一、引言

　　山東海化股份有限公司純堿廠是國家“七、五”期間重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，是國家同期建設(shè)的三大堿廠之一。原設(shè)計(jì)純堿生產(chǎn)能力60萬噸/年，后經(jīng)多次技術(shù)改造生產(chǎn)能力增至280萬噸/年。主要產(chǎn)品為輕質(zhì)純堿和重質(zhì)純堿。純堿行業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是環(huán)境惡劣，腐蝕性強(qiáng)，易燃易爆。流體介質(zhì)的總類繁多。液體介質(zhì)主要有堿液、

　　母液、灰乳、鹽水、液氨、軟水、淡水、海水、燒堿等；氣體介質(zhì)主要有蒸汽、氨氣、二氧化碳、空氣等等。流體的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)相差很大，流體的輸送管道由DNl5至DNl000不等，流體流量范圍波動(dòng)較大，所以在純堿行業(yè)中，為適應(yīng)不同流體介質(zhì)的不同要求，必須選用滿足流體特性的計(jì)量儀表。下面對(duì)計(jì)量儀表應(yīng)用的體會(huì)和經(jīng)驗(yàn)作一些介紹：

　　二、應(yīng)用計(jì)量儀表的原則

　　1、 計(jì)量儀表的分類

　　計(jì)量儀表按測量方法一般可分為速度式流量儀表、容積式流量儀表和質(zhì)量流量儀表三大類。

　　（1） 速度式流量儀表

　　速度式流量儀表是以直接測量封閉管道中滿管流流動(dòng)速度為原理的流量計(jì)。一般包括：渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)、旋進(jìn)渦輪流量計(jì)、電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、分流旋翼式流量計(jì)、激光多普勒流量計(jì)、插入式流量計(jì)、差壓式流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)等。山東?；儔A廠用得最多的就是速度式流量儀表。

　　（2） 容積式流量儀表

　　容積式流量儀表就是在單位時(shí)間里直接測量通過管道的流體體積。一般包括：橢圓齒輪流量計(jì)、刮板式流量計(jì)、旋轉(zhuǎn)活塞式流量計(jì)。

　?。?） 質(zhì)量流量儀表

　　質(zhì)量流量儀表是用于計(jì)量流過某一橫截面的流體質(zhì)量流量或總量的流量計(jì)。一般有：科力奧式質(zhì)量流量計(jì)、量熱式流量計(jì)、沖量式流量計(jì)等。

　　2、 流量計(jì)量儀表選型原則根據(jù)純堿行業(yè)特點(diǎn)，對(duì)流量計(jì)選型，一般可按以下幾點(diǎn)進(jìn)行：

　?。?）首先要考慮防爆性能。純堿行業(yè)中的的介質(zhì)如：氨氣是易燃易爆的介質(zhì)，所以選型的第一步就是要考慮流量計(jì)量儀表的防爆性能。不僅要考慮流量計(jì)本身的防爆性，還要充分考慮整個(gè)流量測量系統(tǒng)必須滿足防爆等級(jí)要求。

　?。?）其次是弄清工藝介質(zhì)的物理和化學(xué)特性。比如：介質(zhì)的溫度、壓力、密度、粘度、電導(dǎo)率；流量測量范圍；充許的壓力損失；介質(zhì)的腐蝕程度等等。通過綜合考慮流體的的特性，選用合適的流量計(jì)。

　?。?）最后就是流量計(jì)的性價(jià)比。根據(jù)不同流體，使用在不同的場合，選擇合適的、性價(jià)比高的流量計(jì)。比如：用于成本核算或檢測工藝控制過程重要參數(shù)的流量儀表，就要選用精度高、維護(hù)量少的進(jìn)口流量儀表；而在工藝控制過程中只是作為一般參考價(jià)值的流量儀表，就以選用精度較低、比較經(jīng)濟(jì)的流量儀表。

　　3、 計(jì)量儀表的主要技術(shù)參數(shù)：

　?。?）計(jì)量范圍：

　　計(jì)量范圍指流量計(jì)可測的最大流量與最小流量的范圍。

　?。?）量程和量程比：

　　計(jì)量范圍內(nèi)最大流量與最小流量值之差稱為流量計(jì)的量程。最大流量與最小流量的比值稱為量程比，亦稱流量計(jì)的范圍度。

　?。?）允許誤差和精度等級(jí)：

　　計(jì)量儀表在規(guī)定的正常工作條件下允許的最大誤差，稱為該流量儀表的允許誤差，一般用最大相對(duì)誤差和引用誤差來表示。

　　流量儀表的精度等級(jí)是根據(jù)允許誤差的大小來劃分的，其精度等級(jí)有：0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5等。

