[摘要]分析了影響差壓式孔板流量計(jì)精度的因素,提出提高流量計(jì)準(zhǔn)確度的措施，保證氯堿生產(chǎn)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。
在氯堿生產(chǎn)過(guò)程中,氯化氫合成工序氯氣、氫氣流量計(jì)測(cè)量失準(zhǔn),會(huì)導(dǎo)致配比量不正確,可能造成合成爐過(guò)氯。氯氣和乙炔在混合器中反應(yīng)生成氯乙炔，放出大量的熱，使得混合器溫度和壓力將在短時(shí)間內(nèi)急劇上升,壓力.上升到一定程度,會(huì)引起混合器防爆膜爆裂,大量氯化氫和乙炔氣泄漏,存在極大的安全隱患”。同樣的，乙炔和氯化氫的流量計(jì)的準(zhǔn)確度對(duì)氯堿生產(chǎn)的安全性具有關(guān)鍵作用。乙炔氣(體積分?jǐn)?shù)≥99%)與氯化氫在混合器中以1:(1.03~1.10)的比例混合后,進(jìn)入轉(zhuǎn)化器中反應(yīng)生成粗氯乙烯的過(guò)程中，要嚴(yán)禁乙炔過(guò)量，如果乙炔過(guò)量會(huì)導(dǎo)致氯乙烯的轉(zhuǎn)化率降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致氯乙烯轉(zhuǎn)化器中的觸媒中毒失去活性，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。在氯化氫合成工序中氯氣、氫氣流量計(jì)和氯乙烯合成工序中乙炔、氯化氫流量計(jì)均使用差壓式孔板流量計(jì)，下面針對(duì)影響差壓式孔板流量計(jì)精度的因素，提出提高其精度措施。
1差壓式孔板流量計(jì)的組成及基本原理
差壓式孔板流量計(jì)主要由一次裝置(孔板)、二次裝置(差壓變送器)、信號(hào)線(xiàn)纜組成。當(dāng)充滿(mǎn)管道的介質(zhì)流經(jīng)管道內(nèi)的孔板時(shí)，介質(zhì)將在孔板處形成局部收縮,使得流速增加，靜壓力降低，孔板前后產(chǎn)生壓差四介質(zhì)流量越大,孔板前后的壓差就越大，通過(guò)測(cè)量壓差來(lái)計(jì)算流量的大小。
孔板前后的壓差與流量Q具有以下關(guān)系:
式中:ε為可膨脹性系數(shù);d為開(kāi)孔直徑，mm;C為流出系數(shù);β為直徑比(開(kāi)孔直徑/上游管道內(nèi)徑);ρ為介質(zhì)密度.kg/m3;△p為壓力差,Pa。
2孔板流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響因素
2.1氯化氫合成中的影響因素
氯化氫合成工序中氯氣、氫氣流量計(jì)均為一體式多孔平衡式差壓孔板流量計(jì)，采用DCS和SIS雙變送器設(shè)計(jì)，精度1.0(測(cè)量誤差不大于1%)，下面從4個(gè)方面對(duì)孔板流量計(jì)精度的影響因素進(jìn)行了分析。
(1)被測(cè)流體特性的影響。因?yàn)橥饨鐪囟鹊淖兓瑫?huì)使被測(cè)氣體氯氣、氫氣本身的壓力和溫度也發(fā)生變化,可能造成過(guò)大的密度變化和壓縮系數(shù)變化。因此，為了消除此類(lèi)影響，對(duì)氯氣和氫氣流量計(jì)進(jìn)行了溫度和壓力修正，從而可以保證氯氣和氫氣測(cè)量的正確性。
(2)測(cè)量孔板的影響�？装辶髁坑�(jì)本身引起的誤差原因主要有:孔板入口直角銳利度,管徑尺寸與計(jì)算不符,孔板厚度誤差，節(jié)流件附件產(chǎn)生臺(tái)階、偏心，孔板流量計(jì)孔板.上游端面平度，環(huán)室尺寸產(chǎn)生臺(tái)階、偏心，取壓位置，焊接、焊縫突出，取壓孔加工不規(guī)范或堵塞，節(jié)流件不同軸度,等等。氯化氫合成工.序中氯氣、氫氣流量計(jì)采用的一體式多孔平衡式孔板流量計(jì)，由測(cè)量本體和直管段兩部分組成，整體進(jìn)行標(biāo)定,從而避免上述問(wèn)題。流量計(jì)采用多孔設(shè)計(jì)，測(cè)量線(xiàn)性及精度優(yōu)于傳統(tǒng)孔板流量計(jì)。
(3)儀表性能的影響。孔板流量計(jì)變送器量程選擇不合適，且長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)零點(diǎn)漂移現(xiàn)象,造成測(cè):量不準(zhǔn)。氯化氫合成工序氫氣流量計(jì)變送器量程較小,采用微差壓變送器,測(cè)量范圍為1~5kPa,在微小壓差下測(cè)量線(xiàn)性及精度更高,而且由于該流量計(jì)變送器定期進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)，因此很少發(fā)生零點(diǎn)漂移。
