玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)的作用

      首先應(yīng)明確一個(gè)前提，玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)到底是干什么的。它是用來(lái)顯示水的瞬時(shí)流量的，其顯示單位為“m3/h”。在透明的玻璃錐管內(nèi)，浮子的上標(biāo)所對(duì)應(yīng)的錐管刻度線(xiàn)上具體位置即水的瞬時(shí)流量值，用該瞬時(shí)流量值除以離子交換器的內(nèi)截面積即水流速。如1臺(tái)內(nèi)徑為Φ1500mm的單級(jí)逆鈉交換器，其內(nèi)截面積為A=1.766m2，當(dāng)其處于正常交換運(yùn)行時(shí)，罐外垂直管段上的玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)所顯示的瞬時(shí)流量為70m3/h，則其交換運(yùn)行流速V＝40m/h。玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)的作用，就是要確定1臺(tái)離子交換器的各類(lèi)水處理流速。而為什么要確定水處理流速，它對(duì)水處理運(yùn)行的重要究竟如何？下面來(lái)詳細(xì)進(jìn)行分析。

玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)的安裝使用要求

      前已述及，對(duì)于一般鈉離子交換器，必須經(jīng)過(guò)反復(fù)推敲，優(yōu)選出zui合理的交換、再生、反洗、置換和清洗流速，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理運(yùn)行之目的。而確定上述各類(lèi)水處理流速則*依賴(lài)玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)，所以必須正確地安裝和使用玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)。

      玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)主要由錐管、浮子、與管路相連接的上下基座、上下層壓緊密封蓋和上下止擋所組成，結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖2。

      其工作原理為在垂直的透明錐管內(nèi)，裝有可上下移動(dòng)的浮子（轉(zhuǎn)子）。當(dāng)流體自下而上流經(jīng)錐管時(shí)，被浮子節(jié)流，在浮子上下游之間產(chǎn)生壓差，浮子在此壓差作用下上升。當(dāng)使浮子上升的力與浮子的重力、浮力及粘性力三者的合力相等時(shí)，浮子處于平衡位置，因此流經(jīng)玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流體流量與浮子的上升高度，亦即與流量計(jì)的流通面積之間存在著一定的比例關(guān)系。

    流經(jīng)流量計(jì)的流體流量由下式計(jì)算[3]：

式中 Q  ——容積流量，m3/h；
        α  ——流量計(jì)的流量系數(shù)；
        ε  ——流量計(jì)的膨脹系數(shù)；
        g  ——重力加速度，g＝9.8m/s2；
        △F——流量計(jì)的流通面積，m2；
        Vf ——錐體內(nèi)浮子體積，m3；
        ρ  ——流量計(jì)浮子上游橫截面上被測(cè)介質(zhì)的密度，kg/m3；
        ρf ——流量計(jì)浮子材料的密度，kg/m3；
        Ff ——流量計(jì)浮子橫截面積，m2。

      該玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)可耐酸堿腐蝕，平時(shí)依靠裝在其下游即流量計(jì)上方的針型調(diào)節(jié)閥來(lái)調(diào)節(jié)流量。流量計(jì)必須垂直安裝，流量計(jì)中心線(xiàn)與鉛垂線(xiàn)的夾角不得超過(guò)5°。水流方向應(yīng)從流量計(jì)的下部進(jìn)入，上部流出。流量計(jì)下部即上游應(yīng)安裝控制閥門(mén)。流量計(jì)使用時(shí)，先緩慢開(kāi)啟上游閥門(mén)直至全開(kāi)，然后再用下游的針型調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量即流速。流量計(jì)停止工作時(shí)，應(yīng)緩慢關(guān)閉流量計(jì)上游的控制閥門(mén)。對(duì)于進(jìn)入流量計(jì)的水質(zhì)要求：首先應(yīng)確保水中各類(lèi)懸浮物含量≤5mg/L，這就要求應(yīng)在流量計(jì)上游安裝過(guò)濾裝置。流經(jīng)流量計(jì)的水溫應(yīng)≤80℃，所以凡是與流量計(jì)連接的管路不得連接蒸汽管路，以免燙壞流量計(jì)。

