| 加工定制 : | 是 | 品牌 : | hualu/華陸 |
| 型號(hào) : | HLLZD-25 | 類型 : | 變面積式流量計(jì) |
| 測(cè)量范圍 : | 0.05-1800m3/h | 精度等級(jí) : | 1.5% |
| 公稱通徑 : | DN15-200 | 適用介質(zhì) : | 氫 |
| 工作壓力 : | 1.6 | 工作溫度 : | -30-80°C |
| 材質(zhì) : | 304不銹鋼 | 用途 : | 氫流量計(jì)量 |
制氫站 氫發(fā)生站流量計(jì)
金屬管浮子流量計(jì)測(cè)量氫流量，可測(cè)微小氫流量、含水氫流量、高壓氫流量，有就地指示型和智能遠(yuǎn)傳型，具有指針顯示瞬時(shí)流量，液晶顯示瞬時(shí)、累計(jì)流量，標(biāo)準(zhǔn)4～20mA電流輸出，上、下限報(bào)警，HART協(xié)議輸出等多種功能。
主要特點(diǎn)：
●工作可靠，維護(hù)量少，使用壽命長(zhǎng)
●1：10的較寬的量程比
●全金屬結(jié)構(gòu)，堅(jiān)固穩(wěn)定，適合高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)
●防爆設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)適合易燃、易爆危險(xiǎn)場(chǎng)合
●新型磁耦合傳感器保證信號(hào)傳輸穩(wěn)定可靠
●適合低流速小流量的介質(zhì)流量的測(cè)量
●可加裝磁過(guò)濾器
●智能型可選現(xiàn)場(chǎng)瞬時(shí)和累積流量顯示
●可選二線制、電池供電方式
●可帶保溫、夾套設(shè)計(jì)
技術(shù)參數(shù)：
測(cè)量范圍 | 水：2.5～100000L/h |
空氣：0.07～3000m3/h | |
量程比 | 10:1（特殊型 20:1） |
精度等級(jí) | 標(biāo)準(zhǔn)型1.5級(jí)，特殊訂貨可達(dá)1.0級(jí) |
工作壓力 | DN15、DN25、DN40、DN50～4.0MPa |
DN80、DN100、DN150、DN200～1.6MPa | |
介質(zhì)溫度 | 普通型：-40℃～100℃ |
高溫型：-80℃～250℃ | |
內(nèi)襯F46氟塑料：-40℃～+80℃，內(nèi)襯PFTE-40℃～+120℃ | |
環(huán)境溫度 | 指針式：-40℃～+65℃ |
智能型：-25℃～+65℃ | |
連接方式 | 法蘭連接 |
電氣接口 | M20×1.5（特殊要求可做） |
防護(hù)等級(jí) | IP65 |
防爆等級(jí) | 本安：ExibIICT4； 隔爆：ExdIIBT4 |
介質(zhì)粘度 | DN15≤5Mpa.s DN25～200≤5Mpa.s |
工作電源 | +24VDC，紋波≤5% |
測(cè)量管材質(zhì) | 304不銹鋼 316不銹鋼，304或316L不銹鋼內(nèi)襯FTFE或F46 |
浮子材質(zhì) | 304或316（不銹鋼）；FTFE或F46 |
流量范圍：
口徑 | 水(L/h)20℃ 0.101325MPa | 空氣(m3/h)20℃ 0.101325MPa | |||
壓力等級(jí) | 通徑 | 浮子（CrNi Hc) | 浮子（PTFE Ti) | 浮子（CrNi Hc) | 浮子（PTFE Ti) |
4.0MPa | 15 | 1.6-16 | 0.05-0.5 | ||
2.5-25 | 2.5-25 | 0.075-0.75 | 0.075-0.75 | ||
4.0-40 | 4.0-40 | 0.12-1.2 | 0.12-1.2 | ||
6.0-60 | 6.0-60 | 0.18-1.8 | 0.18-1.8 | ||
10-100 | 10-100 | 0.30-3.0 | 0.30-3.0 | ||
16-160 | 16-160 | 0.45-4.5 | 0.45-4.5 | ||
25-250 | 25-250 | 0.75-7.5 | 0.75-7.5 | ||
40-400 | 40-400 | 1.2-12 | 1.2-12 | ||
60-600 | 60-600 | 1.8-18 | 1.8-18 | ||
20 | 40-400 | 25-250 | 0.75-7.5 | 0.75-7.5 | |
