渦街表;渦街變送器;智能渦街;流量計(jì)渦街式;渦街補(bǔ)償;壓電式渦街;渦街電路板;

渦街表;渦街變送器;智能渦街;流量計(jì)渦街式;渦街補(bǔ)償;壓電式渦街;渦街電路板;

渦街流量計(jì)基于卡曼渦街測量原理，主要用于測量工業(yè)管道內(nèi)氣體、液體、蒸氣等流體的流量，渦街流量計(jì)的特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大，無可動(dòng)機(jī)械零件，因此可靠性高,維護(hù)量小，可以在-20℃～+350℃溫度范圍內(nèi)工作，應(yīng)用廣泛。

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工作原理：

在流體中設(shè)置非流線型旋渦發(fā)生體（阻流體），則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，如圖所示。

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旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列，設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質(zhì)來流的平均速度為V，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式:
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式中：

f－發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率

St－斯特羅哈爾數(shù)（無量綱數(shù)）

V－流體的平均流速

d－旋渦發(fā)生體的寬度

由此可見，通過測量卡門渦街分離頻率便可算出瞬時(shí)流量。?

技術(shù)參數(shù)：

測量范圍：

外形尺寸：

安裝要求：

一、安裝環(huán)境要求：

1．盡可能避開強(qiáng)電設(shè)備、高頻設(shè)備、強(qiáng)開關(guān)電源設(shè)備，儀表的供電電源盡可能與這些設(shè)備分離。

2．避開高溫?zé)嵩春?源的直接影響，若必須安裝，須有隔熱通風(fēng)措施。

3．避開高濕環(huán)境和強(qiáng)腐蝕氣體環(huán)境，若必須安裝，須有通風(fēng)措施。

4．渦街流量儀表應(yīng)盡量避免安裝在振動(dòng)較強(qiáng)的管道上，若必須安裝，須在其上下游2D處加設(shè)管道緊固裝置，并加防振墊，加強(qiáng)抗振效果。

5．儀表建議安裝在室內(nèi)，安裝在室外應(yīng)注意防水，特別注意在電氣接口處應(yīng)將電纜線彎成U形，避免水順著電纜線進(jìn)入放大器殼內(nèi)。

6．儀表安裝點(diǎn)周圍應(yīng)該留有較充裕的空間，以便安裝接線和定期維護(hù)。

二、管道安裝要求：

1．渦街流量儀表對安裝點(diǎn)的上下游直管段有一定要求，否則會(huì)影響介質(zhì)在管道中的流場，影響儀表的測量精度。

2．上、下游配管內(nèi)徑應(yīng)相同，如有差異，則配管內(nèi)徑Dp與渦街儀表表體內(nèi)徑Db，應(yīng)滿足以下關(guān)系：

0.98Db≤Dp≤1.05Db，上、下游配管應(yīng)與流量儀表表體內(nèi)徑同心，它們之間的不同軸度應(yīng)小于0.05Db

3．儀表與法蘭之間的密封墊，在安裝時(shí)不能凸入管內(nèi)，其內(nèi)徑應(yīng)比表體內(nèi)徑大1-2mm

4．測壓孔和測溫孔的安裝設(shè)計(jì)，被測管道需要安裝溫度和壓力變送器時(shí)，測壓孔應(yīng)設(shè)置在下游3-5D處，測溫孔應(yīng)設(shè)置在下游6-8D處。

氯計(jì)量方式探討，探討液態(tài)氯及氣態(tài)氯的計(jì)量方法。分析氯氣的性質(zhì)、流量計(jì)的使用情況, 介紹了液態(tài)和氣態(tài)氯的計(jì)量儀表選型方案。著重介紹孔板流量計(jì)和渦街流量計(jì)測量氯氣流量, 以及用質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量氯, 及計(jì)量氯氣鋼瓶充裝量測量氯氣的方法。

