玻璃转子流量计的现场应用

        首先应明确一个前提，玻璃转子流量计到底是干什么的。它是用来显示水的瞬时流量的，其显示单位为“m3/h”。在透明的玻璃锥管内，浮子的上标所对应的锥管刻度线上具体位置即水的瞬时流量值，用该瞬时流量值除以离子交换器的内截面积即水流速。如1台内径为Φ1500mm的单级逆钠交换器，其内截面积为A=1.766m2，当其处于正常交换运行时，罐外垂直管段上的玻璃转子流量计所显示的瞬时流量为70m3/h，则其交换运行流速V＝40m/h。玻璃转子流量计的作用，就是要确定1台离子交换器的各类水处理流速。而为什么要确定水处理流速，它对水处理运行的重要究竟如何？下面来详细进行分析。

玻璃转子流量计的安装使用要求

      前已述及，对于一般钠离子交换器，必须经过反复推敲，优选出最合理的交换、再生、反洗、置换和清洗流速，以达到经济合理运行之目的。而确定上述各类水处理流速则完全依赖玻璃转子流量计，所以必须正确地安装和使用玻璃转子流量计。

      玻璃转子流量计主要由锥管、浮子、与管路相连接的上下基座、上下层压紧密封盖和上下止挡所组成，结构形式见图2。

      其工作原理为在垂直的透明锥管内，装有可上下移动的浮子（转子）。当流体自下而上流经锥管时，被浮子节流，在浮子上下游之间产生压差，浮子在此压差作用下上升。当使浮子上升的力与浮子的重力、浮力及粘性力三者的合力相等时，浮子处于平衡位置，因此流经玻璃转子流量计的流体流量与浮子的上升高度，亦即与流量计的流通面积之间存在着一定的比例关系。

    流经流量计的流体流量由下式计算[3]：

式中 Q  ——容积流量，m3/h；
        α  ——流量计的流量系数；
        ε  ——流量计的膨胀系数；
        g  ——重力加速度，g＝9.8m/s2；
        △F——流量计的流通面积，m2；
        Vf ——锥体内浮子体积，m3；
        ρ  ——流量计浮子上游横截面上被测介质的密度，kg/m3；
        ρf ——流量计浮子材料的密度，kg/m3；
        Ff ——流量计浮子横截面积，m2。

      该玻璃转子流量计可耐酸碱腐蚀，平时依靠装在其下游即流量计上方的针型调节阀来调节流量。流量计必须垂直安装，流量计中心线与铅垂线的夹角不得超过5°。水流方向应从流量计的下部进入，上部流出。流量计下部即上游应安装控制阀门。流量计使用时，先缓慢开启上游阀门直至全开，然后再用下游的针型调节阀调节流量即流速。流量计停止工作时，应缓慢关闭流量计上游的控制阀门。对于进入流量计的水质要求：首先应确保水中各类悬浮物含量≤5mg/L，这就要求应在流量计上游安装过滤装置。流经流量计的水温应≤80℃，所以凡是与流量计连接的管路不得连接蒸汽管路，以免烫坏流量计。

      5 具体应用实例

      特钢650工段汽化冷却余热锅炉房水处理间使用两个Φ1500mm逆钠交换器，一备一用。1999年以前，从未测试过实际盐耗和树脂的实际工作交换容量，只要保证出水硬度合格就行。该水处理间平均年产合格软化水16万吨，每年耗工业用盐2300吨。并且由于频繁再生，向地沟排放大量高浓度废液，不仅对周边环境造成严重污染，而且使得所用地下水的硬度和含盐量逐年提高，水处理设备再生周期逐年缩短，形成恶性循环。

      1999年夏季，在首钢总公司能源管理部门的督促指导下，每台逆钠交换器均在其再生废液出口和软化水出口管路上安装了玻璃转子流量计；安装后才发现，以往凭借所谓经验进行盲目操作时，交换流速高达60m/h，再生流速达4m/h，使得树脂的实际工作交换容量仅有570mol/m3，实际再生程度也仅有70%，实际盐耗却高达130g/mol。后经现场反复调试，在确保出水硬度合格的前提下，将交换流速调到35m/h，再生流速调到1.7m/h，此时再进行测试，树脂的实际工作交换容量达到970mol/m3，再生程度达到95%，盐耗降至72g/mol。

      1999年7月中旬至2000年7月中旬这1年内，经统计，在周期制水量和出水硬度相同的情况下，实际用盐量比过去下降了27%，年平均节省工业用盐620吨，按其价格350元/t 计算，每年可降低水处理运行成本21.5万元，同时也大大减轻了由于排放再生废液而对地下水源的污染程度。

      6 结论

      在水处理运行中，必须根据实际情况，找出最适宜的各类水处理流速（交换、反洗、再生流速等）并严格按其操作，才能确保在出水质量合格的前提下，将水处理运行成本降至最低限度，达到经济合理运行之目的。

      目前在我国有近90%的中小型锅炉房水处理设备上，没有安装玻璃转子流量计，并且单级钠离子交换器设备生产厂家在其设备出厂时，也基本未配备玻璃转子流量计，这是很不合理的，它使得各类水处理运行流速的调整根本无从谈起，水处理化验工在进行盲目操作，无法进行水处理运行经济成本核算工作。更有甚者，由于无法调节再生流速，目前国内有许多中小型锅炉房的水处理操作工，还在采用早已被禁止使用的浸泡式再生法，使得再生反应很快达到动态平衡，树脂转型不彻底，食盐利用率很低，盐耗可达理论盐耗的3～4倍，而周期制水量仅为正常操作的60%，造成极大的浪费。

      总之，上述作法仍属于以往计划经济体制下的粗放式管理模式，在国内目前中小型锅炉房水处理运行方面，存在着十分巨大的节能降耗潜力。我们应该大力推广应用玻璃转子流量计，将目前的水处理运行方式，由粗放型改为集约型，从整体上提高广大水处理运行管理及操作者的素质和节能意识。