60-600 | 40-400 | 1.2-12 | 1.2-12 | ||
100-1000 | 60-600 | 1.8-18 | 1.8-18 | ||
25 | 100-1000 | 100-1000 | 3.0-30 | 3.0-30 | |
160-1600 | 120-1200 | 5.0-50 | 5.0-50 | ||
250-2500 | 160-1600 | 7.5-75 | 7.5-75 | ||
400-4000 | 250-2500 | 12-120 | |||
32 | 160-1600 | 120-1200 | 3.0-30 | 3.0-30 | |
250-2500 | 160-1600 | 5.0-50 | 5.0-50 | ||
400-4000 | 250-2500 | 7.5-75 | 7.5-75 | ||
600-6000 | 18-180 | ||||
40 | 400-4000 | 100-1000 | 3.0-30 | 3.0-30 | |
600-6000 | 160-1600 | 5.0-50 | 5.0-50 | ||
1000-10000 | 250-2500 | 7.5-75 | 7.5-75 | ||
50 | 600-6000 | 400-4000 | 12-120 | 12-120 | |
1000-10000 | 600-6000 | 18-180 | 18-180 | ||
1600-16000 | 1000-10000 | 30-300 | 30-300 | ||
2000-20000 | 1200-12000 | 37-370 | |||
1.6MPa | 65 | 1200-12000 | 600-6000 | 18-180 | 18-180 |
1600-16000 | 1000-10000 | 30-300 | 30-300 | ||
2500-25000 | 1200-12000 | 37-370 | 37-370 | ||
80 | 2500-25000 | 1600-16000 | 37-370 | 50-500 | |
4000-40000 | 2500-25000 | 75-750 | 75-750 | ||
100 | 4000-40000 | 2500-25000 | 120-1200 | 120-1200 | |
6000-60000 | 4000-40000 | 180-1800 | |||
125 | 8000-80000 | 4000-40000 | 120-1200 | 120-1200 | |
10000-100000 | 6000-60000 | 180-1800 | |||
150 | 12000-120000 | 6000-60000 | 200-2000 | 180-1800 | |
-150000 | 8000-80000 | ||||
流量計(jì)2：
高放廢液貯槽在線氫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：
為了保證高放廢液貯槽內(nèi)氫監(jiān)測(cè)的可靠性,采取多重性的冗余監(jiān)測(cè)方式,通過(guò)綜合分析氫監(jiān)測(cè)原理和對(duì)監(jiān)測(cè)方法的比較,結(jié)合實(shí)際工況,設(shè)計(jì)了一套抽氣取樣法的在線氫監(jiān)測(cè)系統(tǒng),其中氫監(jiān)測(cè)儀表采用熱導(dǎo)式分析原理,并且為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確可靠,采取了相應(yīng)的預(yù)處理措施,實(shí)現(xiàn)了惡劣工況的在線氫監(jiān)測(cè)。
在合理利用和開發(fā)核能過(guò)程中,不可避免地會(huì)產(chǎn)生放射性廢液,這些廢液對(duì)環(huán)境構(gòu)成了一定的潛在危害。高放廢液是指放射性比活度大于3.7×1010Bq/L的放射性廢液,它是在乏燃料后處理工藝流程中產(chǎn)生的,而且是危害性大、管理難、處理花費(fèi)高的放射性廢液,因此其管理問(wèn)題一直是世界各國(guó)乏燃料后處理領(lǐng)域關(guān)注的重大課題之一。
