置問題
　　設(shè)置小信号切除(chu)值是根據現場(chang)的實際情況來(lái)确定儀表的始(shi)動流量。如果小(xiao)信号切除值設(she)定得太🔱大,那麽(me)儀♉表的始動流(liú)量也就相應增(zēng)大,就會造成在(zài)小流量時沒有(yǒu)計量;如果小💚信(xin)号切除值設定(dìng)得太小，那麽儀(yí)表的靈♍敏度相(xiang)應提高,工藝管(guǎn)道的一些微弱(ruo)振動🧑🏽‍🤝‍🧑🏻或電氣幹(gan)擾就有可能導(dao)緻在沒有氣體(tǐ)通過的情況下(xià)流量計開始♌工(gong)作,從而造成流(liú)量的“無中生有(yǒu)”，引起不必要的(de)争議。我廠結合(hé)DCS系統的曆史趨(qu)勢曲線,選擇合(he)适的小信号切(qie)除值。既避免了(le)現場的幹擾，又(you)保證了流量計(jì)的正常測量。
6結(jie)束語
　　旋進旋渦(wō)流量計在我廠(chǎng)低密度、低壓力(lì)氫氣的流🚩量測(cè)💚量應用🔞效果良(liáng)好,對于類似工(gōng)況的氣體計量(liang)有一定的借鑒(jian)⭐作用。

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