[摘要(yào)]通過對離子(zǐ)膜燒堿生産(chǎn)線工況條件(jian)分析,提出了(le)在浮子流量(liàng)計 結構中增(zēng)加阻尼裝置(zhi)等措施。實踐(jian)表明，采用阻(zǔ)尼裝😍置的金(jin)屬管浮子流(liu)量計 ,完全能(neng)夠實現在氣(qì)液混合雙相(xiang)介質工況條(tiáo)件下的離子(zi)膜燒堿生産(chan)線的流量測(ce)量。
1問題的提(tí)出
　　 近年來，我(wo)國化工行業(ye)中采用離子(zǐ)膜法制堿工(gong)藝發展🧡很快(kuài)，前幾年該裝(zhuāng)置大多爲全(quán)套進口，包括(kuo)在線的各種(zhǒng)儀表。現在從(cóng)設備到儀表(biǎo)逐漸國産化(hua)，這樣既能保(bao)證質量，同時(shí)可以節約大(dà)量外彙。
　　 西北(bei)某大型化工(gong)廠在建成試(shì)生産階段就(jiù)發現安🧑🏽‍🤝‍🧑🏻裝💯在(zài)陰、陽❌兩極管(guan)道上的兩台(tai)浮子流量計(jì)工作不正常(cháng),指針㊙️總在擺(bǎi)動，無法讀數(shu);輸出電流信(xin)号也不🌈穩定(ding)，難以實現預(yù)期的💋工藝流(liu)🤩程調節與控(kòng)制目标等，以(yi)至影💔響了正(zhèng)常投産。
　　 經現(xiàn)場觀察和分(fen)析認爲:陰極(jí)、陽極兩條管(guǎn)道中被測量(liàng)的介質均爲(wei)既不均勻、比(bi)例又不固定(dìng)的氣、液雙相(xiàng)介質;而流量(liàng)計💔則是🍓常規(guī)型浮子流量(liàng)計。
　　 浮子流量(liang)計的工作原(yuan)理之一是浮(fu) 力定律，也就(jiu)是與💜被測介(jiè)質的密度有(you)關,密度不穩(wen)定時浮子就(jiù)會✂️跳動💛。由于(yu)本工🌈況液體(ti)伴有不定氣(qì)體量的情況(kuang)，産生脈動流(liu),導緻了流量(liang)計的上述現(xian)象。
　　 目前各種(zhong)常規流量計(ji)都不适用于(yú)氣、液雙相介(jiè)質,而📐工藝過(guò)程的鹽液及(jí)堿液流量必(bi)須加以測量(liàng)和控制,即必(bì)須安裝流量(liàng)計。因此，選用(yong)一種可用的(de)流🥵量計或對(duì)現有的某種(zhong)✂️流量計進行(hang)改進設計以(yǐ)滿足此特定(ding)✏️工況測量🏒要(yao)求就成爲下(xia)步工作。
2确定(dìng)方案
　　 實施方(fang)案的選擇與(yǔ)确定至少要(yào)滿足以下3點(diǎn):
(1)流量計的接(jie)液零部件必(bi)須能承受陰(yīn)、陽兩極管道(dao)中含氯氣鹽(yan)液及堿液的(de)強烈氧化和(he)腐蝕;
(2)安裝連(lian)接尺寸盡量(liang)與原流量計(jì)相同，以減少(shao)工作量;
(3)流量(liàng)計自身能有(you)效地緩沖和(he)減少由随機(jī)産生氣體帶(dai)來的劇💘烈波(bo)動，達到可視(shì)爲穩定值的(de)讀數,并且輸(shū)出電流信🐇号(hao)波動滿足調(diào)節系統的要(yào)求。
　　 按上述要(yào)求對 電磁流(liú)量計 、 渦輪流(liu)量計 、 渦街流(liú)量計 、浮子流(liú)量計與差壓(yā)式流量計等(deng)進行分析、比(bi)較後❓認♊爲隻(zhī)有對金屬管(guan)浮子流量計(jì)進行必要的(de)改進才是㊙️可(ke)行的和方案(àn)🏃🏻‍♂️。因此在其原(yuán)有産品基礎(chǔ)上特🌂殊設計(ji)了一種🛀🏻金屬(shu)管浮子流量(liàng)計。
3特殊設計(jì)的實施
該浮(fú)子流量計應(yīng)實施3項改進(jìn)設計。
3.1耐腐蝕(shí)材料選擇和(he)防腐措施
　　 查(chá)閱金屬材料(liao)手冊并結合(he)現場其它設(shè)備材料的⭕應(yīng)🌈用實際，陽極(jí)管道中的介(jie)質爲含氯氣(qi)的鹽液，傳感(gǎn)器中所有與(yǔ)💃🏻介質🍉接觸🐕的(de)零件均采用(yòng)钛(Ti)材制造,兩(liang)法蘭密封面(miàn)🧡及殼體與導(dǎo)管✍️組件密封(fēng)面均進行塗(tu)钯處理。
　　 整個(gè)傳感器具有(you)良好的抗氧(yang)化及耐腐蝕(shi)性能。而♊陰極(ji)管道👌中的介(jiè)質爲堿液和(hé)氫氣及氯氣(qì)等，傳感器中(zhōng)所有與介質(zhi)接觸的零件(jian)均采用不鏽(xiù)鋼(SUS316L)材質制造(zào)，整個傳感器(qi)具有📐良好的(de)耐腐蝕性能(néng)。經兩年多的(de)使用證明是(shi)可🌈行的。
3.2連接(jie)尺寸與安裝(zhuang)方式
　　 由于用(yòng)戶的原有流(liu)量計爲水平(píng)安裝，這與常(chang)規浮子流量(liang)計垂直安裝(zhuang)、流體自下而(er)上的流向完(wán)全不同,因此(ci)必🐪須将🏃其設(shè)計成(水)平進(jìn)(水)平出結構(gòu)，由于已有管(guǎn)道的開檔尺(chǐ)寸🌈足夠長♈，于(yu)是設計成如(ru)圖1所示.的浮(fu)子流量計。
3.3最(zuì)大限度地保(bao)證工作條件(jiàn)下流量計的(de)穩定
　　 就流量(liang)計自身而言(yan)，克服波動(不(bu)論是外部還(hai)是内部原💋因(yīn)㊙️所緻)的常用(yòng)而有效的措(cuò)施是加裝阻(zǔ)尼器。阻尼器(qi)一般分爲機(jī)械式和電(磁(ci))式，顯然對浮(fú)子流☁️量計應(yīng)💋首先考慮選(xuan)用前者。
3.4阻尼(ni)器的選擇
　　 按(an)阻尼介質不(bú)同又分爲液(yè)體阻尼器和(hé)氣體阻尼器(qi)。
 