目前國(guó)內(nèi)的高放廢液主要貯存在兩個(gè)核化工工廠的貯槽中,為了保證貯槽的設(shè)備安全,需要設(shè)置必要的監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)。由于高放廢液經(jīng)過(guò)輻解、熱解和腐蝕能夠產(chǎn)生一定量的氫,為了防止氫爆炸對(duì)貯槽設(shè)備造成損壞,導(dǎo)致放射性廢液外泄,在高放廢液貯槽中設(shè)置在線氫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)非常重要。
1 氫測(cè)量原理
測(cè)量氫的方法多種多樣,可以分為離線測(cè)量和在線測(cè)量?jī)煞N方式。離線測(cè)量是通過(guò)人工采集樣氣后,對(duì)采集樣氣進(jìn)行處理的方式,主要有爆炸法、吸收法等,但并不適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在線測(cè)量是通過(guò)在線測(cè)量?jī)x表對(duì)樣氣進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)分析的方式,根據(jù)測(cè)量原理不同,主要有催化燃燒和熱導(dǎo)式分析方法。
本文中,筆者所設(shè)計(jì)的高放廢液貯槽在線氫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)選用的是當(dāng)前常用的熱導(dǎo)式分析方法。
熱導(dǎo)率是指物質(zhì)的導(dǎo)熱能力,在熱力學(xué)中,熱傳導(dǎo)能力的強(qiáng)弱用導(dǎo)熱系數(shù)來(lái)表示,不同物質(zhì)具有不同的導(dǎo)熱能力。表1為在0℃時(shí)以空氣導(dǎo)熱系數(shù)為基準(zhǔn)的一些氣體的相對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)?？梢钥闯?氫和氦氣的熱導(dǎo)率非常接近,如果背景氣體中不存在氦氣成分,那么氫的熱導(dǎo)率將遠(yuǎn)大于背景氣中其他組分的熱導(dǎo)率,由此可實(shí)現(xiàn)氫的準(zhǔn)確測(cè)量。
熱導(dǎo)式在線氣體分析儀是一種物理式氣體分析器,通過(guò)測(cè)定混合氣體的導(dǎo)熱系數(shù),推算出其中某些組分的含量。但在實(shí)際應(yīng)用中,由于直接測(cè)量氣體的熱導(dǎo)系數(shù)比較困難,通常將氣體導(dǎo)熱系數(shù)的變化轉(zhuǎn)化為電阻的變化,然后利用平衡電橋與不平衡電橋的方式來(lái)測(cè)定輸出電壓Uo,從而間接測(cè)量氣體的組分。
測(cè)量平衡電橋如圖1所示。
熱導(dǎo)式分析儀是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、價(jià)廉、技術(shù)上較為成熟的儀器,但是熱導(dǎo)式分析儀器對(duì)氣體的壓力波動(dòng)、流量波動(dòng)十分敏感,介質(zhì)中的水汽、顆粒等雜質(zhì)對(duì)測(cè)量影響較大,所以合理設(shè)計(jì)采樣預(yù)處理系統(tǒng)是用好熱導(dǎo)式分析儀器的關(guān)鍵。
2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求
高放廢液貯槽在設(shè)計(jì)時(shí)出于安全考慮,一般都會(huì)設(shè)置備用貯槽。由于高放廢液貯槽內(nèi)廢液因輻解會(huì)產(chǎn)生氫,并且其濃度將隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸累積,為避免氫積累達(dá)到其爆炸極限,產(chǎn)生爆炸危險(xiǎn),需向貯槽內(nèi)通入一定量的壓縮空氣,對(duì)貯槽內(nèi)高放廢液上方的氣相進(jìn)行稀釋,稀釋的廢氣通過(guò)貯槽上方的呼排管道進(jìn)入設(shè)備呼排系統(tǒng),然后進(jìn)行放射性過(guò)濾處理。
為保證人員安全,要求高放廢液貯槽內(nèi)液面上方氣相處于微負(fù)壓狀態(tài)(約-500Pa),溫度約40℃。廢氣中含有放射性氣溶膠,空氣,揮發(fā)的氣體,NO、NO2等氮氧化物以及氫等多種復(fù)雜氣體。根據(jù)要求,貯槽內(nèi)氫濃度應(yīng)保持在2%以下,同時(shí)要求能夠輸出報(bào)警點(diǎn),并啟動(dòng)聯(lián)鎖風(fēng)機(jī)。另外,氫監(jiān)測(cè)裝置報(bào)警限值可以根據(jù)調(diào)試運(yùn)行情況靈活設(shè)定。
