發煙硫酸專用流量計（jì）在（zài）淡濃堿生產中流量測（cè）量（liàng）的案例分析

本文為（wéi）針（zhēn）對產氯堿10萬t的大型化工企業生產（chǎn）過程中的（de）分析,本化工廠（chǎng）長期以（yǐ）來一直采用槽位（wèi）計算法來進行（háng）淡、濃堿產量的測（cè）量，因為（wéi）貯槽的橫截（jié）麵較大，標尺分度準（zhǔn）確度較差，導（dǎo）致計算出來的產量的準確性很不穩定，但又無法（fǎ）做（zuò）到時時計算，對淡、濃堿的產量難以控製（zhì），此（cǐ）問題困（kùn）擾生產部門很久，一直未得到有效解決。2000年公司在擴大產能的（de）時候，為（wéi）了解決這個問題，達到精確計量淡、濃堿產量（liàng）的（de）目的，新上了兩台發（fā）煙硫酸專用流量計。但是很快發現（xiàn），在測（cè）量（liàng）過程中，偶爾也會出現計量不準的問題。公司組織技術人員對於（yú）原因進（jìn）行（háng）探（tàn）究，得到出的結論，許（xǔ）多問題的產生不單（dān）單從儀表本身引起的，許多外部的工況（kuàng）環境也是（shì）引發計量不準的（de）重要原因，隻有這樣，才能做（zuò）到（dào）標（biāo）本（běn）兼治，從根（gēn）本上解決儀表測量不準的問題。
對於流量儀表來說，產品在投入生產後由於使用條件（jiàn）的限製很（hěn）難對它進行檢定與校準,因而精心地（dì）安（ān）裝與正確地使用是保證計量（liàng）準確可靠的先決條件（jiàn）。
本文即（jí）是針對於發煙硫酸管道（dào）流量計儀表的測量特點和在生產中應用中出現的問題進行分析，找出產生問題的原因（yīn），這一方法對（duì）於其他的用戶也有一定的借鑒意義。
1、發煙硫酸專用流量計的測量原理（lǐ）
發煙硫酸專用（yòng）流量計是基於法拉*電磁感應定律的原理工作的。被測介質應是導電液體（tǐ）。在垂直於介質流向的（de）一個區間裏存在由變（biàn）送器所產生的磁感（gǎn）應強度為B的穩定磁場,平均流（liú）速為v的導電流（liú）體在流經磁（cí）場（chǎng）區域時,作切割磁力（lì）線運動。於是在與管道（dào）橫截麵平行（háng）且垂直於磁力線方向的兩根檢測電*上,就產生了感應電壓U。根據（jù）電磁感應定律得出:
U= k B v D  (1)
式(1)中:U為感應電壓;k為儀表常（cháng）數;B為磁（cí）感應強（qiáng）度;v為介質的平均流速;D為儀表管內直徑。
由公式(1)可知,B和D是不變的,k為（wéi）一常數（shù）。因而U隻與v成正比,隻要測出感應電壓U的大小,就能測出介質的平均流速v。流體的體積（jī）流量公式為:

其中:Q為介質的體積流（liú）量。
根據公式(2)可知（zhī）Q與v是成正比的一一對應函數,那麽U與Q也是成正比的一一對應函數,即測出了感應電壓U也就測出（chū）了介質（zhì）的體（tǐ）積流量Q。
2、發煙硫酸（suān）專用流（liú）量計的優（yōu）點
(1)發煙硫酸專用流量計管內無節流或（huò）可動（dòng）部件,無壓力損失,節約能源。特別適用於測量液固兩相介質(如懸浮液體)。
(2)隻有襯（chèn）裏和電*與介質（zhì）接觸（chù）,隻要選好兩種材料,就（jiù）可達到防腐防磨的目的,長時間使用,儀表準確度不（bú）會降低（dī）,與橢圓齒輪流量計（jì）相比,其準確度（dù）的穩（wěn）定（dìng）性要好（hǎo）得多。
(3)測量（liàng）時隻（zhī）與介（jiè）質的平均流速（sù）有關,而與介質的（de）流態（tài）(層流或紊流)、溫度、粘度、密度、壓力及電導率(在一（yī）定範圍內)的變化無關。因此,發（fā）煙硫（liú）酸（suān）專用流量計隻需用水標定後,就可（kě）用它測量（liàng）其它（tā）導電液體或固（gù）液兩相介質的流量,而無需修正。
(4)量程比寬,可達1 100,而且可以任意改變量程。
(5)無機械慣性,反應靈敏,可測量瞬時脈動流;且線（xiàn）性（xìng）好,可（kě）直接等分刻（kè）度。
(6)從檢測電*向前（qián）,隻需5 D的直管（guǎn）段,不需太大的安裝空（kōng）間。而其（qí）它流量計一般需要10 D或10 D以上的直管段,對安裝（zhuāng）空間要求較嚴,否則無法保證測量準確度。
3、發煙硫酸專用流量（liàng）計的安裝
(1)從理論上講,傳感器可以安（ān）裝在運行管道的任何位置（zhì）。但要求傳（chuán）感器內（nèi）必須完全充滿（mǎn）介質,這一條至關重要。檢測電*的軸線應處於水平位置,以防粘（zhān）汙,並能排除由氣泡接觸引起的損失。
(2)傳感器的周（zhōu）圍不能有較強的幹擾電磁場。
(3)傳感（gǎn）器及其密封件、接地環的安裝要（yào）與管道同心,不能（néng）向（xiàng）內凸出。
(4)測（cè）量準確度與（yǔ）傳感器的接地效果有很大關係,發煙硫（liú）酸專（zhuān）用流（liú）量計對外加電勢的幹擾很敏感。因而（ér）它的接地電*必須是獨立（lì）接地*。接地的目的（de）是讓流經傳感器內的導電（diàn）流體與地等電位,而不是管道壁接地。
4、發煙硫酸（suān）專用流量（liàng）計的（de）選型、安裝及使用情況
4.1　發煙硫酸專用流（liú）量計的選型原（yuán）則
(1)考慮口徑與量程,發煙硫（liú）酸專用流量計的量程雖然是任意設定的,但其設（shè）定的範圍受口徑（jìng）的限製。量（liàng）程的設定（dìng）要考慮正常流量（liàng）超過（guò）滿量程的一半,這樣的測量精度才高。流速一般選擇2～ 4 m/s,如介質易磨損電（diàn）*,可選（xuǎn）擇稍低的流（liú）速;如介質較易粘附,可選（xuǎn）擇適當稍高的流速。綜合考慮後根（gēn）據流率表（biǎo）選（xuǎn）擇儀表的口（kǒu）徑。
(2)考慮介質的壓力、溫度及腐蝕性,依此選擇不同的內襯和電*材料。
4.2　我公司的具體選（xuǎn）擇與安裝
由於被測介質是溫度低於100的淡堿和（hé）濃堿,對不鏽鋼電*的腐蝕很微弱,但對各種橡膠類內襯（chèn）有腐蝕作用（yòng）,因而我們選用聚四氟乙烯內襯。考慮到以後再（zài）擴產,我們將口（kǒu）徑選為150 mm。我公（gōng）司具體所選用的發煙硫酸專用流量計規格型（xíng）號為:K300-(150)11431021,口徑為150 mm,標準型,鉬二鈦電*,聚四氟乙烯內襯（chèn）,*高工作壓力1.6 MPa,無接地環,輸出4～ 20 mA,準確度等級1.0級。安裝（zhuāng）在水平管道上,前（qián）後有足夠長的直管段,接地*獨立,接地良好。
用於輸送淡（dàn）堿的泵有2台,量程都是100 m3/h,揚程50 m,采用單（dān）泵（bèng）間斷方式輸送淡堿。流量計的量程設（shè）定（dìng）為160 m3/h。從流率表上查出口徑150mm、平均流速v= 1 m/s時（shí）的流量為63.617 m3/h。

m/s,稍偏低。如將（jiāng）流量（liàng）計量程改為250 m3/h,雙泵（bèng）同時開時正常流量在200 m3/h連續輸送,效果可能會更好。但由於產量限製隻能間斷輸送。
4.3　以淡堿流量計為例說明流量（liàng）計的使用情況
流量（liàng）計剛投入使用時,與槽位推算的數進行比較,每班表計（jì）產量與（yǔ）推算產量僅差（chà）1 t,誤差較小。而在以後（hòu）的幾個月中卻發現有（yǒu）較大的偏差。表1是半年的表計產量(折100%)與推算（suàn）產量(折100%)的比較。