      5 具體應(yīng)用實(shí)例

      特鋼650工段汽化冷卻余熱鍋爐房水處理間使用兩個(gè)Φ1500mm逆鈉交換器，一備一用。1999年以前，從未測(cè)試過(guò)實(shí)際鹽耗和樹(shù)脂的實(shí)際工作交換容量，只要保證出水硬度合格就行。該水處理間平均年產(chǎn)合格軟化水16萬(wàn)噸，每年耗工業(yè)用鹽2300噸。并且由于頻繁再生，向地溝排放大量高濃度廢液，不僅對(duì)周邊環(huán)境造成嚴(yán)重污染，而且使得所用地下水的硬度和含鹽量逐年提高，水處理設(shè)備再生周期逐年縮短，形成惡性循環(huán)。

      1999年夏季，在首鋼總公司能源管理部門(mén)的督促指導(dǎo)下，每臺(tái)逆鈉交換器均在其再生廢液出口和軟化水出口管路上安裝了玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)；安裝后才發(fā)現(xiàn)，以往憑借所謂經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行盲目操作時(shí)，交換流速高達(dá)60m/h，再生流速達(dá)4m/h，使得樹(shù)脂的實(shí)際工作交換容量?jī)H有570mol/m3，實(shí)際再生程度也僅有70%，實(shí)際鹽耗卻高達(dá)130g/mol。后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)調(diào)試，在確保出水硬度合格的前提下，將交換流速調(diào)到35m/h，再生流速調(diào)到1.7m/h，此時(shí)再進(jìn)行測(cè)試，樹(shù)脂的實(shí)際工作交換容量達(dá)到970mol/m3，再生程度達(dá)到95%，鹽耗降至72g/mol。

      1999年7月中旬至2000年7月中旬這1年內(nèi)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，在周期制水量和出水硬度相同的情況下，實(shí)際用鹽量比過(guò)去下降了27%，年平均節(jié)省工業(yè)用鹽620噸，按其價(jià)格350元/t 計(jì)算，每年可降低水處理運(yùn)行成本21.5萬(wàn)元，同時(shí)也大大減輕了由于排放再生廢液而對(duì)地下水源的污染程度。

      6 結(jié)論

      在水處理運(yùn)行中，必須根據(jù)實(shí)際情況，找出zui適宜的各類(lèi)水處理流速（交換、反洗、再生流速等）并嚴(yán)格按其操作，才能確保在出水質(zhì)量合格的前提下，將水處理運(yùn)行成本降至zui低限度，達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理運(yùn)行之目的。

      目前在我國(guó)有近90%的中小型鍋爐房水處理設(shè)備上，沒(méi)有安裝玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)，并且單級(jí)鈉離子交換器設(shè)備生產(chǎn)廠家在其設(shè)備出廠時(shí)，也基本未配備玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)，這是很不合理的，它使得各類(lèi)水處理運(yùn)行流速的調(diào)整根本無(wú)從談起，水處理化驗(yàn)工在進(jìn)行盲目操作，無(wú)法進(jìn)行水處理運(yùn)行經(jīng)濟(jì)成本核算工作。更有甚者，由于無(wú)法調(diào)節(jié)再生流速，目前國(guó)內(nèi)有許多中小型鍋爐房的水處理操作工，還在采用早已被禁止使用的浸泡式再生法，使得再生反應(yīng)很快達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，樹(shù)脂轉(zhuǎn)型不*，食鹽利用率很低，鹽耗可達(dá)理論鹽耗的3～4倍，而周期制水量?jī)H為正常操作的60%，造成極大的浪費(fèi)。

      總之，上述作法仍屬于以往計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下的粗放式管理模式，在國(guó)內(nèi)目前中小型鍋爐房水處理運(yùn)行方面，存在著十分巨大的節(jié)能降耗潛力。我們應(yīng)該大力推廣應(yīng)用玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)，將目前的水處理運(yùn)行方式，由粗放型改為集約型，從整體上提高廣大水處理運(yùn)行管理及操作者的素質(zhì)和節(jié)能意識(shí)。