氫的在線監(jiān)測(cè)方法從技術(shù)實(shí)現(xiàn)角度分析,可以分為直接測(cè)量法和抽氣取樣法兩類。但由于直接測(cè)量法對(duì)于儀表的要求非常高,同時(shí)結(jié)合高放廢液貯槽的條件,設(shè)備內(nèi)儀表的安裝和維護(hù)非常困難,因此對(duì)于高放廢液貯槽的氫監(jiān)測(cè)采用抽氣取樣法。
氣體抽出式測(cè)量系統(tǒng)是將氫傳感器安裝在設(shè)備外,設(shè)備內(nèi)氣體通過(guò)管路輸送到設(shè)備外。氣體樣品經(jīng)過(guò)預(yù)處理后,送入分析儀器進(jìn)行氫濃度分析,分析完畢后將樣品氣無(wú)泄漏地送回設(shè)備或者尾氣處理系統(tǒng)內(nèi)。對(duì)于此方法,氣體的預(yù)處理和分析都在設(shè)備外完成,從而避開了設(shè)備內(nèi)惡劣的環(huán)境條件,有利于氫傳感器的選型與應(yīng)用。不僅如此,通過(guò)對(duì)氫傳感器及預(yù)處理流程的定期校準(zhǔn)和維護(hù),還能夠延長(zhǎng)系統(tǒng)的壽命周期。
同時(shí)通過(guò)過(guò)濾、除濕等預(yù)處理以后,被測(cè)樣氣中的氫分子基本保持不變。因此,與設(shè)備內(nèi)實(shí)際氫濃度相比,抽出式測(cè)量方式測(cè)得的氫體積濃度相比設(shè)備中的實(shí)際濃度偏高,保證了一定的安全裕量。
可見,抽氣取樣法避開了設(shè)備或貯槽內(nèi)惡劣的環(huán)境條件,有利于氫在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行,該方法可以滿足對(duì)氫傳感器和預(yù)處理流程的定期校準(zhǔn)與維護(hù),實(shí)現(xiàn)氫連續(xù)在線監(jiān)測(cè),延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命,保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
3 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
筆者在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用了抽取式的監(jiān)測(cè)方法,其中氫傳感器是監(jiān)測(cè)的核心部件,采用目前工業(yè)上廣泛應(yīng)用的熱導(dǎo)式氫分析裝置。為了高放廢液貯存系統(tǒng)的安全性,綜合考慮到該測(cè)點(diǎn)的重要性,保證氫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠性,在設(shè)計(jì)中采用了多重性冗余方法,即為每個(gè)貯槽配置兩套在線氫監(jiān)測(cè)系統(tǒng),具體流程框圖如圖2所示。
系統(tǒng)自動(dòng)完成對(duì)樣氣的放射性過(guò)濾、冷凝脫水、過(guò)濾和氣體分析過(guò)程,然后將預(yù)處理過(guò)程中產(chǎn)生的冷凝水和監(jiān)測(cè)樣氣回收并進(jìn)行排放處理。同時(shí),考慮到現(xiàn)場(chǎng)取樣得到的氣體處于一個(gè)酸性環(huán)境中,所以系統(tǒng)內(nèi)部與樣氣接觸的部件均需要采用防腐蝕材料。
筆者根據(jù)要求設(shè)計(jì)的在線氫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工藝流程如圖3所示。
該氫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括取樣系統(tǒng)、預(yù)處理系統(tǒng)和信號(hào)處理系統(tǒng)。
3.1 取樣系統(tǒng)
由于高放廢液貯槽工況的特殊性,取樣點(diǎn)處為負(fù)壓狀態(tài),為此取樣系統(tǒng)的取樣泵應(yīng)能夠抵抗惡劣環(huán)境,適應(yīng)長(zhǎng)距離采樣,使抽氣量滿足測(cè)量要求。同時(shí)在取樣系統(tǒng)中安裝可調(diào)節(jié)的流量計(jì),用來(lái)保證取樣氣體平穩(wěn)、勻速通過(guò)熱導(dǎo)傳感器,以獲得更好的測(cè)量效果。同時(shí)流量計(jì)材料宜選擇抗腐蝕材料。
