简述几种常用流量计在稀硝酸装置中的应用及选型

一、本文概述
稀硝酸作为一种工业生产中重的生产原料在许多的化工生产中都有着重要的使用，稀硝酸的生产过程也因为工艺的不同对于其物理化特性和测量精度有不同的要求，稀硝酸生产是一种连续的化工生产过程，各种物料在高温、高压条件下，不断进行着化学反应和物理变化。目前国内外基本都主要采用双加压法生产稀硝酸，主要的过程首先液氨经过液氨过滤器，再通过氨蒸发器变为气氨，进入氨空混合器与空气充分混合后送入氧化炉进行催化氧化反应，生成氧化氮气体，氧化氮气体通过吸收塔经水吸收后变为含氮氧化物气体的稀硝酸，再经过漂白塔后通过空气将溶解气体吹出，即可生产出需要的成品——稀硝酸。为了对于稀硝酸生产过程中进行良好的控制生产，现场操作中需要及时了解生产过程中氨、空气、稀硝酸、蒸汽的流量，以保证整个生产过程的安全稳定运行。
　　在稀硝酸的制取过种，对于各种生产原料的流量测量是一项重的工作，使用的测量仪表种类也有很多种，选用时应根据仪表性能、介质特性、环境条件、安装条件和经济因素方面综合考虑。本文结合稀硝酸装置的工艺特点，介绍了标准孔板、威力巴、电磁流量计、涡街流量计、质量流量计、转子流量计等流量仪表，阐述了这几种常用流量计在稀硝酸装置中的具体应用情况。

二、 稀硝酸装置中的流量测量
　　2.1 差压式流量计
　　2.1.1 孔板流量计
　　标准节流装置与差压变送器组合，可用于测量液体、气体、蒸汽的流量，具有结构简单、安装方便、性能稳定可靠、价格低廉的优势，其标准测量元件——孔板符合全世界的工业标准。在稀硝酸装置中，测量低压蒸汽、蒸汽冷凝液等介质时，在精度和压力损失允许的情况下，常采用孔板流量计测量其流量。但经过长期实际应用，发现该流量计存在以下缺点：
　　(1)孔板安装的精度以及孔板与差压变送器之间所装引压管导致的信号失真，使得孔板流量计测量准确性不高，因此当测量精度要求较高时，该流量计难以满足工艺要求。
　　(2)孔板流量计量程较小，量程比一般为3：1，当介质流量变化较大时，将影响其准确性。
　　(3)引压管容易产生泄露、堵塞、冻结等故障，且较脏的介质易引起取压孔堵塞，维护工作量较大。
　　(4)孔板入口的边缘易磨损会导致测量精度降低，性能不稳定，需定期进行更换。
　　2.1.2 威力巴流量计
　　在上世纪90年代，美国VERIS公司推出全新匀速流量探头——威力巴，它通过多组取压孔来检测流体产生的差压，取平均差压后将信号送至变送器来检测流量。该流量计也是一种差压式流量计，它提高了一次源的测量精度，但压力损失与传统孔板流量计相比，仅为孔板流量计的十分之一。
　　下面以年产10万吨稀硝酸装置中，进汽轮机的过热蒸汽为例，比较选用威力巴与选用孔板流量计二者的在能量损耗方面的差别。进汽轮机蒸汽管径为?%O159??mm、压力为3.9Mpa（表压）、温度为450℃，正常流量是15T/h，在正常工况流量下，威力巴流量计产生的压力损失为0.126KPa，孔板流量计产生压力损失为26.898 Kpa。通过计算，将差压损失折合成蒸汽，孔板流量计比威力巴流量计每小时多损失40Kg过热蒸汽。
　　威力巴流量计与孔板流量计相比，测量精度高、量程比大、管道压损小、高效节能，同时安装简单，仅需要几厘米的焊接孔，安装费用小很多。
　　稀硝酸装置中，进氨空混合器前气氨及空气的流量测量也采用威力巴流量计，可以最大程度地减少氨和空气的压力损失，同时测量精度较高，有利于氨空比的调整，提高了整个系统的性能。汽轮机的过热蒸汽和汽包出口至减温器的饱和蒸汽，及外供蒸汽的流量测量均可选用威力巴流量计，可节省蒸汽，降低能耗，工厂实际运行结果表明其长期经济效益明显。
　　2.2 电磁流量计
　　电磁流量计根据法拉第电磁感应定律制成，它是一种用来测量导电流体的体积流量的仪表，具有以下特点：
　　(1)由于传感器结构牢固可靠，内部没有活动或突出部件，测量压力损失极小。
　　(2)一般情况，只要是导电率大于5??0-6S/cm的液体均可测量。可以用来检测酸、碱等腐蚀性液体，也可检测含有固体颗粒或悬浮物的流体、泥浆。
　　(3)流量计输出信号不受液体温度、压力、密度等影响，且输出电流与体积流量成线性关系。
　　(4)检测量程比较高，可达100：1；测量范围大，仪表口径1mm～2m以上均可选择；测量精度一般优于0.5%。
　　(5)安装维护方便，可水平、垂直或倾斜任意角度安装，使用寿命较长。
　　由于其独特的优点及较高的性价比，目前已广泛应用于稀硝酸装置。在测量稀酸泵出口酸流量，低压反应水冷凝器入口循环酸等流量时，均可选用不同压力等级的电磁流量计。根据稀硝酸的腐蚀性、磨耗性，其电极材料可选用钽，衬里材料可选用特氟隆PFA。同时可根据环境和温度及管径大小，安装方式可选择管道式或插入式，型式可选择一体型或分体型。
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