[摘(zhai)要]針(zhen)對氯(lü)化反(fan)應産(chan)物的(de)強腐(fu)蝕、易(yi)堵塞(sai)管道(dao)、低電(dian)導率(lü)🧡和低(di)流速(su)等特(te)性，分(fen)析了(le)曾采(cai)用過(guo)的幾(ji)種流(liu)量測(ce)控儀(yi)表 的(de)缺陷(xian):介紹(shao)了超(chao)聲流(liu)量計(ji)的工(gong)作原(yuan)理及(ji)其在(zai)氯化(hua)反🈲應(ying)産☀️物(wu)流量(liang)測控(kong)中的(de)優勢(shi)。
　　氯與(yu)烯烴(ting)類物(wu)質反(fan)應的(de)産物(wu)(以下(xia)稱氯(lü)反應(ying)物)是(shi)一-類(lei)重要(yao)🔞化學(xue)品中(zhong)間體(ti),也是(shi)生産(chan)氯氟(fu)烴替(ti)代品(pin)的主(zhu)要原(yuan)料。随(sui)📱着社(she)會經(jing)濟的(de)發展(zhan)和人(ren)民生(sheng)活水(shui)平的(de)不🌂斷(duan)提高(gao),氯反(fan)應物(wu)在醫(yi)藥、化(hua)工、染(ran)料等(deng)領域(yu)将會(hui)占有(you)越來(lai)越重(zhong)要的(de)地位(wei)。在生(sheng)産過(guo)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼程中(zhong)氯反(fan)應物(wu)流量(liang)參數(shu)是生(sheng)産工(gong)🈚序中(zhong)一項(xiang)重要(yao)的測(ce)控數(shu)⛷️據，然(ran)而由(you)于氯(lü)💃反應(ying)物的(de)強腐(fu)蝕性(xing)、低電(dian)導率(lü)、易堵(du)塞管(guan)道及(ji)工藝(yi)上的(de)低流(liu)量等(deng)特點(dian),使得(de)氯反(fan)應物(wu)流量(liang)測控(kong)多年(nian)來-直(zhi)🈲存在(zai)諸多(duo)問題(ti)。儀表(biao)技術(shu)人員(yuan)💁曾嘗(chang)試過(guo)🏃‍♂️使用(yong)多種(zhong)流量(liang)測量(liang)儀表(biao),也爲(wei)此付(fu)出了(le)大量(liang)的人(ren)力和(he)财力(li),但都(dou)💞因出(chu)現的(de)種種(zhong)問題(ti)不能(neng)滿足(zu)生産(chan)上的(de)需要(yao)而以(yi)失敗(bai)告終(zhong),因此(ci)氯反(fan)應物(wu)流量(liang)測控(kong)問題(ti)一直(zhi)都沒(mei)🐅有得(de)到根(gen)本性(xing)解決(jue)。
1氯反(fan)應物(wu)流量(liang)測控(kong)失敗(bai)的原(yuan)因
1.1電(dian)磁流(liu)量計(ji)
　　由于(yu) 電磁(ci)流量(liang)計 對(dui)被測(ce)液體(ti)有技(ji)術要(yao)求，即(ji)被測(ce)液體(ti)的電(dian)導率(lü)不能(neng)低于(yu)⭐電磁(ci)流量(liang)計規(gui)定的(de)阈值(zhi)，否則(ze)不能(neng)正常(chang)進行(hang)測量(liang)。通用(yong)型電(dian)磁流(liu)量計(ji)對被(bei)測液(ye)體電(dian)導率(lü)規定(ding)的阈(yu)值根(gen)據不(bu)同的(de)㊙️型号(hao)而異(yi)，一般(ban)👉在5×10-6~10-4S/cm之(zhi)間;使(shi)用時(shi)還取(qu)決于(yu)傳感(gan)器間(jian)流量(liang)信号(hao)線長(zhang)度🔞及(ji)其分(fen)布。而(er)非接(jie)觸電(dian)容耦(ou)合大(da)面積(ji)電極(ji)的電(dian)磁流(liu)量計(ji)則💋可(ke)測電(dian)導率(lü)低至(zhi)(1~5)×10-8S/cm。