流量計在純堿廠的應用經驗與體會
純堿廠的主要產品為輕質純堿和重質純堿。純堿行業生產的特點是環境惡劣,腐蝕性強,易燃易爆。其流體介質的種類繁多,液體介質主要有堿液、母液、灰乳、鹽水、液氨、軟水、淡水、海水、燒堿等;氣體介質主要有蒸汽、氨氣、二氧化碳、空氣等等。流體的物理性質和化學性質相差很大,流體的輸送管道由DNl5至DNl000不等,流體流量范圍波動較大,所以在純堿行業中,為適應不同流體介質的不同要求,必須選用滿足流體特性的流量計量儀表。下面介紹一下關于純堿廠流量計的應用經驗與體會。
一、流量計的分類
純堿廠的流量計按測量方法一般可分為速度式流量儀表、容積式流量儀表和質量流量儀表三大類。
1、速度式流量計
速度式流量計是以直接測量封閉管道中滿管流流動速度為原理的流量計。一般包括:渦輪流量計、渦街流量計、旋進渦輪流量計、電磁流量計、超聲波流量計、分流旋翼式流量計、激光多普勒流量計、插入式流量計、差壓式流量計、轉子流量計等。一般情況下純堿廠用得最多的就是速度式流量儀表。
2、容積式流量計
容積式流量計就是在單位時間里直接測量通過管道的流體體積。一般包括:橢圓齒輪流量計、刮板式流量計、旋轉活塞式流量計。
3、質量流量計
質量流量計是用于計量流過某一橫截面的流體質量流量或總量的流量計。一般有:科力奧式質量流量計、量熱式流量計、沖量式流量計等。
二、流量計的選型
根據純堿行業特點,對流量計選型,一般可按以下幾點進行:
- 首先要考慮防爆性能。純堿行業中的的介質如:氨氣是易燃易爆的介質,所以選型的第一步就是要考慮流量計量儀表的防爆性能。不僅要考慮流量計本身的防爆性,還要充分考慮整個流量測量系統必須滿足防爆等級要求。
- 其次是弄清工藝介質的物理和化學特性。比如:介質的溫度、壓力、密度、粘度、電導率;流量測量范圍;充許的壓力損失;介質的腐蝕程度等等。通過綜合考慮流體的的特性,選用合適的流量計。
- 最后就是流量計的性價比。根據不同流體,使用在不同的場合,選擇合適的、性價比高的流量計。比如:用于成本核算或檢測工藝控制過程重要參數的流量儀表,就要選用精度高、維護量少的進口流量儀表;而在工藝控制過程中只是作為一般參考價值的流量儀表,就以選用精度較低、比較經濟的流量儀表。
三、流量計的主要技術參數
- 計量范圍:計量范圍指流量計可測的最大流量與最小流量的范圍。
- 量程和量程比:計量范圍內最大流量與最小流量值之差稱為流量計的量程。最大流量與最小流量的比值稱為量程比,亦稱流量計的范圍度。
- 允許誤差和精度等級:計量儀表在規定的正常工作條件下允許的最大誤差,稱為該流量儀表的允許誤差,一般用最大相對誤差和引用誤差來表示。流量儀表的精度等級是根據允許誤差的大小來劃分的,其精度等級有:0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5等。
- 壓力損失:壓力損失的大小是流量儀表選型的一個重要技術指標。壓力損失小,流體能消耗小,輸運流體的動力要求小,測量成本低。反之則能耗大,經濟效益相應降低。故希望流量計的壓力損失愈小愈好。
四、應用實例
1、關于液體流量的計量
純堿廠的液體介質主要分為:堿液、 母液、灰乳、鹽水、軟水、淡水、海水。因此大多選用電磁流量計進行測量。電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律進行工作的,能測量具有一定電導率的液體或液固兩相介質的體積流量。金湖鼎誠儀表有限公司系列電磁流量計具有如下優點:(1)、無壓力損失。(2)測量范圍大,電磁流量計口徑從DN10mm到DN3000mm都有。(3)電磁流量計測量被測流體工作狀態下的體積流量,測量原理中不涉及因流體的溫度、壓力、密度和粘度而影響電磁流量計的精度。
2、關于蒸汽流量的計量
蒸汽流量的計量,在整個純堿生產中計量考核是最重要的,這關系到產品的消耗成本核算。純堿廠用于蒸汽計量應用較多的是差壓式流量計。差壓式流量計是目前工業生產中檢測流量最常用的一種流量儀表。因為它檢測方法簡單,沒有可動部件,穩定性好,可靠性高,價格較低,儀表不經實流標定就能達到一定的精度,并且容易排除故障,所以在蒸汽的計量中我們基本上都是首選差壓式流量計,基本上可以滿足公司對蒸汽成本核算的要求。但是選用差壓式流量計計量蒸汽時,為保證測量精度,還必須要對它進行溫度和壓力補償。因為在實際檢測中,工藝過程的壓力和溫度參數會經常波動,不可能完全符合標準節流裝置的設計要求。另外,差壓式流量計在安裝時必須按標準進行安裝,才能保證整個測量系統的測量誤差在允許的范圍內。
經過多年的實踐,我們感到用差壓式流量計也有一定的局限性。由于差壓式流量計的安裝要求較高,在大口徑管道使用差壓式流量計測量經常會產生蒸汽泄漏,造成儀表維護量增加。純堿廠大多用阿牛巴傳感器測量蒸汽流量,采用了羅斯蒙特生產的阿牛巴配智能多變量變送器MF3095,該表集差壓測量、壓力測量、溫度測量于一體,直接進行溫度、壓力補償,輸出流量,精度可達0.5級。比以往的儀表省去了壓力變送器、溫度變送器。在安裝方面,其密封點減少為常規表的1/6,維護量是原來的1/10,精度確定大大提高。
3、關于氣體流量的計量
純堿廠除了在蒸汽流量測量中采用差壓式流量計外,在氣體的測量中也是廣泛應用,主要是對二氧化碳、壓縮氣等氣體的計量,也是采用差壓式流量計,如孔板流量計、彎管流量計等。
孔板流量計是節流型差壓流量計,是利用對流體節流裝置施行節流產生差壓來測量流體的流量的。孔板流量計基本原理:充滿管道的流體,當它流經管道內的節流件時,流體將在節流件處形成局部收縮,因此,流速增加,靜壓力降低,在節流件前后產生了壓差。流體流量愈大,產生的壓差愈大,因而可依據壓差來衡量流量大小。這種測量方法是以流動連續性方程(質量守恒定律)和伯努力方程 (能量守恒定律)為基礎的。
流量計應用是一項技術性、實用性、責任性很強的工作,要做好這項工作,必須充分了解各種流量計的測量原理,弄清測量對象的工藝狀況,只有這樣應用計量儀表才能經濟、實用、可靠,從而更好地為純堿生產服務!