近年來，我國化工行業(yè)中采用離子膜法制堿工藝發(fā)展很快，前幾年該裝置大多為全套進(jìn)口，包括在線的各種儀表。現(xiàn)在從設(shè)備到儀表逐漸國產(chǎn)化，這樣既能保證質(zhì)量，同時(shí)可以節(jié)約大量外匯。

西北某大型化工廠在建成試生產(chǎn)階段就發(fā)現(xiàn)安裝在陰、陽兩極管道上的兩臺(tái)浮子流量計(jì)工作不正常，指針總在擺動(dòng)，無法讀數(shù)；輸出電流信號(hào)也不穩(wěn)定，難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的工藝流程調(diào)節(jié)與控制目標(biāo)等，以至影響了正常投產(chǎn)。經(jīng)現(xiàn)場觀察和分析認(rèn)為：陰極、陽極兩條管道中被測量的介質(zhì)均為既不均勻、比例又不固定的氣、液雙相介質(zhì)；而流量計(jì)則是常規(guī)型浮子流量計(jì)。

金屬管浮子流量計(jì)的工作原理之一是浮力定律，也就是與被測介質(zhì)的密度有關(guān)，密度不穩(wěn)定時(shí)浮子就會(huì)跳動(dòng)。由于本工況液體伴有不定氣體量的情況，產(chǎn)生脈動(dòng)流，導(dǎo)致了流量計(jì)的上述現(xiàn)象。

目前各種常規(guī)流量計(jì)都不適用于氣、液雙相介質(zhì)，而工藝過程的鹽液及堿液流量必須加以測量和控制，即必須安裝流量計(jì)。因此，選用一種可用的流量計(jì)或?qū)ΜF(xiàn)有的某種流量計(jì)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)以滿足此特定工況測量要求就成為下步工作。

實(shí)施方案的選擇與確定至少要滿足以下3點(diǎn)：

（1）流量計(jì)的接液零部件必須能承受陰、陽兩極管道中含氯氣鹽液及堿液的強(qiáng)烈氧化和腐蝕；　 　　（2）安裝連接尺寸盡量與原流量計(jì)相同，以減少工作量；　

（3）流量計(jì)自身能有效地緩沖和減少由隨機(jī)產(chǎn)生氣體帶來的劇烈波動(dòng)，達(dá)到可視為穩(wěn)定值的讀數(shù)，并且輸出電流信號(hào)波動(dòng)滿足調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求。

按上述要求對電磁流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)、浮子流量計(jì)與差壓式流量計(jì)等進(jìn)行分析、比較后認(rèn)為只有對金屬管浮子流量計(jì)進(jìn)行必要的改進(jìn)才是可行的和*佳的方案。因此江蘇亞龍儀表有限公司在其原有產(chǎn)品基礎(chǔ)上特殊設(shè)計(jì)了一種金屬管浮子流量計(jì)。

金屬管浮子流量計(jì)應(yīng)實(shí)施3項(xiàng)改進(jìn)設(shè)計(jì)。耐腐蝕材料選擇和防腐措施查閱金屬材料手冊并結(jié)合現(xiàn)場其它設(shè)備材料的應(yīng)用實(shí)際，陽極管道中的介質(zhì)為含氯氣的鹽液，傳感器中所有與介質(zhì)接觸的零件均采用鈦（Ti）材制造，兩法蘭密封面及殼體與導(dǎo)管組件密封面均進(jìn)行涂鈀處理。

整個(gè)傳感器具有良好的抗氧化及耐腐蝕性能。而陰極管道中的介質(zhì)為堿液和氫氣及氯氣等，傳感器中所有與介質(zhì)接觸的零件均采用不銹鋼（SUS316L）材質(zhì)制造，整個(gè)傳感器具有良好的耐腐蝕性能。經(jīng)兩年多的使用證明是可行的連接尺寸與安裝方式由于用戶的原有流量計(jì)為水平安裝，這與常規(guī)浮子流量計(jì)垂直安裝、流體自下而上的流向完全不同，因此必須將其設(shè)計(jì)成（水）平進(jìn)（水）平出結(jié)構(gòu)，由于已有管道的開檔尺寸足夠長，于是設(shè)計(jì)成的浮子流量計(jì)。

