摘要：400kt/a硫磺制酸裝置中液體硫磺流量計(jì)的應(yīng)用情況。在實(shí)際應(yīng)用中，質(zhì)量流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、靶式流量計(jì)均不同程度存在問(wèn)題。經(jīng)過(guò)分析比較選用渦街流量計(jì)。3年的應(yīng)用表明，渦街流量計(jì)能很好的測(cè)量液體硫磺的流量，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期、穩(wěn)定、可靠、免維護(hù)、準(zhǔn)確運(yùn)行，而且性?xún)r(jià)比較高。
液體硫磺流量的測(cè)量，有的是為了貿(mào)易計(jì)量，有的是為了生產(chǎn)監(jiān)控。無(wú)論出于什么目的，都要求儀表能長(zhǎng)周期、穩(wěn)定、可靠、準(zhǔn)確地運(yùn)行。特別是生產(chǎn)監(jiān)控，一旦測(cè)量失靈，操作風(fēng)險(xiǎn)將增大，甚至可能引發(fā)嚴(yán)重的升華硫事故。在實(shí)際應(yīng)用中，盡管有不同類(lèi)型、不同牌號(hào)的流量測(cè)量?jī)x表，但用于液體硫磺時(shí)有的不穩(wěn)定、不可靠或不準(zhǔn)確，有的甚至根本無(wú)法測(cè)量。
渦街流量計(jì)是否能測(cè)量液體硫磺的流量，罕見(jiàn)報(bào)道。咨詢(xún)?cè)O(shè)備供應(yīng)商，回復(fù)往往也是否定的，至少是不推薦的。
1.液體硫磺流且計(jì)的應(yīng)用情況
硫磺制酸裝置，液體硫磺流量計(jì)共安裝了7臺(tái)，其應(yīng)用情況見(jiàn)表1。
液體硫磺流量計(jì)應(yīng)用情況
1.1質(zhì)里流量計(jì)運(yùn)行中出現(xiàn)的主要問(wèn)題
a.核心處理器損壞10次以上，原因不明。
b.多次出現(xiàn)故障信息并導(dǎo)致流量測(cè)量失靈。
c.誤差偏大，可能與測(cè)量管積垢有關(guān)，清理難度大。
d.雖然流量計(jì)可耐200℃以上的高溫，但也發(fā)生過(guò)絕緣因溫度高而下降的現(xiàn)象，導(dǎo)致不能測(cè)量。
1.2轉(zhuǎn)子流.計(jì)運(yùn)行中出現(xiàn)的主要問(wèn)題
a.易發(fā)生無(wú)介質(zhì)流動(dòng)時(shí)有流量、有介質(zhì)流動(dòng)時(shí)無(wú)流量現(xiàn)象，即零漂和遲滯現(xiàn)象;
b.易堵塞，有時(shí)需要進(jìn)行拆卸疏通;
c.可動(dòng)部件往往有運(yùn)動(dòng)副，有不確定的機(jī)械阻力導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確和不穩(wěn)定;
d.磁過(guò)濾器作用不大;
e.靈敏性差，比如流量變化量超過(guò)0. 4 m3/h才會(huì)引起測(cè)量值的變化。
1.3靶式流.計(jì)運(yùn)行中出現(xiàn)的主要問(wèn)題
a.經(jīng)常需要熱態(tài)校零;
b.溫度變化、時(shí)間推移等均影響零漂和測(cè)量值;
c.儀表受應(yīng)力等各種因素的干擾遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了流體作用于靶上的力，故基本不能正常測(cè)量。
1.4發(fā)生問(wèn)題的原因
以上現(xiàn)象表明，轉(zhuǎn)子流量計(jì)、靶式流量計(jì)，甚至是進(jìn)口的質(zhì)量流量計(jì)，都有可能不能很好地測(cè)量液體硫磺的流量。估計(jì)這與液體硫磺的特性及工作參數(shù)比較特殊有關(guān):密度1.785g/cm3，粘度約6. 5 mPa·s;工作壓力0.3~2 MPa，工作溫度125~160℃;低于120℃時(shí)會(huì)凝結(jié)成固體。此外，液體硫磺對(duì)金屬具有硫化(腐蝕)作用，而且其中總會(huì)含一些復(fù)雜的雜質(zhì)。所以，測(cè)量液體硫磺流量的儀表需要同時(shí)滿(mǎn)足介質(zhì)密度大、薪度高、溫度高并有一定范圍的變化(熱應(yīng)力變化)、工作壓力范圍寬、易凝固、有硫化作用、含雜質(zhì)等要求。設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的選型有:質(zhì)量流量計(jì)、橢圓齒輪流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、靶式流量計(jì)、楔式流量計(jì)或超聲波流量計(jì)等，其中進(jìn)口質(zhì)量流量計(jì)、橢圓齒輪流量計(jì)價(jià)格昂貴，故一般只在貿(mào)易計(jì)量的場(chǎng)合選用。
計(jì)價(jià)格昂貴，故一般只在貿(mào)易計(jì)量的場(chǎng)合選用。
2渦街流f計(jì)應(yīng)用實(shí)踐
2.1渦街流量計(jì)特點(diǎn)
考慮選用渦街流量計(jì)，是因?yàn)樵擃?lèi)流量計(jì)有如下特點(diǎn):
a.幾乎不受流體密度、壓力、溫度、豁度等參數(shù)的影響;
b.無(wú)可動(dòng)機(jī)械零件，因此可靠性高，維護(hù)量小;
