幾種常用流量計在稀硝酸裝置中的應用

稀硝酸，作為工業生產中使用的重要原料，在諸多化工領域均扮演著舉足輕重的角色。其生產過程因工藝差異，對物理化學特性及測量精度提出了多樣化的要求。作為一種連續性的化工生產流程，稀硝酸的生產涉及各種物料在高溫、高壓環境下的復雜化學反應與物理變化。

當前，國內外普遍采用雙加壓法生產稀硝酸。該過程始于液氨經過精細過濾，隨后在氨蒸發器中轉化為氣氨，并進入氨空混合器與空氣充分混合，再送入氧化爐進行高效的催化氧化反應，生成氧化氮氣體。這些氣體在吸收塔內與水反應，轉化為含氮氧化物氣體的稀硝酸，最后經過漂白塔，利用空氣吹出溶解氣體，從而制得成品——稀硝酸。為確保生產過程的穩定與安全，現場操作需實時監控氨、空氣、稀硝酸及蒸汽的流量。

在稀硝酸的生產制備過程中，精確測量各種原料的流量至關重要，所使用的測量儀表種類繁多，選擇時需綜合考慮儀表性能、介質特性、環境條件、安裝難度及經濟成本。本文結合稀硝酸裝置的工藝，詳細闡述了標準孔板、威力巴、電磁流量計、渦街流量計、質量流量計及轉子流量計等多種流量儀表的應用情況。

二、稀硝酸裝置中的流量測量

2.1 差壓式流量計

2.1.1 孔板流量計

標準節流裝置與差壓變送器的組合，適用于測量液體、氣體及蒸汽的流量，具有結構簡單、安裝便捷、性能穩定且價格低廉的優勢。孔板作為標準測量元件，符合全球工業標準。在稀硝酸裝置中，常用于測量低壓蒸汽及蒸汽冷凝液等介質。然而，長期實踐表明，孔板流量計存在測量精度受限、量程比小、引壓管易泄露堵塞及磨損等問題，因此在高精度要求或介質流量波動大的場合，其適用性受限。

2.1.2 威力巴流量計

上世紀90年代，美國VERIS公司推出的威力巴流量計，通過多組取壓孔檢測流體差壓，實現高精度測量，且壓力損失僅為傳統孔板流量計的十分之一。以年產10萬噸稀硝酸裝置為例，進汽輪機的過熱蒸汽流量測量中，威力巴流量計相較于孔板流量計，在能量損耗方面表現出顯著優勢。此外，威力巴流量計還具有測量精度高、量程比大、壓損小、安裝簡便及節能高效等特點，廣泛應用于稀硝酸裝置中的氣氨、空氣及蒸汽流量測量，有效提升了系統性能并降低了能耗。

2.2 電磁流量計

電磁流量計基于法拉第電磁感應定律，專為測量導電流體的體積流量而設計。其結構堅固、測量壓力損失極小，適用于導電率大于5×10^-6 S/cm的液體，包括腐蝕性液體、含固體顆粒或懸浮物的流體及泥漿。電磁流量計輸出信號不受液體溫度、壓力及密度影響，測量量程高、范圍廣且精度高。在稀硝酸裝置中，電磁流量計被廣泛應用于測量稀酸泵出口酸流量及低壓反應水冷凝器入口循環酸等流量，電極及襯里材料可根據介質特性進行定制，安裝方式靈活多樣。

2.3 渦街流量計

渦街流量計利用流體中設置的漩渦發生體產生卡曼渦街效應，將旋渦頻率轉換為與被測介質流速成正比的脈沖信號，從而實現流量測量。渦街流量計具有結構簡單、安裝方便、維護成本低、測量精度高及壓損小等優點，適用于液體、氣體及蒸汽的流量測量。在稀硝酸裝置中，渦街流量計被用于測量氨、空氣、脫鹽水及低壓蒸汽等介質的流量。然而，渦街流量計對流暢畸變及旋轉流敏感，安裝時需確保上下游側直管段長度足夠，并遠離振動源及電磁干擾源。

2.4 科里奧利質量流量計

科里奧利質量流量計利用科里奧利效應測量流體質量流量，由流量傳感器和轉換器組成。其測量精度高、重復性好，且介質黏度及密度變化對測量影響極小。盡管價格昂貴，但因其綜合性能，在貿易計量或精確測量場合具有不可替代的優勢。在稀硝酸裝置中，質量流量計常用于測量液氨及成品酸的流量，安裝時需確保測量管無額外支撐點，以保證測量精度。

2.5 轉子流量計

轉子流量計又稱浮子流量計，由垂直錐管和可隨流體流量上下移動的浮子構成。其檢測量程適中，直管段長度要求較低。在稀硝酸裝置中，金屬轉子流量計常用于測量吸收塔不同塔板層上稀硝酸的流量，既可現場指示流量值，又可實現信號遠傳。

三、流量計的選型

流量計選型是儀表應用中的關鍵環節。在稀硝酸裝置中，選型應遵循以下步驟：首先，根據流體特性（如溫度、壓力、密度、粘度及電導率）初選合適的流量計類型；其次，考慮安裝條件（如直管段要求、振動及電氣干擾等）對測量精度的影響；再次，評估流量測量元件造成的能量損失，避免在同一生產管道中過多使用壓損較大的測量元件；最后，在投資允許的情況下，結合節能高效原則，選擇質量可靠的流量計類型及生產廠家。

結束語

綜上所述，不同流量儀表各具特色與局限。在稀硝酸裝置中選擇流量計時，應全面比較各儀表特性，并結合工廠實際情況，選擇既安全可靠又經濟耐用的最佳方案。