　?。?）壓力損失 ：

　　壓力損失的大小是流量儀表選型的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。壓力損失小，流體能消耗小，輸運(yùn)流體的動(dòng)力要求小，測量成本低。反之則能耗大，經(jīng)濟(jì)效益相應(yīng)降低。故希望流量計(jì)的壓力損失愈小愈好。

　　三、計(jì)量儀表應(yīng)用實(shí)例

　　1、 液體流量的計(jì)量：

　　液體介質(zhì)主要分為：堿液、 母液、灰乳、鹽水、軟水、淡水、海水。

　　儀表選用大多是電磁流量計(jì)進(jìn)行測量。在?；儔A廠，應(yīng)用最多、最廣泛的電磁流量計(jì)是上海光華公司的4080K，大約有230臺(tái)。電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行工作的。它能測量具有一定電導(dǎo)率的液體或液固兩相介質(zhì)的體積流量。它具有許多優(yōu)點(diǎn)：（1）、無壓力損失。（2）測量范圍大，電磁流量變送器的口徑從2.5mm到2.6m。（3）電磁流量計(jì)測量被測流體工作狀態(tài)下的體積流量，測量原理中不涉及流體的溫度、壓力、密度和粘度的影響電磁流量計(jì)精度較高。

　　2、 蒸汽流量的計(jì)量：

　　蒸汽流量的計(jì)量，在整個(gè)純堿生產(chǎn)中計(jì)量考核是最重要的，這關(guān)系到產(chǎn)品的消耗成本核算！?；儔A廠應(yīng)用較多的是差壓式流量計(jì)。差壓式流量計(jì)是目前工業(yè)生產(chǎn)中檢測流量最常用的一種流量儀表。因?yàn)樗鼨z測方法簡單，沒有可動(dòng)部件，穩(wěn)定性好，可靠性高，價(jià)格較低，儀表不經(jīng)實(shí)流標(biāo)定就能達(dá)到一定的精度，并且容易排除故障，所以在蒸汽的計(jì)量中我們基本上都是首選差壓式流量計(jì)，基本上可以滿足公司對(duì)蒸汽成本核算的要求。但是選用差壓式流量計(jì)計(jì)量蒸汽時(shí)，為保證測量精度，還必須要對(duì)它進(jìn)行溫度和壓力補(bǔ)償。因?yàn)樵趯?shí)際檢測中，工藝過程的參數(shù)：壓力和溫度會(huì)經(jīng)常波動(dòng)，不可能完全符合標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)要求。另外，差壓式流量計(jì)在安裝時(shí)必須按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝，才能保證整個(gè)測量系統(tǒng)的測量誤差在允許的范圍內(nèi)。

　　經(jīng)過多年的實(shí)踐，我們感到用差壓式流量計(jì)是有一定的局限性。由于差壓式流量計(jì)的安裝要求較高，在大口徑管道使用差壓式流量計(jì)測量經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生蒸汽泄漏，造成儀表維護(hù)量增加。?；儔A廠大多用阿牛巴傳感器測量蒸汽流量，采用了羅斯蒙特生產(chǎn)的阿牛巴配智能多變量變送器MF3095，該表集差壓測量、壓力測量、溫度測量于一體，直接進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償，輸出流量，精度可達(dá)0.5級(jí)。比以往的儀表省去了壓力變送器、溫度變送器。在安裝方面，其密封點(diǎn)減少為常規(guī)表的1/6，維護(hù)量是原來的1/10，精度確定大大提高。

　　3、 氣體流量的計(jì)量：

　　海化純堿廠除了在蒸汽流量測量中采用差壓式流量計(jì)外，在氣體的測量中也是廣泛應(yīng)用，主要是對(duì)二氧化碳、壓縮氣等氣體的計(jì)量，也是采用差壓式流量計(jì)，如：孔板流量計(jì)、彎管流量計(jì)等?？装辶髁坑?jì)是節(jié)流型差壓流量計(jì)，是利用對(duì)流體節(jié)流裝置施行節(jié)流產(chǎn)生差壓來測量流體的流量的?？装辶髁坑?jì)基本原理：充滿管道的流體，當(dāng)它流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時(shí)，流體將在節(jié)流件處形成局部收縮，因此，流速增加，靜壓力降低，在節(jié)流件前后產(chǎn)生了壓差。流體流量愈大，產(chǎn)生的壓差愈大，因而可依據(jù)壓差來衡量流量大小。這種測量方法是以流動(dòng)連續(xù)性方程（質(zhì)量守恒定律）和伯努力方程

