在现代石油化工生产中,挥发性液体原料很常见,如液氨、氯乙烯、甲醛等。因为挥发性液体具有不同于其他液体介质的特性,而这些特性会对测量结果产生很大的影响,有的甚至会丢失仪器设备,所以在测量这些挥发性液体的流速时一定要特别谨慎小心。本文以工业生产中常用的化工原料液氨为例,分析了挥发性液体测量中遇到的相关情况。
涡街流量计
液氨是化工生产中重要的反应原料之一,液氨的流量测量受到化工行业的重视。20世纪90年代,中国化学工业部推出了一批涡街流量计产品,推荐用于液氨流量测量。通过化工企业的应用和改进,积累了经验,提高了测量精度。当我们介绍涡街流量计用于测量挥发性液体流量时,我们也以液氨流量的测量为例,因为有大量的经验作为支持,案例分析更加透彻和清晰。
1.涡街流量计测量液氨的质量流量。
在液氨流量测量中,很多企业选择涡街流量计,采用涡街流量计测量液氨体积流量和密度补偿方案,可以实现液氨质量流量的计算。
二、液氨流量测量的特点。
1.液氨饱和蒸气压高,标准大气压下液氨沸点-33.4℃。因此,液氨只能在压力下储存和运输。在测量液氨流量时,仪器的节流口引起的压力损失很容易导致气蚀,导致测量误差大,甚至损坏仪器的传感器。
2.安装位置的选择和设计应确保流量计的受液部分完全处于液氨中。涡街流量计安装在液氨中间包下部的液氨出口管上,中间包下部的液氨和气氨已经分离,因此涡街流量计的测量管可以完全浸入液氨中。
3.测量度要求更高。根据原化工部文件,液氨的计量度应达到一级。
4.液氨具有腐蚀性,因此要求流量计的液体接触材料能够承受氨的腐蚀。此外,为了防止环境中的腐蚀性气体腐蚀转换器中的电子元件,流量计的转换器要求防护等级为IP67。
5.流体和工作环境易燃易爆,仪表应选用防爆产品。仪器的安装、使用和维护应严格遵守防爆规定的要求。
第三,防止气蚀的措施。
应特别注意易蒸发液体的流量测量问题,这是为了防止测量过程中出现气穴现象。有两种方法可以避免气穴现象:
1.降低流速v,当选择流量计时,计算对应于大流速的流速,使得在该流速状态下不会发生气蚀;另一方面,需要计算小流量对应的低流量,不应低于0.4m/s,以保证小流量状态下涡街流量计的测量精度。
2.降低液氨的饱和蒸气压P0。对于某种液体,其饱和蒸气压P0是温度的函数。温度越低,P0越低。如果我们在液氨进入流量计之前设法降低液氨的温度,就可以降低饱和蒸气压P0。涡街流量计上游的一段管道改为夹套管,夹套内引入少量液氨。这部分液氨通过节流膨胀汽化带走管内液氨的热量,从而为管内液氨提供冷量,降低流经涡街流量计的液氨温度。蒸发氨可以返回到回收系统。
四、其他注意事项。
1.如果涡街流量计上游有切断阀,则切断阀应全开,而不是半开或半开。在现场,当截止阀逐渐关闭时,涡街流量计的指示值不是下降而是上升。原因是阀门关小,液氨被阀门降压,势能改变动能和热能,使液氨气化,导致体积突然膨胀,流量增大,仪器输出急剧增加,出现假信号。
2.调节阀应安装在涡街流量计的下游。由于氨分离器和氨中间罐之间的压差很大,这种压差大部分落在调节阀上。当液氨流经这个阀门时,压力突然下降,会引起一定的汽化和两相流。为了避免两相流通过涡街流量计,调节阀必须安装在涡街流量计的下游。另外,为了避免调节阀频繁动作对涡街流量计的影响,调节阀应尽量远离涡街流量计。