　　 由于本應(ying)用對象中已(yi)産生和存在(zài)着氣體且浮(fu)子波動⭕幅度(dù)不十分劇烈(lie)，所以可采用(yong)活塞式氣體(tǐ)阻🔞尼器🤩。另外(wai)，就阻尼器的(de)結構位置而(ér)言可置于傳(chuán)感器上也可(kě)置于轉換器(qì)上,但由于後(hòu)者須對轉換(huàn)器内部結構(gòu)做相當大的(de)改動，工作量(liang)、試驗量都很(hen)大。因此，确定(ding)選用前者,參(cān)見圖1。應當說(shuo)明🍉，帶有液體(ti)阻尼器的浮(fú)子流量計已(yǐ)有過設計和(he)應用的報道(dao)，但尚無采用(yong)氣體阻尼器(qi)的金屬管浮(fú)子流量計信(xin)息。
3.5阻尼器的(de)設計
　　 設計阻(zu)尼器必須了(le)解和确定下(xia)列數據:
　　 波動(dong)幅度與頻率(lǜ):經在現場幾(ji)小時觀測統(tǒng)計未裝阻尼(ni)器的流量計(jì)的波動幅度(dù)約爲15%~25%， (±7.5%~±12%);頻率約(yue)爲180~350次/min。
(1)要求阻(zǔ)尼效果:波動(dong)幅度應不大(da)于+2%;頻率約不(bu)大于50-~90次/min。當💚然(rán)，由于沒有适(shi)當的儀器進(jin)行定量檢測(cè)，所以阻尼🤟的(de)最終效✊果是(shì)否達到預期(qī)目标，一定程(chéng)度上還應通(tong)過實際應用(yòng)由現場技術(shu)和操作人員(yuan)判斷和認定(ding)。
(2)依照上述實(shí)際工況和阻(zu)尼目标，兼顧(gù)該浮子流量(liang)計結構尺寸(cun)、钛材管料規(gui)格等，求出阻(zu)尼系數之後(hou)，初步确定阻(zu)尼器結構及(ji)尺寸如圖2所(suo)示。而決定阻(zǔ)尼效果的阻(zǔ)尼室與阻尼(ni)體之間間隙(xì)的尺寸必須(xu)經現場試❌驗(yan)後才能确定(ding)。
 
