氯气流量测量仪表的选择与应用

    氯气是盐化工及相关生产装置不可缺少的产品和原料,氯气流量的测量更是对安全生产及产品质量具有十分重要的意义。某公司生产氯气及用氯装置较多,氯气流量测量也较普遍。以前均采用孔板加差压变送器的测量模式,但由于氯气含有粘性杂质,取压阀和取压管容易被堵死,不能正常测量,虽然经常对取压阀和取压管进行疏通,但使用周期很短,这为氯气的正常测量带来很大困难。后来该公司新上3套氯气流量测量装置,仪表选用了金属管浮子流量计。投用伊始,流量计的浮子就时常出现剧烈振动,导致生产装置压力波动,防爆膜炸裂,装置停车。为解决这一问题,笔者对生产工艺及氯气测量仪表进行了分析,最终找到了仪表不能正常工作的原因及解决办法,将改进后的系统投入使用,取得了十分满意的效果。

    1　振荡现象及原因分析

    金属管浮子流量计是一种变面积式流量计。它是以浮子在垂直管中随着流量变化而升降,改变浮子与孔板之间环隙面积来进行测量的体积式流量仪表。这种流量计具有结构简单,可靠性高,耐高温,使用寿命长,适用于强腐蚀性介质等优点。缺点是由于其浮子为可动部件,当流体流速超过一定值时,浮子稳定性变差,容易产生振荡。有资料显示,被测介质流速应在0.5~1.5 m/s之间^[1]。这3台金属管浮子流量计规格为DN80,取内径R=40 mm,正常流量为100 m3/h,流量qV与流速v之间的关系为

    显然,氯气流量比规定的流速大许多,在这种情况下浮子极有可能产生振荡。为进一步证明流速过大是产生振荡的原因,笔者将氯气流速降到流量计正常工作范围内,此时,流量计振荡消失,从而认定流速过大是导致金属管浮子流量计浮振荡的原因。

    2　新流量计的选择

    既然金属管浮子流量计不适用于这里的氯气测量,就要根据工艺情况重新选择一种合适的流量计,这种流量计应该具有无可动部件、允许少量粘附、价格便宜及安装维护方便等特点。经对几种流量计进行比较,认为涡街流量计最为合适。因为这种流量计无可动部件,允许介质流速范围大,价格便宜及安装维护方便。

    2.1　涡街流量计的工作原理

    涡街流量计是一种速度式体积流量计,是根据卡曼涡街原理制成的流量计。在流体中设置漩涡发生体,当流体流过漩涡发生体时,在其后方两侧交替产生排列整齐、转向向内的漩涡列。设漩涡的发生频率为f,被测流体的平均流速为絭,漩涡发生体迎流面宽度为d,流通管直径为D,如图1所示,根据卡曼涡街原理,f与流速间有下列关系。