*大限度地保證工作條件下流量計(jì)的穩(wěn)定就流量計(jì)自身而言，克服波動(dòng)（不論是外部還是內(nèi)部原因所致）的常用而有效的措施是加裝阻尼器。阻尼器一般分為機(jī)械式和電（磁）式，顯然對浮子流量計(jì)應(yīng)首先考慮選用前者。

按阻尼介質(zhì)不同又分為液體阻尼器和氣體阻尼器。

阻尼器的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)阻尼器必須了解和確定下列數(shù)據(jù)：

波動(dòng)幅度與頻率：經(jīng)在現(xiàn)場幾小時(shí)觀測統(tǒng)計(jì)未裝阻尼器的流量計(jì)的波動(dòng)幅度約為15%~25%，（士7.5%~士12%）；頻率約為180~350次/min。

（1）要求阻尼效果：波動(dòng)幅度應(yīng)不大于士2%；頻率約不大于50~90次/min。當(dāng)然，由于沒有適當(dāng)?shù)膬x器進(jìn)行定量檢測，所以阻尼的*終效果是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，一定程度上還應(yīng)通過實(shí)際應(yīng)用由現(xiàn)場技術(shù)和操作人員判斷和認(rèn)定。

（2）依照上述實(shí)際工況和阻尼目標(biāo)，兼顧該浮子流量計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸、鈦材管料規(guī)格等，求出阻尼系數(shù)之后，初步確定阻尼器結(jié)構(gòu)及尺寸。而決定阻尼效果的阻尼室與阻尼體之間間隙的*佳尺寸必須經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)后才能確定。

試驗(yàn)時(shí)金屬管浮子流量計(jì)上端自然存有空氣做為阻尼介質(zhì)。試驗(yàn)方法是：初始流量置于約50%*大流量處，這時(shí)指針仍略有擺動(dòng)但有滿意讀數(shù)（系流場不穩(wěn)所致，可視為穩(wěn)定），然后迅速開啟（或關(guān)閉）球閥，使指針約達(dá)80%（或20%）*大流量處并記下時(shí)間，等待指針雖擺動(dòng)仍有可滿意讀數(shù)為止，再記下時(shí)間，即可得知阻尼時(shí)間。經(jīng)多次試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果大致：

間隙（mm）0.80.60.40.2 阻尼時(shí)間（s）5～64～52～43～5從上述試驗(yàn)結(jié)果可以看出后兩組間隙的阻尼器效果較好。但必竟現(xiàn)場實(shí)際工況與試驗(yàn)室條件有較大差別，因此還必須進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)。現(xiàn)場試驗(yàn)與應(yīng)用效果 2004年6月對特殊設(shè)計(jì)的浮子流量計(jì)及特制的間隙為0.3mm的阻尼體安裝于現(xiàn)場取代原流量計(jì)進(jìn)行多次試驗(yàn)，結(jié)果是間隙為0.3mm和0.4mm阻尼器效果*佳，原來流量計(jì)指針擺動(dòng)幅度為10%～20%的同樣條件換裝特殊設(shè)計(jì)的流量計(jì)后，其指針擺動(dòng)基本不超過6%（士3%），操作人員認(rèn)為滿意，可以接受，這一設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期效果。經(jīng)使用一直很穩(wěn)定，這就初步解決了氣、液兩相流流量測量的難題。

因此可以認(rèn)為：這種帶有阻尼器并由特種材質(zhì)制造的浮子流量計(jì)是一種解決類似雙相流流量測量的可行方法之一，完全可以用于離子膜燒堿工藝過程中。