(4)裝置運(yùn)行過(guò)程中的影響。氯化氫合成工序合成爐氯氣、氫氣孔板流量計(jì)采用雙表頭設(shè)計(jì)，測(cè)量信號(hào)送至DCS和SIS進(jìn)行溫壓補(bǔ)償和換算,通過(guò)比對(duì)發(fā)現(xiàn),氯氣流量SIS與DCS顯示值基本一致[相差20m3/h左右(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)],以此可以判斷氯氣流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確。氫氣流量相差較大[50~150m3/h(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)].檢查發(fā)現(xiàn),氫氣孔板流量計(jì)導(dǎo)壓管內(nèi)存在大量積水，主要原因?yàn)闅鉁叵陆岛髿錃饽畤?yán)重，且蒸汽伴熱未開(kāi)，因此在流量計(jì)末端積水，導(dǎo)致測(cè)量差壓值變化，氫氣流量測(cè)量不準(zhǔn)。因此,生產(chǎn)人員要定期對(duì)氫系統(tǒng)排水,并在冬季時(shí)打開(kāi)氫氣流量計(jì)蒸汽伴熱裝置，以防止氫氣流量測(cè)量不準(zhǔn),造成合成爐過(guò)氯。
2.2氯乙烯合成中的影響因素
在氯乙烯合成工序中，乙炔和氯化氫流量計(jì)均為大口徑差壓式孔板流量計(jì)，乙炔和氯化氫流量計(jì)均為2臺(tái),參考比對(duì)運(yùn)行。孔板流量計(jì)的孔徑越大，精度等級(jí)越低，允許誤差范圍就越大。由于現(xiàn)場(chǎng)乙炔和氯化氫孔板流量計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，長(zhǎng)期使用時(shí)，孔板表面結(jié)垢，使孔板的流通面積變小，從而造成差壓增大,使流量計(jì)測(cè)量值大于實(shí)際值.影響計(jì)量精度;而且流量計(jì)使用時(shí)間較長(zhǎng),變送器的零點(diǎn)會(huì)發(fā)生漂移,差壓變送器的輸入和輸出信號(hào)發(fā)生變化。若不及時(shí)調(diào)整，會(huì)造成實(shí)測(cè)流量值偏低或偏高。
3提高孔板流量計(jì)精度的措施
(1)要及時(shí)觀察工況、定時(shí)校驗(yàn)流量計(jì),還要維護(hù)節(jié)流裝置和與差壓變送器連接的引壓管線(xiàn)，避免引壓管線(xiàn)泄漏、堵塞、凍結(jié)以及傳輸過(guò)程中壓力損失而影響流量計(jì)的測(cè)量正確性。
(2)定期進(jìn)行防水檢查,防止接線(xiàn)端子、電路板進(jìn)水引起儀表故障或出現(xiàn)波動(dòng);入冬前做好相關(guān)管線(xiàn)、儀表附件等的保溫伴熱工作,避免因天氣溫度過(guò)低導(dǎo)致介質(zhì)在引壓管處冷凝,引起儀表測(cè)量不準(zhǔn)，定期對(duì)取壓管線(xiàn)以及流量計(jì)腔室的積液排放;定期檢查差壓變送器是否零點(diǎn)漂移。
(3)定期檢查孔板設(shè)計(jì)參數(shù)與實(shí)際參數(shù)是否一致，使得孔板流量計(jì)的測(cè)量范圍滿(mǎn)足精度要求。如因生產(chǎn)條件變化導(dǎo)致孔板測(cè)量不準(zhǔn)，儀表維護(hù)人員不可隨意更改變送器參數(shù)。
(4)建議采用角接取壓。角接取壓法的特點(diǎn)如下:采用環(huán)室測(cè)量的方式進(jìn)行測(cè)量;在開(kāi)口尺寸確定時(shí),流量系數(shù)不會(huì)發(fā)生變化，使流量值和壓差具有恒定的關(guān)系;可以減小磨損所造成的測(cè)量誤差;在實(shí)際使用過(guò)程中,若沒(méi)能正確地確定取壓位置,會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差的產(chǎn)生團(tuán)
4結(jié)語(yǔ)
在生產(chǎn)過(guò)程中，要根據(jù)流量計(jì)正確性的影響因素，采取一定的防護(hù)措施，確保氯化氫合成工序中氯氣、氫氣流量計(jì)和氯乙烯合成工序中乙炔、氯化氫流量計(jì)精準(zhǔn)穩(wěn)定運(yùn)行,為氯堿安全生產(chǎn)發(fā)揮重要作用。
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