用浮子流量計測量氣液混合介質

近年來，我國化工行業中采用離子膜法制堿工藝發展很快，前幾年該裝置大多為全套進口，包括在線的各種儀表。現在從設備到儀表逐漸國產化，這樣既能保證質量，同時可以節約大量外匯。

離子膜法制堿工藝，陰極、陽極兩條管道中被測量的介質均為既不均勻、比例又不固定的氣、液雙相介質。使用常規型浮子流量計，工作不正常，指針總在擺動，無法讀數；輸出電流信號也不穩定，難以實現預期的工藝流程調節與控制目標等，以至影響正常生產。

浮子流量計的工作原理之一是浮力定律，也就是與被測介質的密度有關，密度不穩定時浮子就會跳動。目前各種常規流量計都不適用于氣、液雙相介質，而工藝過程的鹽液及堿液流量必須加以測量和控制，即必須安裝流量計。因此，選用一種可用的流量計或對現有的某種流量計進行改進設計以滿足此特定工況測量要求就非常重要。

一、確定方案

實施方案的選擇與確定至少要滿足以下3點：

1.流量計的接液零部件必須能承受陰、陽兩極管道中含氯氣鹽液及堿液的強烈氧化和腐蝕；

2.安裝連接尺寸盡量與原流量計相同，以減少工作量；

3.流量計自身能有效地緩沖和減少由隨機產生氣體帶來的劇烈波動，達到可視為穩定值的讀數，并且輸出電流信號波動滿足調節系統的要求。

按上述要求對電磁流量計、渦輪流量計、渦街流量計、浮子流量計與差壓式流量計等進行分析、比較后認為，只有對金屬管浮子流量計進行必要的改進才是可行的和*佳的方案。

二、特殊設計的實施

該浮子流量計應實施3項改進設計。

1.耐腐蝕材料選擇和防腐措施

查閱金屬材料手冊并結合現場其它設備材料的應用實際，陽極管道中的介質為含氯氣的鹽液，傳感器中所有與介質接觸的零件均采用鈦（Ti）材制造，兩法蘭密封面及殼體與導管組件密封面均進行涂鈀處理。

整個傳感器具有良好的抗氧化及耐腐蝕性能。而陰極管道中的介質為堿液和氫氣及氯氣等，傳感器中所有與介質接觸的零件均采用不銹鋼（SUS316L）材質制造，整個傳感器具有良好的耐腐蝕性能。經使用證明是可行的。

2.連接尺寸與安裝方式

由于用戶的原有流量計為水平安裝，這與常規浮子流量計垂直安裝、流體自下而上的流向完全不同，因此必須將其設計成（水）平進（水）平出結構。

3.*大限度地保證工作條件下流量計的穩定

就流量計自身而言，克服波動（不論是外部還是內部原因所致）的常用而有效的措施是加裝阻尼器。阻尼器一般分為機械式和電（磁）式，顯然對浮子流量計應首先考慮選用前者。

4.阻尼器的選擇

按阻尼介質不同又分為液體阻尼器和氣體阻尼器。

由于本應用對象中已產生和存在著氣體且浮子波動幅度不十分劇烈，所以可采用活塞式氣體阻尼器。另外，就阻尼器的結構位置而言可置于傳感器上也可置于轉換器上，但由于后者須對轉換器內部結構做相當大的改動，工作量、試驗量都很大。因此，確定選用前者。應當說明，帶有液體阻尼器的浮子流量計已有過設計和應用的報道，但尚無采用氣體阻尼器的金屬管浮子流量計信息。

5.阻尼器的設計

設計阻尼器必須了解和確定下列數據：

波動幅度與頻率：經在現場幾小時觀測統計未裝阻尼器的流量計的波動幅度約為15%～25%，（士7.5%～士12%）；頻率約為180～350次/min。