1 氯氣生產(chǎn)及處理工藝流程
中石化江漢油田分公司鹽化工總廠 (以下簡稱“江漢油田”) 從鹽硝廠化鹽工段送來的鹽水通過鹽水精制后進(jìn)入離子膜電解工段進(jìn)行電解, 生產(chǎn)出 、氯氣、 , 電解工段生產(chǎn)的濕氯氣通過管道送入氯氣處理裝置進(jìn)行干燥加壓處理得到干燥的氣態(tài)氯, 一部分作為中間原料送入下游裝置:合成 裝置、 廠、強(qiáng)氯精事業(yè)部。而作為外賣產(chǎn)品的氯氣通過氯氣液化裝置生產(chǎn)出液態(tài)氯, 液態(tài)氯通過管道、氯鋼瓶、氯槽車輸送給用戶。作為主要原料, 氯氣流量檢測對于工藝控制和成本核算意義重大。
2 氯氣計(jì)量方式選擇
氯氣由于性質(zhì)特殊, 流量檢測難度較大。多年來, 江漢油田對此問題作了許多研究和試驗(yàn), 基本形成了一種較有效的氯氣計(jì)量方法。下面針對氯堿裝置各種工藝狀態(tài)下的氯氣的計(jì)量方式分別進(jìn)行探討。
2.1 氣態(tài)氯氣的計(jì)量方式
氯氣是強(qiáng)腐蝕性氣體, 密度為3.21 kg/m3, 操作壓力一般為0.103 MPa[1]。由于氯氣的強(qiáng)腐蝕性, 對測量儀表的材質(zhì)要求較高。氣態(tài)氯的計(jì)量使用了孔板流量計(jì)測量和渦街流量計(jì)測量方式。
2.1.1?孔板流量計(jì)測量氯氣流量
在合成 裝置, 氯氣和 要按一定的流量配比后送入合成爐燃燒制備 體[2], 氯氣在這種情況下主要用于中間控制, 因此氯氣流量計(jì)量精度不需要很高, 可以選用孔板流量計(jì)來測量氯氣流量[3]。由于氯氣對大部分金屬具有強(qiáng)腐蝕性, 取壓孔板選用比較重要:可以使用316L, 哈氏合金C及鉭材質(zhì)來制作;考慮到氯氣含水量較低、孔板制作成本因素, 選用316L材質(zhì)來制作孔板。
2.1.2?渦街流量計(jì)測量氯氣流量
渦街流量計(jì)是一種流體振動(dòng)型流量計(jì), 是應(yīng)用流體振蕩原理來測量流量的。江漢油田 廠、強(qiáng)氯精事業(yè)部所使用的原料之一為氣態(tài)氯。氯氣的計(jì)量采用了美國產(chǎn)渦街流量計(jì)8800D系列。
選擇該流量計(jì)的主要原因是: (1) 由于通氯管道隔離閥內(nèi)漏等故障使得反應(yīng)釜內(nèi)的漿料回流到氯氣管道, 這種工藝狀況不能使用孔板流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)來測量氯氣流量, 而渦街流量計(jì)儀表內(nèi)腔的介質(zhì)漿料, 即使返流也不會(huì)聚集在儀表里, 從而造成無法測量的故障; (2) 氯氣管道口徑為50 mm, 如果使用質(zhì)量流量計(jì)來進(jìn)行計(jì)量, 成本高, 性價(jià)比差。由此可見, 選擇渦街流量計(jì)作為氯氣流量測量的方案為*優(yōu)方案。
在這種工藝條件下, 選用渦街流量計(jì)關(guān)鍵考慮3點(diǎn): (1) 材質(zhì); (2) 流量計(jì)前后直管段的要求; (3) 溫度壓力補(bǔ)償儀表的安裝部位。做到以上3點(diǎn)就可以測量出比較精確穩(wěn)定的流量值。通過江漢油田10多年的使用來看, 該流量計(jì)效果比較好。
2.2 氯計(jì)量方法探討

