摘 要： 介紹氯堿裝置中常用轉(zhuǎn)子、電磁、渦街、靶式流量計的原理及其選型使用注意事項。
關(guān)鍵字： 氯堿 電磁 渦街 流量計
氯堿行業(yè)生產(chǎn)的特點是環(huán)境惡劣，腐蝕性強，易燃易爆。生產(chǎn)中流體介質(zhì)的總類繁多，液體介質(zhì)主要有、純水、自來水、鹽酸、燒堿、鹽水、次氯酸鈉等；氣體介質(zhì)主要有蒸汽、氫氣、氯氣、氮氣、氯化氫氣體等等，因此氯堿行業(yè)的流量測量具有較大難度。流量的正確計量是生產(chǎn)和能源考核的必備手段，在提高生產(chǎn)效率，保障生產(chǎn)安全和杜絕能源浪費等方面發(fā)揮著無可替代的作用。但流量是一個動態(tài)量，它是一個只有當(dāng)流體發(fā)生運動時才實際存在的物理量，因此它不僅是基本量的靜態(tài)組合，又由于其動態(tài)性質(zhì)，流量量值受到許多復(fù)雜因素的影響，例如流體內(nèi)微觀分子之間的相互作用，宏觀的湍流、旋渦運動等，在具體的管道中還受到邊界條件（管壁）的制約。
面對各種流量儀表，如何根據(jù)流量、流態(tài)、安裝要求與環(huán)境條件、經(jīng)濟(jì)性等因素合理選型，是應(yīng)用好流量儀表的前提和基礎(chǔ)。文章作者根據(jù)在氯堿生產(chǎn)裝置中的實際使用經(jīng)驗，簡單介紹了氯堿裝置幾種常用流量計的原理及選型與使用經(jīng)驗。
1 轉(zhuǎn)子流量計
轉(zhuǎn)子流量計為低中等精確度儀表，屬變面積定壓差式流量計的一種。轉(zhuǎn)子流量計是以轉(zhuǎn)子在垂直錐形管中隨著流量變化而升降，改變轉(zhuǎn)子與錐管之間的流通面積來進(jìn)行測量的體積流量儀表。一般分為玻璃和金屬轉(zhuǎn)子流量計，作為直觀流動指示或測量精確度要求不高的現(xiàn)場指示儀表，轉(zhuǎn)子流量計被廣泛地用在化工行業(yè)，主要適合于對中、小口徑中流體和雷諾數(shù)較低的流體的流量測量。轉(zhuǎn)子流量計壓力損失較低，有較寬的流量范圍度，一般為10∶1，最低為5∶1，最高為25∶1。
選型與使用時應(yīng)注意：轉(zhuǎn)子流量計主要測量對象是單相液體或氣體，液體中含有微粒固體或氣體中含有液滴通常不適用。玻璃管轉(zhuǎn)子流量計應(yīng)選帶有透明防護(hù)罩，一旦玻璃錐管破裂，可擋住流體正向散濺，以作緊急處理。用于氣體時應(yīng)選用導(dǎo)桿或帶棱筋導(dǎo)向的儀表，以避免操作不慎浮子擊碎錐管。在選用轉(zhuǎn)子流量計測量氣體介質(zhì)流量時要特別注意工作壓力，以免引起浮子振動。轉(zhuǎn)子流量計一般垂直安裝在無振動的管道上，流體自下而上流過儀表，其中心線與鉛垂線間夾角一般不超過5o，現(xiàn)在也有平進(jìn)平出的轉(zhuǎn)子流量計。儀表安裝時無嚴(yán)格上游直管段長度要求，如被測介質(zhì)含粒狀雜質(zhì)，應(yīng)在儀表上游裝過濾器。為保證在長期使用過程中的測量精度，要注意保持浮子和錐管的清潔，特別是小口徑儀表，必要時可設(shè)置沖洗配管，定時沖洗。
主要應(yīng)用在離子膜法燒堿制備中的純水管線，分析儀表的進(jìn)口管線如pH計、氧化還原電位差計ORP及成品堿密度計。
2 電磁流量計
電磁流量計是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理研制出的一種測量導(dǎo)電液體體積流量的儀表，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)電體在磁場中作切割磁力線運動時，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，該電動勢的大小與導(dǎo)體在磁場中做垂直于磁場運動的速度成正比，由此再根據(jù)管徑，介質(zhì)的不同，轉(zhuǎn)換成體積流量。
電磁流量計無節(jié)流部件，因此壓力損失小，該儀表測量流體流量時，不受流體溫度、壓力、密度、粘度及流體組份的影響，適合于對有懸浮物固體粒子的污水、煤漿的測量，特別適合于對腐蝕性介質(zhì)的測量。