3.6試驗室試驗(yàn)驗證
　　 爲了初(chu)步驗證這一(yī)阻尼器的效(xiào)果，以阻尼管(guǎn)内徑♈實測尺(chǐ)寸爲準，4組不(bú)同外徑尺寸(cun)的阻尼頭，使(shǐ)兩者🐅的配合(he)間隙分别爲(wèi)0.8mm、0.6mm、0.4mm和0.2mm,分次裝人(ren)特殊設計的(de)浮子流量計(jì)進行試驗。爲(wei)造成浮子跳(tiào)動并盡量少(shǎo)對水流量裝(zhuang)置做較大變(biàn)動，試驗系統(tong)如圖3所💞示。
 
　　 浮子(zǐ)的跳動由緊(jin)靠彎頭的球(qiu)閥快開、快關(guān)與水流經彎(wan)頭的🔞急劇流(liú)場變化造成(chéng)，實際跳動情(qing)況借助于流(liú)量計的指針(zhēn)、度盤觀察，也(yě)可由轉換器(qi)的輸出🈲電流(liú)信号借助🌐指(zhi)針式電流表(biǎo)觀測。
　　 試驗時(shi)流量計上端(duan)自然存有空(kōng)氣做爲阻尼(ní)介質.試驗方(fāng)法是:初始流(liu)量置于約50%最(zuì)大流量處，這(zhe)時指🙇‍♀️針仍略(lue)有☂️擺動但有(you)滿意讀數(系(xì)流場不穩所(suǒ)緻，可☀️視爲穩(wen)定),然後迅速(su)開啓(或關☁️閉(bì))球閥，使指針(zhēn)約達80% (或20%)最大(dà)流☀️量處并記(ji)下時間，等待(dài)指針雖🔅擺動(dòng)仍有可滿意(yì)讀數爲止，再(zài)記下時間，即(jí)可得知阻尼(ni)時間。經多次(cì)試驗🐕統計結(jié)果大緻如表(biǎo)1所示:
 
　　 從上述(shù)試驗結果可(ke)以看出後兩(liang)組間隙的阻(zu)尼器效果較(jiao)好☂️。但必竟現(xiàn)場實際工況(kuang)與試驗室條(tiao)件有🆚較大差(chà)别，因此還必(bì)🐪須進行現場(chang)試驗。
4現場試(shì)驗與應用效(xiào)果
　　 2025年12月對特(tè)殊設計的浮(fu)子流量計及(ji)特制的間隙(xì)爲✂️0.3mm的阻尼體(ti)安裝于現場(chang)取代原流量(liàng)計進行多次(ci)試💃驗，結🚶果是(shi)間隙爲0.3mm和0.4mm阻(zǔ)尼器效果，原(yuan)來流量計指(zhǐ)針擺動幅度(du)爲10%～20%的同樣條(tiáo)件換裝㊙️特殊(shu)設計的流量(liang)計後,其指針(zhēn)✨擺動基本不(bú)超過6%(+3%),操作人(rén)員認爲滿意(yì)，可👈以接受，這(zhe)一設計達到(dao)了預期效果(guo)。經使用一直(zhi)很穩定，這就(jiu)初步✊解決了(le)氣、液兩相流(liu)流量測量🔞的(de)難題。
　　 因此可(kě)以認爲:這種(zhong)帶有阻尼器(qì)并由特種材(cái)質制🐉造💃🏻的浮(fu)子🌐流量計是(shì)一種解決類(lèi)似雙相流流(liu)量測量的可(kě)行方法之一(yi)，完全🌏可以用(yong)于離子膜燒(shao)堿工藝過程(chéng)中。

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