考慮(lü)到氯(lü)反應(ying)物屬(shu)于低(di)電導(dao)率液(ye)體，浙(zhe)江巨(ju)化股(gu)份有(you)限公(gong)司電(dian)化廠(chang)(以下(xia)簡稱(cheng)“巨💛化(hua).電化(hua)廠”)選(xuan)用的(de)是 電(dian)容式(shi)電磁(ci)流量(liang)計 ，但(dan)是在(zai)實際(ji)使用(yong)中還(hai)是不(bu)能正(zheng)常工(gong)作,示(shi)值經(jing)常大(da)幅跳(tiao)動或(huo)流量(liang)時有(you)時無(wu)。經檢(jian)查,流(liu)量計(ji)的安(an)裝符(fu)合要(yao)求，液(ye)體等(deng)電位(wei)接地(di)良好(hao)，電纜(lan)絕緣(yuan)等都(dou)不⛹🏻‍♀️存(cun)在問(wen)題。由(you)于🤟查(cha)不到(dao)氯反(fan)應物(wu)的電(dian)導率(lü)數據(ju),分析(xi)主要(yao)還🔆是(shi)氯反(fan)應物(wu)電導(dao)率🧑🏽‍🤝‍🧑🏻低(di)于或(huo)接近(jin)于規(gui)定的(de)阈值(zhi)導緻(zhi)上述(shu)問題(ti)。盡管(guan)電磁(ci)流量(liang)計傳(chuan)感器(qi)内⭐無(wu)可動(dong)部件(jian)，也是(shi)測量(liang)導電(dian)流體(ti)較好(hao)的流(liu)量儀(yi)表，但(dan)是用(yong)于測(ce)量氯(lü)反應(ying)物這(zhe)種電(dian)導率(lü)很低(di)或處(chu)于臨(lin)界狀(zhuang)态的(de)流體(ti)流🚶‍♀️量(liang)還是(shi)不太(tai)适合(he)。
1.2遠傳(chuan)浮子(zi)流量(liang)計
　　浮(fu)子流(liu)量計(ji) 又稱(cheng) 轉子(zi)流量(liang)計 ，盡(jin)管其(qi)測量(liang)精度(du)較低(di),但是(shi)它适(shi)用于(yu)低雷(lei)諾數(shu)和小(xiao)流量(liang)測量(liang),某種(zhong)形狀(zhuang)的浮(fu)子甚(shen)至對(dui)流體(ti)的最(zui)小雷(lei)諾數(shu)要求(qiu)達到(dao)40,這兩(liang)個技(ji)術特(te)性比(bi)較适(shi)合氯(lü)反應(ying)物流(liu)🔞體的(de)特點(dian)。考慮(lü)到介(jie)質的(de)強腐(fu)蝕性(xing)，巨化(hua)電化(hua)廠曾(ceng)選用(yong)襯聚(ju)四氟(fu)乙烯(xi)的遠(yuan)傳浮(fu)子流(liu)量計(ji)測🈲量(liang)氯反(fan)應物(wu)流量(liang),但是(shi)由于(yu)氯反(fan)應物(wu)是含(han)有多(duo)種成(cheng)分的(de)易堵(du)塞流(liu)體，而(er)浮子(zi)流量(liang)計要(yao)求被(bei)測🛀🏻流(liu)體應(ying)爲清(qing)潔的(de)流體(ti)🆚,所以(yi)在使(shi)用過(guo)程♍中(zhong)還是(shi)發生(sheng)了浮(fu)子在(zai)錐形(xing)管腔(qiang)體📱被(bei)卡堵(du)等問(wen)題。盡(jin)管💋将(jiang)流量(liang)計拆(chai)下清(qing)理重(zhong)新組(zu)裝後(hou)㊙️仍可(ke)使用(yong),但是(shi)使用(yong)不久(jiu)又會(hui)被堵(du)塞。而(er)且在(zai)線拆(chai)卸清(qing)理還(hai)需要(yao)在👄工(gong)藝管(guan)道🙇🏻設(she)置旁(pang)路管(guan)線及(ji)閥門(men)等,這(zhe)⭕些不(bu)僅受(shou)到現(xian)場空(kong)間及(ji)成本(ben).上的(de)限制(zhi),還存(cun)在着(zhe)對生(sheng)産的(de)影響(xiang)和操(cao)作.上(shang)的不(bu)方便(bian)等問(wen)題。由(you)于浮(fu)子流(liu)量計(ji)傳感(gan)器内(nei)有可(ke)動部(bu)件，在(zai)測量(liang)含🌈有(you)易堵(du)塞流(liu)體🐆時(shi)容易(yi)發生(sheng)堵塞(sai)，因此(ci)采用(yong)浮子(zi)流量(liang)計還(hai)是不(bu)能滿(man)足連(lian)續穩(wen)定👉生(sheng)産測(ce):量的(de)需要(yao)。