　?。芰渴睾愣桑榛A(chǔ)的。彎管流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格合理，彎管傳感器實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)九十度標(biāo)準(zhǔn)彎頭，這是結(jié)構(gòu)最簡單的流量傳感器，在流量測量元件中再找不出比它更簡單，更實(shí)用的測量元件。（2）無任何插入件或節(jié)流件，無附加壓力損失，可大大降低流體在管道內(nèi)輸送的動(dòng)力消耗，節(jié)約能源；（3）可測量容易臟污、堵塞傳感器的流體。彎管傳感器由于沒有插入件和節(jié)流件，對(duì)于這些介質(zhì)其適應(yīng)性毫無問題，即使是長期運(yùn)行也能保證彎管流量計(jì)正常工作，保證其測量精度不受影響。（4）精度高，重復(fù)性好（0.2%）。（5）彎管傳感器耐磨損，長期運(yùn)行免維護(hù)。（6）適應(yīng)性強(qiáng)、量程范圍寬。（7）直管段要求不嚴(yán)格，直管段要求不嚴(yán)格也是彎管流量計(jì)在現(xiàn)場使用中十分重要的優(yōu)點(diǎn)之一。一般流量測量裝置都因?yàn)楝F(xiàn)場直管段不能滿足要求而不能進(jìn)行測量或不能保證其測量精度，使用戶大傷腦筋。彎管流量計(jì)由于其特殊的測量原理在實(shí)際使用中對(duì)直管段要求不嚴(yán)，只需保證前5D后2D即可（在極限情況下可選前2D后2D，此時(shí)精度會(huì)在高流速使用時(shí)略有下降）。

　　四、計(jì)量儀表的管理

　　儀表車間是專門負(fù)責(zé)純堿廠儀表管理的直接部門。計(jì)量儀表又是儀表車間日常管理維護(hù)儀表的重要組成部分。儀表車間在計(jì)量管理方面的主要工作：

　　1、 完善計(jì)量儀表管理規(guī)定及各種制度。

　　建立計(jì)量儀表的各種規(guī)章制度；建立計(jì)量儀表檔案庫；建立計(jì)量儀表的周檢檢修計(jì)劃庫

　　2、 設(shè)立專人管理計(jì)量，加強(qiáng)對(duì)計(jì)量儀表的巡檢和維護(hù)工作。

　　有專人定期巡檢和日常維護(hù)，儀表完好率：100%，儀表投用率：100%，使計(jì)量儀表能夠“穩(wěn)、準(zhǔn)、靈”。

　　3、 積極開展技術(shù)革新和技術(shù)改造，大提合理化建議，將車間的技術(shù)革新和技術(shù)改造與計(jì)量儀表緊密結(jié)合起來，努力提高計(jì)量儀表的精確度。

　　4、 利用先進(jìn)信息系統(tǒng)平臺(tái)對(duì)計(jì)量儀表的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析。

　　?；儔A廠，先后應(yīng)用了PI數(shù)據(jù)庫采集系統(tǒng)，MES信息平臺(tái)系統(tǒng)；這樣對(duì)于計(jì)量條件有所大大改善，主要是采用人工抄表或單位報(bào)量的方式進(jìn)行管理，效率低，準(zhǔn)確性差。采用MES后，實(shí)現(xiàn)了公用工程管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、模型化、實(shí)時(shí)化，為純堿生產(chǎn)成本核算、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

　　五、結(jié)束語

　　計(jì)量儀表的應(yīng)用是一項(xiàng)技術(shù)性、實(shí)用性、責(zé)任性很強(qiáng)的工作，要做好這項(xiàng)工作，必須充分了解各種流量計(jì)的測量原理，弄清測量對(duì)象的工藝狀況，只有這樣應(yīng)用計(jì)量儀表才能經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可靠，才能更好地為純堿生產(chǎn)服務(wù)！