玻璃轉(zhuǎn)子流量計的作用

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

玻璃轉(zhuǎn)子流量計的安裝使用要求

前已述及，對于一般鈉離子交換器，必須經(jīng)過反復(fù)推敲，優(yōu)選出zui合理的交換、再生、反洗、置換和清洗流速，以達到經(jīng)濟合理運行之目的。而確定上述各類水處理流速則依賴玻璃轉(zhuǎn)子流量計，所以必須正確地安裝和使用玻璃轉(zhuǎn)子流量計。

玻璃轉(zhuǎn)子流量計主要由錐管、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)，裝有可上下移動的浮子（轉(zhuǎn)子）。當(dāng)流體自下而上流經(jīng)錐管時，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，浮子處于平衡位置，因此流經(jīng)玻璃轉(zhuǎn)子流量計的流體流量與浮子的上升高度，亦即與流量計的流通面積之間存在著一定的比例關(guān)系。

流經(jīng)流量計的流體流量由下式計算[3]：

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

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

5 具體應(yīng)用實例

特鋼650工段汽化冷卻余熱鍋爐房水處理間使用兩個Φ1500mm逆鈉交換器，一備一用。1999年以前，從未測試過實際鹽耗和樹脂的實際工作交換容量，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，不僅對周邊環(huán)境造成嚴重污染，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的督促指導(dǎo)下，每臺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；安裝后才發(fā)現(xiàn)，以往憑借所謂經(jīng)驗進行盲目操作時，交換流速高達60m/h，再生流速達4m/h，使得樹脂的實際工作交換容量僅有570mol/m3，實際再生程度也僅有70%，實際鹽耗卻高達130g/mol。后經(jīng)現(xiàn)場反復(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，此時再進行測試，樹脂的實際工作交換容量達到970mol/m3，再生程度達到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，在周期制水量和出水硬度相同的情況下，實際用鹽量比過去下降了27%，年平均節(jié)省工業(yè)用鹽620噸，按其價格350元/t 計算，每年可降低水處理運行成本21.5萬元，同時也大大減輕了由于排放再生廢液而對地下水源的污染程度。

6 結(jié)論

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

目前在我國有近90%的中小型鍋爐房水處理設(shè)備上，沒有安裝玻璃轉(zhuǎn)子流量計，并且單級鈉離子交換器設(shè)備生產(chǎn)廠家在其設(shè)備出廠時，也基本未配備玻璃轉(zhuǎn)子流量計，這是很不合理的，它使得各類水處理運行流速的調(diào)整根本無從談起，水處理化驗工在進行盲目操作，無法進行水處理運行經(jīng)濟成本核算工作。更有甚者，由于無法調(diào)節(jié)再生流速，目前國內(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)很快達到動態(tài)平衡，樹脂轉(zhuǎn)型不，食鹽利用率很低，鹽耗可達理論鹽耗的3～4倍，而周期制水量僅為正常操作的60%，造成極大的浪費。

總之，上述作法仍屬于以往計劃經(jīng)濟體制下的粗放式管理模式，在國內(nèi)目前中小型鍋爐房水處理運行方面，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，將目前的水處理運行方式，由粗放型改為集約型，從整體上提高廣大水處理運行管理及操作者的素質(zhì)和節(jié)能意識。