1.3質量(liang)流量(liang)計
　　依(yi)據科(ke)裏奧(ao)利原(yuan)理的(de)質量(liang)流量(liang)計是(shi)一-種(zhong)具有(you)精💋度(du)高、量(liang)程比(bi)寬、無(wu)直管(guan)段要(yao)求、無(wu)需補(bu)償的(de)直接(jie)式質(zhi)量✌️流(liu)量計(ji)，盡🌈管(guan)其價(jia)格昂(ang)貴,但(dan)是爲(wei)了能(neng)找到(dao)-一種(zhong)适合(he)🧡測量(liang)氯🌏反(fan)應物(wu)流量(liang)的🌈儀(yi)表，巨(ju)化電(dian)化廠(chang)也曾(ceng)選用(yong)了質(zhi)量流(liu)量計(ji)來進(jin)行測(ce)量試(shi)驗。爲(wei)了防(fang)止介(jie)質對(dui)流量(liang)計的(de)腐蝕(shi),供應(ying)商提(ti)供了(le)内襯(chen)PFA的質(zhi)量流(liu)量計(ji),但在(zai)使🏃‍♀️用(yong)過程(cheng)中還(hai)是出(chu)現了(le)問題(ti)。内襯(chen)PFA雖在(zai)防止(zhi)介質(zhi)腐蝕(shi)方面(mian)起😄到(dao)了一(yi)-定作(zuo)用,但(dan)是由(you)于♻️傳(chuan)感器(qi)口徑(jing)較小(xiao)，且⛱️液(ye)體流(liu)量測(ce)控需(xu)要🏃‍♀️傳(chuan)感器(qi)朝下(xia)安裝(zhuang),因生(sheng)産中(zhong)氯反(fan)🙇‍♀️應物(wu)流體(ti)有時(shi)處于(yu)間斷(duan)流動(dong)狀态(tai)，這就(jiu)導緻(zhi)了在(zai)實際(ji)使用(yong)過程(cheng)中出(chu)現了(le)傳🌐感(gan)器流(liu)通管(guan)内沉(chen)積結(jie)垢而(er)局部(bu)堵塞(sai)和示(shi)值誤(wu)差問(wen)題,在(zai)選用(yong)測量(liang)氯反(fan)應物(wu)流量(liang)時最(zui)終還(hai)是被(bei)淘汰(tai)了。
1.4差(cha)壓式(shi)流量(liang)計口(kou)
　　差壓(ya)類流(liu)量計(ji)是流(liu)量計(ji)範疇(chou)内品(pin)種最(zui)多的(de)流量(liang)☎️儀表(biao),巨化(hua)電化(hua)廠曾(ceng)使用(yong)過 V 錐(zhui)流量(liang)計 、 阿(a)牛巴(ba)流量(liang)計 等(deng)。由于(yu)差壓(ya)類儀(yi)表屬(shu)于受(shou)限于(yu)雷諾(nuo)數的(de)儀表(biao),必⛱️須(xu)要先(xian)看是(shi)否滿(man)足儀(yi)表的(de)技術(shu)特性(xing)要求(qiu)。以DN50管(guan)徑的(de)氯反(fan)應物(wu)最大(da)流量(liang)8m3/h、最小(xiao)流量(liang)0.5~1m3/h來分(fen)析是(shi)否滿(man)足儀(yi)表的(de)❤️要求(qiu)。根據(ju)上述(shu)最小(xiao)流量(liang)0.5~1m3/h時，計(ji)算得(de)到對(dui)應的(de)雷諾(nuo)數爲(wei)4000~6800(黏度(du)μ=1.5mPa·s),盡🏃‍♂️管(guan)V錐流(liu)量計(ji)是下(xia)限要(yao)求較(jiao)低的(de)儀表(biao),其下(xia)限雷(lei)諾數(shu)也要(yao)達到(dao)≥8000才能(neng)正常(chang)工作(zuo),而⭕阿(a)牛巴(ba)要求(qiu)的✌️下(xia)限遠(yuan)高于(yu)V錐流(liu)量計(ji)。所以(yi)當流(liu)量較(jiao)小時(shi)，DN50管道(dao)由于(yu)受限(xian)于雷(lei)諾數(shu),差壓(ya)類流(liu)量計(ji)不能(neng)正常(chang)工作(zuo)。
