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五、脈動(dòng)流流量測(cè)量的幾個(gè)實(shí)例

  1.往復(fù)泵引入的脈動(dòng)及其克服

在聚甲醛連續(xù)聚合流程中，精單體、共單體、催化劑等均需保持恒定的流量，這一任務(wù)就交由往復(fù)式計(jì)量泵來(lái)完成。這種泵使用一段時(shí)間后，常因活門(mén)的卡滯、泄露而出現(xiàn)流量失控現(xiàn)象，為生產(chǎn)釀成重大損失。為了對(duì)計(jì)量泵輸送的流量進(jìn)行監(jiān)視，于是安裝了流量計(jì)。圖6.6所示為其中的二氧五環(huán)（共單體）流量計(jì)系統(tǒng)。

  顯然，在測(cè)量脈動(dòng)流量時(shí)，合適的阻尼器是至關(guān)重要的，使阻尼器正常工作與測(cè)量本身具有同等重要性。

2.調(diào)節(jié)系統(tǒng)振蕩引入的脈動(dòng)及其克服

上海某輪胎廠新建兩臺(tái)35t/h鍋爐供3.9MPa飽和蒸汽，蒸汽流量用渦街流量計(jì)測(cè)量，儀表配置如圖6.8所示。鍋爐投入運(yùn)行后，各路蒸汽分表示值之和與總表經(jīng)平衡計(jì)算，差值≤1%R，發(fā)汽量與進(jìn)水量平衡測(cè)試結(jié)果也令人滿意。運(yùn)行3個(gè)星期后出現(xiàn)了新情況，即去除氧器的一套蒸汽流量計(jì)示值有時(shí)突然跳高，從而使分表之和比總表示值高約20%。

在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員介紹之際，儀表人員觀察到流量計(jì)示值跳高現(xiàn)象突然發(fā)生，從記錄紙上也可清楚看出，測(cè)量范圍為0~10t/h的除氧器耗汽流量，正常時(shí)在3t/h左右波動(dòng)，最高時(shí)也未高于5t/h，但是異常情況發(fā)生后，流量示值突然跳到10t/h以上，并長(zhǎng)時(shí)間維持此值。

儀表人員立即到蒸汽分配器處觀察，發(fā)現(xiàn)去除氧器的一路蒸汽管有異常的振動(dòng)，管內(nèi)壓力有周期性地小幅度擺動(dòng)。儀表人員又到除氧器處觀察，其配管如圖6.9所示。3.9MPa 蒸汽經(jīng)直接作用壓力調(diào)節(jié)器減壓到0.6MPa后，再經(jīng)用于除氧溫度控制的偏芯旋轉(zhuǎn)閥送除氧頭。儀表人員發(fā)現(xiàn)，減壓閥后蒸汽壓力在0.1~0.8MPa之間大幅度、周期性擺動(dòng)，周期約4s，而偏芯旋轉(zhuǎn)閥閥位并無(wú)明顯擺動(dòng)，顯然，壓力振蕩是由直接作用式壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)振蕩引起的。

儀表人員建議熱力工程師將減壓閥前的切斷閥緩慢關(guān)小，直至振蕩停止，流量示值也恢復(fù)正常。

分析上述現(xiàn)象，歸納出以下五點(diǎn)。

①流量示值突然跳高是由于流體從定常流突然變?yōu)槊}動(dòng)流。

②脈動(dòng)流的形成源于減壓閥振蕩。

③減壓閥振蕩是因其兩端壓差大，閥門(mén)開(kāi)度小，閥芯還可能存在一定的干摩擦。

④關(guān)小調(diào)節(jié)閥的上游切斷閥后，減壓閥開(kāi)度增大，振蕩停止，是因?yàn)殚y門(mén)開(kāi)大后，減壓閥兩端壓差減小，等效放大系數(shù)相應(yīng)減小。

⑤減壓閥應(yīng)盡早拆開(kāi)檢查，改善干摩擦，清除卡滯，以徹底消除產(chǎn)生脈動(dòng)的根源。

上述兩例，流體不同，脈動(dòng)引發(fā)的方式大不相同，所使用的流量計(jì)也不同，但是有一點(diǎn)是共同的，即有固定不變或基本穩(wěn)定的脈動(dòng)周期，下面的一個(gè)例子，脈動(dòng)完全是隨機(jī)的。

3.蒸汽噴嘴引入的脈動(dòng)及其克服

鍋爐的除氧器是用蒸汽將進(jìn)水加熱到規(guī)定溫度，于是水中氧的飽和溶解度相應(yīng)減小，從而達(dá)到除去水中部分氧的目的。

國(guó)產(chǎn)鍋爐除氧器，蒸汽是從除氧頭下部引入，進(jìn)水從除氧頭上部引入，汽水在除氧頭內(nèi)的篩板段進(jìn)行熱量傳遞和質(zhì)量傳遞。這樣的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)除氧器蒸汽流量測(cè)量毫無(wú)影響。但在上海的一幢88層高樓遇到的卻是另一種情況。該大廈安裝有德國(guó)ROS公司的蒸發(fā)量各為10t/h的4臺(tái)鍋爐，隨鍋爐帶來(lái)除氧器。該除氧器的加熱方法是在臥式熱水箱接近底部的高度橫臥一根蒸汽噴管，在噴管上密密麻麻打了很多小孔，全部蒸汽均從這些小孔中噴出，同周?chē)乃佑|，完成熱量傳遞，并帶著水中的氧上升，浮出水面，達(dá)到除氧的目的。其蒸汽計(jì)量和加熱系統(tǒng)如圖6.10所示。

        這種結(jié)構(gòu)的除氧器對(duì)蒸汽流量測(cè)量帶來(lái)嚴(yán)重威脅。因?yàn)檎羝麖男】字袊姵龊?，馬上同溫度較低的水接觸，導(dǎo)致氣泡破裂，仿佛水箱底部每秒都有許多小氣球在爆破。這種爆破產(chǎn)生的流動(dòng)脈動(dòng)經(jīng)蒸汽管路反向傳遞到安裝在上游的渦街流量計(jì)，使流量計(jì)示值比熱平衡計(jì)算得到的理論值高 150%~170%，顯然，問(wèn)題是嚴(yán)重的。在流量計(jì)與除氧器之間加裝了一臺(tái)阻尼器，使氣泡破裂產(chǎn)生的脈動(dòng)在阻尼器中得到衰減。阻尼器投入運(yùn)行后，不僅流量計(jì)示值與理論計(jì)算值基本符合，而且管道振動(dòng)也明顯減小。為了解決安裝空間問(wèn)題，阻尼器結(jié)構(gòu)與圖6.2略異，采用管道式，如圖6.11所示。