氯氣處理干燥后的氯氣送入氯氣液化裝置進(jìn)行壓縮處理得到液態(tài)氯[4]。氯是黃綠色透明液體。氯通過氯輸送泵從氯儲(chǔ)罐充裝到氯槽車, 通過管道送入氯用戶, 或充裝到氯鋼瓶。這3種方式都要計(jì)量氯, 計(jì)量方式各不一樣:氯槽車充裝計(jì)量采用質(zhì)量流量計(jì), 管道輸送計(jì)量采用質(zhì)量流量計(jì), 氯鋼瓶充裝采用電子秤計(jì)量。
2.2.1 氯充裝過程中流量計(jì)量的重要意義
我國對氯容器及其充裝有嚴(yán)格的規(guī)定, 并有公安、消防、安監(jiān)等部門在運(yùn)輸環(huán)節(jié)上進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督檢查, 對過量充裝的處罰力度非常大。在氯充裝時(shí)就要進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控, 防止過量充裝。由此可見, 氯充裝過程中的計(jì)量十分重要。
2.2.2 質(zhì)量流量計(jì)在氯充裝計(jì)量中的應(yīng)用
江漢油田鹽化工總廠氯槽車充裝量較大, 充裝高峰時(shí)有10臺左右的氯槽車需要充裝。通過對其他廠家氯堿裝置的氯計(jì)量儀表進(jìn)行調(diào)研、技術(shù)交流, 使用了質(zhì)量流量計(jì)。目前多數(shù)氯堿企業(yè)的氯計(jì)量選用德國或美國產(chǎn)的質(zhì)量流量計(jì)。德國公司產(chǎn)的質(zhì)量流量計(jì)型號為83F50, DN50, 哈氏C材質(zhì), 精度為0.1%。美國公司產(chǎn)的質(zhì)量流量計(jì)型號為CFM00H, DN50, 哈氏C材質(zhì), 精度為0.35%[5]。江漢油田鹽化工總廠氯槽車充裝臺共安裝4臺質(zhì)量流量計(jì), 滿足了充裝需求, 提高了充裝效率和安全性, 計(jì)量效果理想。基于質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確性和高精度, 對新增的化工園區(qū)用戶的氯輸送, 不再用氯鋼瓶供氯, 而是通過管道輸送, 管道供氯選用美國產(chǎn)F100H型質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量, 達(dá)到高精度計(jì)量的要求。目前江漢油田在氯裝置實(shí)現(xiàn)了氯充裝自動(dòng)控制。
2.2.3 氯鋼瓶充裝量的計(jì)量
通常情況下氯鋼瓶的計(jì)量采用電子地上衡, 一般使用專用的氯鋼瓶秤。而鋼瓶的復(fù)秤采用電子吊鉤秤。氯鋼瓶充裝量有500 kg和1 000 kg兩種規(guī)格。江漢油田選用了梅特勒托利多推出的框架秤, 專用于鋼瓶灌裝的稱重。這種秤的優(yōu)點(diǎn)有: (1) 帶有鋼瓶滾輪支架可放置多種規(guī)格的鋼瓶, 并且方便鋼瓶轉(zhuǎn)動(dòng)連接充裝管; (2) 采用4只專用橋式傳感器, 能耐沖擊, 傳感器壽命長; (3) 秤臺表面涂覆防腐涂料耐腐蝕; (4) 稱重顯示儀能將信號傳入稱重顯示大屏和DCS, 方便充裝工人監(jiān)控充裝質(zhì)量, 信號接入DCS后能建成自動(dòng)充裝系統(tǒng), 達(dá)到安全、 的充裝效果。
3 結(jié)語
由于氯氣計(jì)量儀表的重要性, 在各種工藝狀態(tài)下選擇計(jì)量儀表既要達(dá)到性價(jià)比高、安全準(zhǔn)確, 又要在工藝控制中測量穩(wěn)定、可靠。江漢油田的儀表和計(jì)量人員一直在探索和實(shí)踐中, 并經(jīng)過多年的經(jīng)驗(yàn)積累和應(yīng)用效果檢驗(yàn), 得到氯堿裝置氯氣計(jì)量的目前較為經(jīng)濟(jì)合理的計(jì)量方案, 為企業(yè)的生產(chǎn)工藝控制和氯氣貿(mào)易結(jié)算提供了可靠的保證, 對江漢油田擴(kuò)建和新建氯堿裝置的氯氣計(jì)量有借鑒意義, 對其他裝置也有一定的參考價(jià)值。