　　再看(kan)差壓(ya)變送(song)器實(shi)際測(ce)量時(shi)的不(bu)确定(ding)度。以(yi)V錐流(liu)量計(ji)爲例(li)，當孔(kong)闆内(nei)外徑(jing)之比(bi)β取0.6、測(ce)量管(guan)内徑(jing)爲50mm時(shi)，對應(ying)最大(da)流量(liang)8m'/h差壓(ya)🔞量程(cheng)上限(xian)爲9kPa,采(cai)用精(jing)度等(deng)級爲(wei)0.075的 差(cha)壓變(bian)送器(qi) ,依據(ju)下式(shi)計算(suan)可得(de)到在(zai)小流(liu)量0.5~1m3/h時(shi)差壓(ya)變送(song)器的(de)實際(ji)⁉️測量(liang)🌂不确(que)定度(du)的大(da)小。

　　式(shi)(1)中:E-差(cha)壓實(shi)際測(ce)量的(de)不确(que)定度(du);ξsρ---差壓(ya)變送(song)器的(de)準确(que)度等(deng)級;△p:一(yi)差壓(ya)變送(song)器上(shang)限值(zhi)(20mA輸出(chu)對應(ying)差壓(ya)值),Pa(或(huo)kPa);△p:一差(cha)壓實(shi)際值(zhi)，Pa(或💜kPa)。
　　在(zai)小流(liu)量1m3/h時(shi)，節流(liu)件産(chan)生的(de)差壓(ya)值爲(wei)0.14kPa,帶入(ru)式(1)得(de)到差(cha)壓變(bian)送器(qi)實際(ji)不确(que)定度(du)爲3.2%;在(zai)流量(liang)0.5m3/h時，差(cha)壓爲(wei)0.035kPa,差壓(ya)變送(song)器實(shi)際🐅不(bu)确定(ding)度爲(wei)12.9%。盡管(guan)采用(yong)精度(du)等級(ji)爲0.075的(de)差壓(ya)變送(song)器,但(dan)在小(xiao)流量(liang)時⛱️整(zheng)個測(ce)量系(xi)統實(shi)際👉精(jing)度太(tai)差,這(zhe)是差(cha)壓類(lei)流量(liang)計不(bu)能正(zheng)常工(gong)作的(de)原🙇🏻因(yin)。
2選擇(ze)測量(liang)控制(zhi)方案(an)0
2.1超聲(sheng)流量(liang)計
　　根(gen)據氯(lü)反應(ying)物流(liu)量測(ce)控中(zhong)出現(xian)的上(shang)述問(wen)題，在(zai)與生(sheng)産 超(chao)聲流(liu)量計(ji) 的廠(chang)家進(jin)行了(le)廣泛(fan)的技(ji)術交(jiao)流後(hou)，初步(bu)了解(jie)到針(zhen)對氯(lü)反應(ying)物🆚流(liu)量測(ce)控難(nan)點,可(ke)以采(cai)用不(bu)受流(liu)體物(wu)性和(he)性狀(zhuang)影響(xiang)、傳感(gan)器内(nei)🌏無可(ke)動部(bu)件的(de)超聲(sheng)流量(liang)計進(jin)行測(ce)量。
　　超(chao)聲波(bo)在流(liu)動的(de)流體(ti)中傳(chuan)播時(shi),順流(liu)方向(xiang)聲波(bo)速度(du)會增(zeng)💰大，逆(ni)流方(fang)向則(ze)減小(xiao),同一(yi)傳播(bo)距離(li)就有(you)不同(tong)的傳(chuan)播時(shi)間。順(shun)流🔞傳(chuan)播的(de)時間(jian)與逆(ni)流傳(chuan)播的(de)時間(jian)之差(cha)與被(bei)測流(liu)體的(de)流速(su)有關(guan)，據此(ci)求出(chu)流體(ti)的😘流(liu)速超(chao)聲流(liu)量計(ji)工作(zuo)原理(li)示意(yi)圖如(ru)圖1所(suo)示。