從表（biǎo）1可以看（kàn）出（chū）,開始安裝（zhuāng）流量計時（shí）的1月份,表計（jì）與推（tuī）算的差不大（dà）,全月僅差101.1 t。這裏是（shì）把推算數當（dāng）作標（biāo）準了,其實推算數的誤差較大,差（chà）的這101 t很難說是什麽原因（yīn）造成的。而2月份的差值卻大得驚人,達1 133.7 t,4～ 6月又成了負（fù）偏差。
我們先從流量（liàng）計的安裝與參數設定等情況查找原因,沒發現問（wèn）題。於是（shì）我們又找來原始記錄進行認（rèn）真地分析,終（zhōng）於找出了出現（xiàn）偏差的原因。原來在2月（yuè）份因燒堿產量有所擴大又新上了一台200 m3/h的淡堿泵,排序為（wéi）1#泵。從電解（jiě）工段（duàn）2月份的交接（jiē）班記（jì）錄上查到:
2月1日8～ 16點:3#泵改為2#;
2月4日8～ 16點:2#泵（bèng）改為1#;
2月7日8～ 16點:1#泵改為2#;
2月9日8～ 16點:2#泵改為3#;
而1#泵為200 m3/h,2#、3#泵為（wéi）100 m3/h。
從蒸發工段（duàn）的運（yùn）行日誌上查到:
2月3日:全天（tiān）表計淡堿產（chǎn）量（liàng）876 m3;
2月（yuè）4日:全天表計淡堿產量2 298 m3;
2月5日:全天表計淡堿產量3 305 m3;
2月6日:全天表計淡（dàn）堿產量3 028 m3;
2月7日:全（quán）天表計淡堿產量1 695 m3;
2月（yuè）8日:全天表計淡（dàn）堿（jiǎn）產量962 m3。
兩處記錄對照可以看出,200 m3/h大泵的投運時（shí）間是2月4～ 7日,淡堿流量（liàng）非常大,是正常量的近4倍。2月7日白班改用2#泵（bèng）即100 m3/h泵後流量才在8日恢複正常。這說明儀表超（chāo）量程是造成誤差很大的原因,此（cǐ）時儀表已經無法使用。由於工藝人員對儀表不了解,在增加（jiā）大泵（bèng）時沒（méi）有及時（shí）通知（zhī）儀表人員改儀表量程。直到3月中旬儀表人員查出原因後,用倍增法將量程改到320 m3/h,這（zhè）樣才滿足了大泵的要求,而對小泵來說單泵打（dǎ）液量僅為滿量程的30%,又造成在開小泵時儀表計（jì）量偏低,因（yīn）而造成4～ 6月的（de）負偏差。直到7月將量程再改到250 m3/h,並規定開大泵時隻開1個,開小泵時2泵同時開。
通過對下（xià）半年幾（jǐ）個月表（biǎo）計產量及推算產量的跟蹤分析,我（wǒ）們（men）認（rèn）為取得了比較好的（de）效果。每月兩數偏差在100 t以內,一般是（shì）表（biǎo）計產量偏高。分析（xī）原因可能是流（liú）量計安裝在水平管線上,但由於管（guǎn）線（xiàn）長達數百米,安裝處不一（yī）定是管線的較低點,在開停泵時很（hěn）可能有不滿管現象,造成計量偏高。隨著產量的進一步擴（kuò）大,到可以連續開泵（bèng）輸堿時,計量準確度（dù）會更高。
5、結論
從以上分析可知,即便是準確度再高（gāo）的發煙硫酸專用流量（liàng）計,也必須正確地使用。流量計不準並不一定是儀表本身的（de）原因（yīn）,與使用過程有很大的關係,甚至是決定因素。儀表維護人員在（zài）選擇、使用、維護儀表時（shí）,不能單從儀表本身考慮,而要全麵考慮工藝（yì）、設備等方（fāng）麵的性能是否（fǒu）滿（mǎn）足儀表（biǎo）正常（cháng）使用時的要求。隻（zhī）有這樣才能發揮（huī）每台儀表應有的功能,為生產、經營提供準確可靠的計量數據。

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