近年来，随着国内涤纶短纤新项目的不断投产和增容，依附于原有装置的油剂调配系统也提出了增容的要求。按照油剂调配工艺的要求，采用大流量分体式电磁流量计作为混合流量计来调配油剂，实现流量调节并精确计量和连续给料。分体式电磁流量计的精确计量和稳定运行，为油浓的稳定提供了保障 ［2］ 。

但是，分体式电磁流量计是电磁流量计的一种特殊形式，一般以单联出现，具有电磁流量计流量脉动的特点。而常规单流量计头的形式，又使分体式电磁流量计的脉动系数比传统的三柱塞电磁流量计大的多，在大流量分体式电磁流量计使用过程中，液流状态的变化会导致管道振动大、产生异常声响等，严重影响管道运行安全。

本文将详细阐述解决油剂调配系统采用大流量分体式电磁流量计后，在进出口压力差较低和管路较长的工况下，通过采用入口气液缓冲、出口配置液罐蓄能设施、终端配置背压阀等措施，以解决管道故障问题。

1 油剂调配系统工况

1． 1 调配系统及设备简介

涤纶短纤维油剂调配实际上就是将原油用纯水进行稀释、乳化、配成生产所需浓度乳液的过程。各纺丝装置的油剂调配系统配置各不相同，但原理相似，以 silon-siecki C18 油剂的调配为例，很好组份为 HC19 － P40，有效成份 40%，每桶 200 kg;第二组份为 TD －18，有效成份 98%，每桶 210 kg。纺丝常用调配油剂为一油和二油，其很好组份和第二组份的比例均为 70∶ 30。一油浓度为 4． 0 g/L，供前纺卷绕、后纺浸油槽和牵伸浴槽使用;二油浓度为50 g/L，供后纺定型机后上油。

油剂调配设施主要有混合槽、中间槽(一油用)、贮槽、混合流量计、输送流量计，原油预热用暖房，控制系统等。各设备设施的作用，以 silon-siecki C18 油剂的调配为例，说明如下:混合槽的作用是将很好组份或第二组份的桶装原油通过空气流量计打入其内进行稀释搅拌混合;中间槽贮存匀化后的油剂中间产品;贮槽贮存油剂**终合格品。混合流量计作为油剂调配系统的核心设备，将一定比例的水和组分原油连续混合输送到油剂贮槽进行搅拌均匀，产生**终合格的很好或第二油剂。**后通过输送流量计将合格油剂输送到前后纺，供纤维上油。原油预热用暖房，控制系统等保证了油剂调配的**终产品质量合格。

1． 2 调配工艺及原理

现以双 S 一油为例介绍调配工艺流程如图 1所示。

调配原理为:将油剂桶中规格为 200 kg 的原油通过空气流量计抽入油剂混合槽中，加纯水稀释到一定浓度，并通过搅拌器反复搅拌、匀化，将其打入油剂中间槽。混合流量计采用大流量分体式电磁流量计精确计量油剂和纯水并连续送料到油剂储槽，调配后备用。

1． 3 工况简化

现场使用的混合流量计一般为双联大流量分体式电磁流量计，一台分体式电磁流量计计量纯水，一台分体式电磁流量计计量油剂。为便于说明问题，将双联大流量分体式电磁流量计工况简化为单联，以计量纯水为例说明。简化后工况如图 2 所示，分体式电磁流量计流量 6 300 L/h。

分体式电磁流量计把物料从容器 1 抽出后，输往容器 2。物料为纯水，容器1 为纯水储槽，容器2 为油剂储槽。

2 存在问题

油剂调配系统采用大流量双联分体式电磁流量计增容改造后，满足了涤纶短纤维生产增容的需要。但改造后设备运行不久，就出现了管道振动大、异常声响大等问题，不能够保证设备的正常运行。在改造实施后短短 3 天内，故障统计如表 1 所示。