3.2 預(yù)處理系統(tǒng)
對(duì)于在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),在線分析儀器技術(shù)(即傳感器)是核心技術(shù),而樣氣預(yù)處理技術(shù)則是關(guān)鍵技術(shù)。預(yù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是考慮去除樣氣中對(duì)測(cè)量造成影響的雜質(zhì)因素,比如灰塵、水汽等。文中氫在線監(jiān)測(cè)預(yù)處理系統(tǒng)中考慮的環(huán)節(jié)主要包括過(guò)濾放射性氣溶膠、冷凝水蒸氣和流量調(diào)節(jié)。
3.2.1 過(guò)濾放射性氣溶膠
系統(tǒng)通過(guò)取樣得到的樣氣來(lái)自高放廢液貯槽,因此其中含有一定量的放射性氣溶膠,此種工況需要考慮后期運(yùn)行維護(hù)劑量對(duì)人體健康的影響和射線對(duì)系統(tǒng)中電子元器件的影響。
目前對(duì)于去除氣體中的,主要采用過(guò)濾器方式。使用快速連接方式,更換下來(lái)的過(guò)濾裝置直接密封,避免外泄,操作便捷快速,減少人員放射性劑量的吸收。
3.2.2 冷凝水蒸氣
樣氣先經(jīng)過(guò)室溫冷卻脫水,經(jīng)過(guò)第1級(jí)冷凝脫水后,在取樣泵的帶動(dòng)下,大部分樣氣通過(guò)另一個(gè)旁路將樣氣放空進(jìn)入排氣管路回到貯槽,需要測(cè)量的樣氣則進(jìn)入第2進(jìn)行脫水處理。
待測(cè)樣氣進(jìn)入到壓縮機(jī)冷凝脫水的冷凝腔中,冷凝腔內(nèi)5～8℃左右的低溫將工藝樣氣的露點(diǎn)控制在5～8℃以內(nèi)。露點(diǎn)的降低必將產(chǎn)生一定量的水分,起到冷凝脫水的作用。
第1級(jí)和第2級(jí)脫水產(chǎn)生的冷凝水可能含有少量,因此不能隨意排放到外界,只能通過(guò)自身配備的排水泵排回到氣體返回氣路中,隨同抽取樣氣一同回到貯槽內(nèi)。
經(jīng)過(guò)以上預(yù)處理步驟的工藝樣氣,在通過(guò)精密過(guò)濾濾除樣氣中的殘存細(xì)小微粒后,即得到符合要求的待測(cè)氣體。
3.2.3 流量調(diào)節(jié)
為了保證氫傳感器測(cè)量的精度,需要在樣氣進(jìn)入氫傳感器之前將其流量穩(wěn)定在0.5L/min。該環(huán)節(jié)的控制主要是采用樣氣流量計(jì),通過(guò)調(diào)節(jié)流量計(jì)針型閥來(lái)獲得穩(wěn)定流量的樣氣,而后進(jìn)入分析傳感器。
3.3 信號(hào)處理系統(tǒng)
氫傳感器是在線分析系統(tǒng)的核心部分。要求傳感器應(yīng)能在電子噪聲、射頻干擾和振動(dòng)的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中運(yùn)行,且不降低系統(tǒng)性能,得到的電信號(hào)通過(guò)線路傳輸?shù)桨踩珔^(qū)域的控制箱內(nèi)進(jìn)行報(bào)警和中轉(zhuǎn)傳遞,形成報(bào)警信號(hào)和進(jìn)入DCS系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)4～20mA(DC)信號(hào)。
氫分析儀表在運(yùn)行一段時(shí)間后會(huì)產(chǎn)生信號(hào)的偏移,造成測(cè)量誤差,因此需要定期對(duì)儀表進(jìn)行標(biāo)定,采用零點(diǎn)氣和標(biāo)準(zhǔn)氣分別進(jìn)行標(biāo)定,兩者通過(guò)閥門切換。
4 結(jié)束語(yǔ)
高放廢液貯存系統(tǒng)的在線氫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)高放廢液貯槽的實(shí)際運(yùn)行工況、氫監(jiān)測(cè)要求和安全性方面進(jìn)行了充分考慮,避免了對(duì)后續(xù)元件和氣體管路的污染,實(shí)現(xiàn)了在惡劣工況下對(duì)氫的在線監(jiān)測(cè),為高放廢液貯存系統(tǒng)的良好穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。
