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氯碱工厂中氯气氢气流量检测方法与问题的改进

氯碱工厂中氯气氢气流量检测方法与实践氯碱工厂中,氢气、氯气作为主要产品和后续产品的主要原料,其流量检测对于工艺控制和成本核算意义重大。由于此二种气体性质特殊,流量检测难度较大。多年来,对此问题作了许多研究和试验,基本形成了一种较有效的方法,这里作一介绍:
  氯气:强腐蚀性气体,分子式为Cl2;密度为3 . 21 kg/m3;操作压力0.1 MPa.
  氢气:易燃易爆品,分子式为H2;密度为0.09 kg/m3;操作压力0.08 MPa.
  氯气测量:由于氯气的强腐蚀性,易在取压管、取压阀、变送器内部与杂质反应,生成酸性堵塞物,导致测量不准。同时,孔板材料为满足防腐要求,需用PVC或Fa。时间一长,PVC材质老化,边缘处发生变形。而Fa由于硬度较低,发生整体变形。这些均是影响测量的重要因素。
  氢气测量:由于氢气中含水,在进人取压管及经过孔板节流后,易析出水份,聚积在取压管拐弯处、变送器膜盒、孔板前后环室中,致使仪表无法正常开动。
  1传统方法的尝试与分析
  按照常规检测方法,一般用孔板等节流装置进行检测。但是,在实际应用中,使用孔板测量,无论是氢气还是氯气,均无法取得较满意的结果。
  因此,曾尝试过吹气保护,加隔离液体等方法。但终因上述几种方法维护量过大,不具备较好的可操作性,同时,保护并不全面,而被迫放弃使用。氢气、氯气流量检测一直处于非正常状态。
  2涡街流量计的特点
  涡街流量计是一种流体振动型流量计,它具有其它流量计不可兼得的许多优点。其测量原理如下:
  在流体中插人柱状物体时,在柱状物体的两侧将交替产生有规则的旋涡列,称为“卡门涡街现象”,涡街的频率与流速成正比,可用下式表示:
  由此可见,通过测量涡街频率就可得出流速v,并求出体积流量Q。同时,用此方法测量工况下体积流量几乎不受流体速度、压力、温度、粘度等参数的影响。仪表没有可动部分,容易在较恶劣的工作环境下保证精度,压力损失小,精度高。
  3氯气测量的解决方法
  分析氯气测量中的难点,认为主要的原因是氯气的强腐蚀性,易造成测量系统不规范。若采用涡街流量计,由于其内部结构简单,不易粘污杂质,只要很好地解决防腐问题,氯气流量测量是可以实现的。考察了众多涡街流量计生产厂家的产品。最后选用聚四氟乙烯衬里的MWL系列涡街流量计。聚四氟乙烯防腐性能好,表面光滑,价格比贵重金属材质低。在氯气环境中使用,有良好的性能价格比。我厂氯化苯工序安装试用2台,已稳定运行一年半,测量数据与工艺产品计算吻合,极大地方便了生产操作,圆满地解决了氯气测量问题。
  4氮气测量的分析与解决
  氢气的一个显著特点是密度很低,同时,在氯碱厂工况下,压力也较低,其中含有饱和的水,所有这些给氢气流量测量带来很多困难。根据多年来在氢气测量中所取得的经验、教训,总结后发现,在温度、压力相对稳定的情况下,氢气中析出水量并不大。如果测量系统中不存在盲管、死角,水的积聚是不会发生的。
  涡街流量计内部结构简单,基本可以认为是一个直通管,因此只要较好地选择安装地点,并在配管安装中作一些工作,如:选择立管安装,或倾斜安装,并加装排水口。水的积聚问题可以得到解决。
  涡街流量计的使用,对流速、密度、雷诺数有一定的要求,在使用中,压力损失也是一个需认真考虑的问题。为此,针对工况下氢气的性质特点,按照密度—流速—口径—雷诺 数的考虑方法进行仪表选择判断。最后验证压损是否超出要求。
  工况下氢气密度为0.09 kg/m3,按厂商给出的计算公式:
  考虑一定的保险系数,此值取整为Vmin=30 m/s工况下试验点氢气的体积流量为:
  现场管线为DN为100 mm,此计算结果与原有管道相吻合。为提高测量精度,将口径确定为DN80即可。
  据此可进行雷诺数的计算:
  雷诺数符合要求。
  由于上述计算按照常用流量进行,因此需使用工况下的蕞小流量:Q min=600m3/h进行验算。
  蕞小流速:
  此雷诺数符合涡街流量计的要求,故最后确定仪表口径为DN80.
  压损计算,按厂商算式:
  此压损完全符合工艺要求。
  虽然计算与选择显示出较好的效果,但在实际选用中,由于氢气的密度过小,大部分厂商对此感到没有把握。经广泛的查询、比较认为,德国E+H公司生产的涡街流量计测量灵敏度高、准确性好,使用维护方便;并且该公司对测量流量、液位有较多的经验,可提供较可靠的仪表。随之,与E+H北京办事处取得联系,并由该公司办事处的工程师将我们的基本数据传回总部,在专用流量计算机上进行了模拟,得出了可靠的结论。同时,采用该公司的仪表安排了安装、试运行。至此,氢气流量测量也有了一个较好的方法。
  5问题的改进
  由于没有很好的参比值,测量准确性要依据工艺计算来核对。为取得更的数据,准备在下一个技改项目中的氯化氢合成工序,全部采用上述两种涡街流量,以期实现氢气/氯气配比调节。同时也可以取得较为准确的校核数据,以便进一步完善氯气/氢气的测量、检测方法。
点击次数:  更新时间:2017-05-18 17:04:36  【打印此页】  【关闭