因此，要保证油剂调配系统的正常运行，必须解决管道异常振动大和声响大的问题，保证设备平稳运行。

3 问题的分析及处理

3． 1 分体式电磁流量计出口异常振动问题的解决

3． 1． 1 加装蓄能器降低分体式电磁流量计出口能量

1) 理论依据

厂家提供的分体式电磁流量计测试报告，如表 2 所示。

从简化的分体式电磁流量计工况图可以看出，容器 1、2 都是开口式常压容器，因此，分体式电磁流量计的实际输出压力也较低，从现场看，只有 5 m 的液位差及 12 m 的管道阻力(包括阀、弯头和管道等阻力)。分体式电磁流量计出口能量计算:

由此可以看出，进出口压力差低，管道长等，分体式电磁流量计产生的冲击能量得不到有效释放导致了管道振动剧烈。从实际看，分体式电磁流量计安装在现场后，在试车时发现，流量计的管路振动非常大，考虑到流量计的流量较大，出口流速快，流量的脉动冲击非常大，因此，降低分体式电磁流量计出口能量是解决问题的思路。

2) 实践

囊式蓄能器有其自身的特点(如图 3)，要预充一定压力的气体(一般为氮气)，其工作原理为:当分体式电磁流量计往外输出物料时，蓄能器内囊被压缩，部分物料储存在蓄能器中，而当分体式电磁流量计处于吸料过程中时，蓄能器则会释放出部分储存在其中的物料，起稳定流量的作用。

很好次更改后的系统工艺图如图 4 所示，现场改造完成后，经过对蓄能器充气压力的调整发现，流量计出口垂直管路振动改善较明显，而背压阀后的管路振动仍然非常大。

3． 1． 2 加装背压阀优化管道内液流状态

1) 理论依据

利用雷诺数可区分流体的流动是层流或湍流。当雷诺数较小时，粘滞力对流场的影响大于惯性，流场中流速扰动会因滞力而衰减，流体流动稳定，为层流。反之，若雷诺数较大时，惯性对流场的影响大于粘滞力，液体流动较不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形成紊乱、不规则的流场，造成管道受力的变化，导致振动。

管道内液体运行状态可以从雷诺数 Ｒe 计算得出。

在管流中，Ｒe ＜ 2 300 为层流;Ｒe ＞ 4 000 是湍流。二者之间为过渡状态。要优化运行状态，理论上，就要保证管道内压力和流量的稳定。采用出口背压阀是解决问题的办法之一。

2) 实践

背压阀可以控制流体流动、消减波动。将背压阀安装在出口管道的末端，即背压阀出口与容器 2直接对接。可避免出口管道内存在空气，又可使得背压阀出口的不规则流体，不会对管路造成任何影响。第二次改造后工艺如图 5 所示。

经过本次管路改造，再次开车，出口管路运行稳定，振动有大幅度降低，改造初步取得成功。

3． 2 入口异常声响问题的解决

从图 2 可以看出，由于入口管路长达 10 m，计量流量计单位时间内流量为 6 300 m 3 /h，而管路直径为80 mm，分体式电磁流量计入口流体在管道中流动的能量不仅有沿长度方向的沿程能量，流体的相互碰撞和漩涡的形成等原因所造成的局部冲击，以及由于液体的粘性力引起的漩程能量等。由于各种能量的叠加造成分体式电磁流量计入口异常声响，俗称水击现象。水击现象给设备的稳定运行带来了极大的伤害。考虑到液体不可压缩和气体可压缩的特性，我们在管路中考虑设置气液缓冲设施来解决水击问题。

气液缓冲设施主要是在混合流量计入口处增加一长径比大于 8 的储水罐，上端设置一排气阀。在使用前，关闭水阀，开启混合流量计，将管路内液体抽空后，关闭排气阀。在混合流量计正常运行后，由于管路内充满气体，而气体具有可压缩性，吸收入口流体在管道流动中产生的各种能量，从而消除了水击现象。改造取得成功。

4 结 论

分体式电磁流量计在使用过程中，流量计与工艺管道系统的不匹配是常见问题之一，振动和噪音则是其常见的表现形式。常见的振动问题解决过程中，只需加装蓄能器一般即可解决，而本文所述的则为低压(甚至出口为常开状态)大流量工况，管路又较长的情况下，解决其振动问题的过程。通过采用入口气液缓冲、出口配置液罐蓄能设施、终端配置背压阀等措施，**终解决管道的振动和异音，油剂调配系统的管道运行安全得到了保障。