c.儀表參數(shù)能長(zhǎng)期穩(wěn)定;
d.金屬材料的硫化對(duì)流量測(cè)量影響小。
2.2應(yīng)用方案
在實(shí)際應(yīng)用中，因流量計(jì)口徑均在DN50以下，表體尺寸小，渦街流量計(jì)選用了無(wú)夾套伴熱的夾持式，其安裝示意見(jiàn)圖1。這樣價(jià)格更便宜，更易拆卸。
實(shí)踐證明，通過(guò)上下法蘭的熱傳導(dǎo)，在外保溫良好的情況下，即使室外溫度達(dá)到-3℃，流量計(jì)也未發(fā)生堵塞現(xiàn)象。一般流量計(jì)安裝就位后，儀表即可通電投運(yùn)。當(dāng)有介質(zhì)流動(dòng)后，調(diào)節(jié)流量計(jì)前后的隔離閥、旁路閥或變頻輸出，看測(cè)量結(jié)果是否能做出相應(yīng)變化。
2.3應(yīng)用體會(huì)
渦街流量計(jì)投運(yùn)了5臺(tái)，最長(zhǎng)的使用了近3年。實(shí)踐證明，只要選型合適，一般均有較好的應(yīng)用效果。
a.一次投運(yùn)即能正常工作且可免維護(hù)運(yùn)行，這是其他所用過(guò)的流量計(jì)未能做到的。
b.使用過(guò)程中尚未發(fā)生因介質(zhì)中的雜質(zhì)、硫化作用、溫度及壓力變化等影響流量測(cè)量的現(xiàn)象。
c.長(zhǎng)期的物料比對(duì)發(fā)現(xiàn)，流量計(jì)的正確率比較穩(wěn)定，一般具有一級(jí)精度，校正后有的甚至接近質(zhì)量流量計(jì)水平。
d.靈敏性好，幾乎可以和質(zhì)量流量計(jì)相媲美。判斷方法是:維持風(fēng)量等參數(shù)穩(wěn)定，僅改變噴磺量使焚硫爐溫度變化8℃左右，看液體硫磺流量計(jì)測(cè)量值是否發(fā)生變化，且變化值是否在0. 088 m3/h左右。該計(jì)算的假設(shè)為:φ(SO2)12%對(duì)應(yīng)1 066℃(指焚硫爐溫度，下同), φ(SO2)14%對(duì)應(yīng)1 232 ℃;當(dāng)溫度從1 066℃變到1 074℃時(shí)，近似計(jì)算出噴硫量增加0. 08 m3/h。當(dāng)磺泵采用變頻控制時(shí)，很容易實(shí)現(xiàn)上述操作。運(yùn)行中的任何流量計(jì)，其測(cè)量值肯定在不停地變化。只要能看出流量?jī)x表測(cè)量值的大致變化值即可。在實(shí)際應(yīng)用中，渦街流量計(jì)的可分辨流量變化值可以達(dá)到0. 04 m3/h，較高的正確率和靈敏性決定了較好的操作控制性能。
e.渦街流量計(jì)測(cè)量精度高、靈敏性好、質(zhì)量輕、安裝方便，價(jià)格卻是進(jìn)口質(zhì)量流量計(jì)的1/15,合資轉(zhuǎn)子流量計(jì)的1/5。
2.4注意事項(xiàng)
a.渦街的產(chǎn)生對(duì)雷諾數(shù)有要求，故一定要認(rèn)真核對(duì)液體硫磺流量的工藝操作范圍。
b.渦街流量計(jì)的基本原理都一樣，但每個(gè)品牌都有自己的定型產(chǎn)品，細(xì)節(jié)上的區(qū)別其實(shí)很大。這會(huì)不同程度地影響其在液體硫磺流量測(cè)量中的應(yīng)用效果，甚至有的產(chǎn)品根本無(wú)法應(yīng)用。在改用渦街流量計(jì)時(shí)就發(fā)現(xiàn)某個(gè)品牌產(chǎn)品適應(yīng)性較差。
c.必要時(shí)應(yīng)調(diào)整流量計(jì)增益、進(jìn)行零點(diǎn)切除或補(bǔ)償。
d.無(wú)夾套伴熱時(shí)，流量計(jì)的保溫一定要良好。
e.為避免大塊雜質(zhì)堵塞流量計(jì)，建議在流量計(jì)前增設(shè)過(guò)濾器。
f.盡量遠(yuǎn)離泵出口，盡量減小流量計(jì)配管的振動(dòng)。
3結(jié)語(yǔ)
從應(yīng)用實(shí)踐看，質(zhì)量流量計(jì)仍然是測(cè)量液體硫磺流量最好的流量計(jì)。正常情況下，小口徑質(zhì)量流量計(jì)可以做到量程比20: 1、準(zhǔn)確(如0.1級(jí))、靈敏、穩(wěn)定、可靠和免維護(hù)運(yùn)行，但其價(jià)格昂貴，影響普遍使用。小口徑渦街流量計(jì)可以做到量程比10: 1、準(zhǔn)確(如1.0級(jí))、靈敏、穩(wěn)定、可靠和免維護(hù)運(yùn)行，價(jià)格卻非常便宜。因條件限制，在應(yīng)用實(shí)踐中，并沒(méi)有試用各種型式的渦街流量計(jì)，也沒(méi)有用質(zhì)量流量計(jì)等計(jì)量器具直接比對(duì)每臺(tái)渦街流量計(jì)。對(duì)渦街流量計(jì)的正確率，主要是靠進(jìn)罐質(zhì)量流量計(jì)和庫(kù)存的變化，同時(shí)結(jié)合產(chǎn)酸量進(jìn)行確認(rèn)。每臺(tái)渦街流量計(jì)的測(cè)量線(xiàn)性、制造精度等都會(huì)影響測(cè)量正確率和穩(wěn)定性。此外，渦街流量計(jì)量程比低，是應(yīng)用于該領(lǐng)域的一大瓶頸，期望科研單位、供應(yīng)商能在這方面進(jìn)一步研究改善。.
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