　　設(she)流體(ti)在管(guan)道中(zhong)流動(dong)的速(su)度爲(wei)?,聲波(bo)在流(liu)體中(zhong)傳💚播(bo)的速(su)度爲(wei)c,聲道(dao)傳播(bo)角度(du)爲?,則(ze)聲波(bo)在兩(liang)個傳(chuan)感器(qi)A、B間順(shun)流傳(chuan)播時(shi)間與(yu)逆流(liu)傳播(bo)時間(jian)分别(bie)如”下(xia)。

　　式中(zhong):tAB;一超(chao)聲波(bo)順流(liu)傳播(bo)的時(shi)間;tBA一(yi)超聲(sheng)波逆(ni)流傳(chuan)播的(de)時⭐間(jian);L一⚽上(shang)下遊(you)傳感(gan)器A、B間(jian)的聲(sheng)長度(du)。
　　從式(shi)(4)可以(yi)求得(de)流體(ti)的流(liu)速，進(jin)而得(de)到流(liu)體在(zai)管道(dao)中的(de)流量(liang)。在求(qiu)得的(de)流體(ti)速度(du)計算(suan)式中(zhong),聲波(bo)速度(du)c在方(fang)程中(zhong)消失(shi)了，流(liu)😄體流(liu)速僅(jin)由固(gu)定距(ju)離L的(de)傳播(bo)時間(jian)得出(chu),從而(er)消除(chu)了流(liu)體溫(wen)度、壓(ya)力⭐和(he)流體(ti)組成(cheng)等因(yin)素對(dui)流量(liang)計測(ce)量的(de)影響(xiang)。
2.2使用(yong)效果(guo)
　　對于(yu)氯反(fan)應物(wu)流量(liang)的測(ce)量,鑒(jian)于以(yi)前也(ye)曾多(duo)次得(de)到💔過(guo)✔️其他(ta)🌍流🙇‍♀️量(liang)計廠(chang)家産(chan)品可(ke)靠的(de)承諾(nuo),所以(yi)決定(ding)先采(cai)🙇‍♀️，用手(shou)持式(shi)超聲(sheng)流量(liang)✊計現(xian)場進(jin)行測(ce)控試(shi)驗,若(ruo)測控(kong)效果(guo)和數(shu)據可(ke)靠,再(zai)陸續(xu)改造(zao)。經過(guo)約半(ban)年時(shi)間的(de)現場(chang)實際(ji)測量(liang)考驗(yan),流量(liang)測控(kong)參數(shu)穩定(ding)可靠(kao)👄,完全(quan)符合(he)生産(chan)工藝(yi)的需(xu)🔴要。根(gen)據這(zhe)種情(qing)況，生(sheng)産中(zhong)📧陸續(xu)采用(yong)了多(duo)台固(gu)定式(shi)超聲(sheng)☎️流量(liang)計，至(zhi)今測(ce)量穩(wen)🙇🏻定,并(bing)且能(neng)夠實(shi)現氯(lü)反應(ying)器的(de)參數(shu)自動(dong)比值(zhi)調節(jie)。經驗(yan)證，超(chao)聲流(liu)量計(ji)🈲還用(yong)于其(qi)他裝(zhuang)置氯(lü)化反(fan)應物(wu)㊙️液體(ti)的流(liu)量測(ce)量，均(jun)取得(de)較好(hao)的測(ce)量效(xiao)果。
3結(jie)語
　　 超(chao)聲流(liu)量計(ji)在特(te)殊化(hua)工生(sheng)産過(guo)程中(zhong)提供(gong)了可(ke)靠🔆的(de)計量(liang)👈和調(diao)節參(can)數,爲(wei)确保(bao)生産(chan)的長(zhang)期穩(wen)定作(zuo)出了(le)貢獻(xian),并減(jian)少了(le)企👅業(ye)衆多(duo)的人(ren)力資(zi)源浪(lang)費與(yu)财力(li)損失(shi)。

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