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            研究平衡流量計測量鈾離心濃縮廠貧料質量流量初步實驗

            來源: 作者: 發布日期:2020-09-27

              開展貧料UF6氣體質量流量測量應不影響鈾離心濃縮廠的正常運行,質量流量測量裝置應阻力小、量程范圍寬、精度高、免維護,因此傳統的單孔孔板流量計并不適用于鈾離心濃縮廠貧料流量的測量。為此,引入了平衡流量計,并開展了其在鈾離心濃縮廠UF6貧料流量測量中的初步應用研究。

             
            1平衡流量計設計
            平衡流量計的原理基于伯努利方程,核心是特殊優化設計的多孔圓盤節流整流傳感器。由于多孔孔板節流裝置具有整流作用,相比單孔孔板有許多優點,如精度高(0.3%~0.5%)、壓損。ǎ保埃ァ常埃ィ、流比范圍大(>10∶1)、直管段長度要求大幅縮減(前后各2D)、耐用、節能,因此可用于鈾離心濃縮廠貧料氣體質量流量的測量。圖1為平衡流量計結構示意圖。管道上包含了2臺壓力傳感器和1臺溫度傳感器,用來測量孔板前的絕對壓力和孔板前后的差壓以及氣體的溫度。將2個壓力和1個溫度的電信號(4~20mA)接入到計算機,通過軟件編程,即可實現氣體質量流量的在線測量功能。
            平衡流量計結構示意圖
            2流量系數測定與驗證
            貧料收料采用單線運行模式,用平衡流量計共進行了5次測量實驗,每次實驗持續5~15d不等,累積收料量從10~30t不等,實驗數據列于表1。
            實驗數據
            由表1數據可見,流量系數k并不是一個定值,前后偏差較大,這是由于當平衡流量計投入現場使用時,因安裝不規范以及氣體流動情況發生變化,都會造成k值的變化,因此,在這種情況下,不能將平衡流量計直接用于質量流量的測量,必須對k值進行修正。
            流量系數隨p/Δp的變化
            圖2示出流量系數隨壓力p與差壓Δp比值的變化。根據圖2可知,流量系數隨p/Δp的增大而增大,近似對數關系,利用圖中公式對流量系數進行了擬合,擬合結果為a=0.1158,b=0.8408。
             
            因此,可將流量系數k看作是一個隨p/Δp變化的數值,將此函數關系寫入軟件中,即可用于貧料流量的測量,然后將測量結果再與稱重秤的計算值進行比較。
             
            系數修正后,工廠采用單線進行收料時,平衡流量計在線監測貧料質量流量與工廠利用稱重值的比較列于表2,可看出,平衡流量計的測量結果與工廠計算值之間的相對偏差好于0.70%,能滿足濃縮廠日常貧料流量在線監測的需求。
            系數修正后測量結果的比較
            結論
            本文利用設計加工的平衡流量計實現了鈾離心濃縮廠貧料流量的在線測量功能。首先利用稱重值和推導出的流量計算公式計算出了流量系數,由于在實際測量過程中,流量系數并不固定,因此采用了靜壓差壓比值對數模型來進行修正。
             
            修正后的測量結果表明,貧料收料在單線運行模式下,靜壓差壓比值在4.2~9.2區間,且流量范圍在23.36~25.63g/s區間時,測量結果較好。
             
            當貧料收料運行于雙線模式時,其靜壓差壓比值會超出4.2~9.2區間,因此平衡流量計還需進一步實驗以確定其流量系數修正模型是否還適用,從而進一步滿足鈾離心濃縮廠實際貧料流量測量需求。

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