選型與使用時應(yīng)注意：電磁流量計所測液體應(yīng)具有測量所需的電導(dǎo)率，并要求電導(dǎo)率分布大體上均勻，不能用于測量電導(dǎo)率很低的液體。電磁流量計的測量精度是建立在液體充滿管道的情形下，目前在管道中有空氣的情況下測量問題尚未得到很好解決，因此電磁流量計不能測量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體。同時應(yīng)注意不同溫度及腐蝕性介質(zhì)應(yīng)選用不同襯里材質(zhì)和電極材質(zhì)。電磁流量計雖可以在任意管道上安裝，但電磁流量計測量電極的軸線必須保持水平方向，且與管道中心線互相垂直。為避免在管內(nèi)無液體時出現(xiàn)指針不在零位的錯覺，電磁流量計的檢測器應(yīng)安裝于任何時候均充滿液體的地方，同時，該流量計的信號較為微弱，因而在使用時應(yīng)注意外來干擾對其測量精度和影響，轉(zhuǎn)換器應(yīng)安裝于遠(yuǎn)離一切磁源的地方，不允許有振動。在有磁場干擾的環(huán)境下使用電磁流量計設(shè)計時需選用抑制除噪功能。
主要應(yīng)用在鹽酸、鹽水、燒堿管線，特別是用來代替測量進(jìn)電解槽陰、陽極液的平進(jìn)平出面積式流量計，該面積式流量計屬全鈦材和SUS316L特種材質(zhì)流量計，造價極其昂貴，用電磁流量計代替能節(jié)約可觀的固定投資。
3 靶式流量計
靶式流量計是一種阻力式儀表，它是應(yīng)用流體動壓原理測量流量的。在流體經(jīng)過的管道中，垂直于流動方向安裝一圓盤形的鋼片，稱“靶”。當(dāng)流體流過時，流動質(zhì)點沖擊于靶上，使靶受到作用力且該力與流速的平方成正比例關(guān)系。因此，只要通過力矩轉(zhuǎn)換的方式測出靶上的受力，就可以求出流量。
選型與使用時首先要了解被測對象的參數(shù)，包括介質(zhì)組分，流量范圍（最大流量、最小流量、正常流量），工作壓力，溫度，黏度，管道內(nèi)徑，允許壓力損失量；然后通過輔助計算把被測流體流量換算為標(biāo)況下標(biāo)準(zhǔn)介質(zhì)流量，再計算最大流量靶板受力Fmax及最小流量靶板受力Fmin，F(xiàn)max超過最大允許值會損壞儀表，F(xiàn)min小于最小允許值會造成分辨率不足；最后根據(jù)輔助計算得到的流量范圍，管道雷諾數(shù)、初選口徑及J3值，從產(chǎn)品說明書中技術(shù)參數(shù)表查得流量系數(shù)0值，要求最小雷諾數(shù)大于臨界雷諾數(shù)。安裝投運前要按使用說明書進(jìn)行調(diào)校和置零操作。
主要應(yīng)用在氯氣流量系統(tǒng)，氯氣屬有毒有害氣體，從電解槽出來的濕氯氣腐蝕性強，難于測量，一直是氯堿行業(yè)的老大難問題，而氯氣輸送用的透平壓縮機(jī)又必須測量控制進(jìn)口氯氣流量。用新型智能電容靶式流量計代替差壓式孔板流量計取得明顯的使用效果。
4 渦街流量計
渦街流量計是利用流體力學(xué)中的卡門渦街現(xiàn)象制造的一種新型流量計。所謂卡門渦街現(xiàn)象就是旋渦發(fā)生體垂直插入到流體中時，流體繞過發(fā)生體時會形成渦列，在滿足一定的條件下，非對稱渦列就能保持穩(wěn)定，此時，旋渦的頻率與流體的流速及旋渦發(fā)生體的寬度存在一定的比例關(guān)系。
其特點是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動機(jī)械零件，因此可靠性高，維護(hù)量小，儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。渦街流量計的安裝簡單，有法蘭式和夾持式，注意前后直管段的要求，加強固定以避免振動對測量精度的影響。
主要應(yīng)用在蒸汽測量系統(tǒng)，代替差壓式孔板流量計測量蒸氣流量計量進(jìn)行能源管理，提高能耗，減少了壓式孔板流量計的大量維護(hù)維修工作。
5 結(jié)束語
流量儀表大都需要適合的測量介質(zhì)和工況條件為依托方可發(fā)揮正確作用，只有優(yōu)勢而沒有缺點的流量儀表現(xiàn)今是不存在的，合理的選擇儀表對于現(xiàn)場工程師和管理者是至關(guān)重要的。流量計選型是一項技術(shù)性、實用性、責(zé)任性很強的工作，要做好這項工作，必須充分了解各種流量計的測量原理，了解、掌握各流量計生產(chǎn)廠家發(fā)展動態(tài)，弄清測量對象的工藝狀況，只有這樣我們設(shè)計的流量測量系統(tǒng)才能經(jīng)濟(jì)、實用、可靠，才能更好地為生產(chǎn)服務(wù)。綜上所述，在化工裝置中要正確和有效地選擇、使用流量測量方法和儀表，必須熟悉流量儀表和生產(chǎn)過程流體特性這兩方面的技術(shù)，同時還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)因素，歸納起來五個方面因素，即性能要求、流體特性、安裝要求、環(huán)境條件和費用
