多（duō）參量調整型一體式渦街流量計在多晶矽行業的應用
點擊次數：1900 發布（bù）時間：2021-01-06 11:24:16
摘要：通過多晶矽（guī）行業的應用實例分析介紹了羅斯蒙特一（yī）體（tǐ）化多參量調整型一體式渦街流量計的特點及使用效果。
1 多晶矽行業現（xiàn）狀
多晶矽行業是個新興且具有（yǒu）發展潛力的產業，是矽產品產業鏈中不可缺失的一環（huán），其成品多（duō）晶矽更是製造（zào）矽拋光片、太陽能電池及高純（chún）矽製品的主要原（yuán）料，這是半導體和太陽（yáng）能（néng）光伏產業的物（wù）質基礎，也是信息產業和新能源產業*基礎的原材料。隨（suí）著高科技的不斷進步、信息爆炸時代（dài）的來臨（lín），**對於半導體矽的（de）需求量劇（jù）增，而且對於矽芯片存儲容量呈指數級增長要求，這就意味著純度更高的太陽能級（jí）多晶矽的需求迫在眉睫、供不應（yīng）求。中國也在高科技、新能源產業上加大了扶持力（lì）度，趁勢湧現出一批萬噸級多晶矽（guī）企業，如宜（yí）昌南玻、江蘇中能矽業、亞洲矽業、四川永祥（xiáng）等。大部分廠家均（jun1）采用改良西門子法技術，即用氯和氫合成（chéng）氯化氫，氯化氫和工業矽粉在一定的溫度下合（hé）成三氯氫矽，然後對三氯氫矽進行分離精餾提純，提純後的三氯氫矽在氫還原爐內進行CVD反（fǎn）應生產高純多晶矽。其工藝生產中涉及的主要裝置有：三氯氫矽合成、精餾、還原、氫化、尾氣回收、三廢處理等。
行業中涉（shè）及很多物料配比的流量測（cè）點，習慣上偏好使用（yòng）科式質量流量計（jì），項目初期投資很大，加長了（le）投資（zī）回報周期。過程測量儀表作為工藝生產（chǎn）過程中的潤滑劑，關係到工藝流程的穩定（dìng）性、物料配比的精（jīng）準性，同時也（yě）與人員、設備的安全性息息相關。選擇適合（hé）的（de）儀表不僅可以提（tí）升（shēng）整個生產過程的自動化（huà）程（chéng）度，也可以幫助企業在確保安全生產的同時減少初期項（xiàng）目投資。
2 羅斯蒙特差壓原（yuán）理的調整型一體式渦街流（liú）量計在多晶（jīng）矽行業的應用
2.1 還原裝（zhuāng）置流量測量應用（yòng）
（1）關鍵應用測點:
氫氣流量精準測量作為自然界中密度*小的氣體，在常溫下，氫（qīng）氣的性質很穩定（dìng），但是條件改變時情況就不同了。為確保氫氣流量準確安全（quán）的（de）測量，通常要求在316不鏽鋼（gāng）管道中氫氣流速要控製在25m/s的安全流速以內。作為還原劑，配比的精準性直（zhí）接影響到成品的合格率和品質，因此工藝要求流量精度達到0.5%；現場配管一般為管徑DN50~DN100的316不鏽鋼管道。
（2）解決方案
羅斯蒙特一體化的多參量調整型一體（tǐ）式渦街流量（liàng）計3051SFCC（SMV）, 使（shǐ）用4個（gè）間隔均等的開孔消除漩渦和（hé）不規則（zé）流動（dòng）剖麵，同時具備節流（liú）和整流的能力，在前後直（zhí）管段滿足2D的情況下即可使得（dé）氫氣（qì）流速控製在（zài）安全流速範圍內，保證了流體測量的安全性（xìng）和準確性。同時，多參（cān）量流量變送器3051SMV依據流體的伯努利（lì）方程 ，對影響流體的多達（dá）25個流量計算參數（shù）進行實時的溫度壓力全（quán）補償，消（xiāo）除流體經過孔板截流件時（shí）這些參數產生的誤差（chà），確保（bǎo）了流量計全量程誤差與設計的單點誤差保持一致。流量測量精度高達0.5%，還確保了長期測量（liàng）的穩定性，完全滿足（zú）工藝（yì）控製的需求。相較於傳（chuán）統的（de）質量流量計測量，更加經濟。
2.2 測量難點：公用工程全（quán）廠蒸汽平（píng）衡
傳統測量方案:不帶補償/部分補償渦街流量計或不帶（dài）補償/上位機部分補償的差（chà）壓式流量計，但（dàn）這些方式普遍存在計量不準確，蒸汽無法平衡（héng）的情況。究（jiū）其根本原因：蒸汽（qì）並非液體，管線傳輸過程中，由（yóu）於溫度或壓（yā）力的變化使得蒸汽自身的狀（zhuàng）態發生了（le）改變，因此，管線的上（shàng）下遊（yóu）蒸汽流量測量（liàng）值很難對上。另（lìng）外，蒸（zhēng）汽長管線傳輸過程中會產（chǎn）生振動，這也會影響部分渦街流量計的實際測量精度。羅斯蒙特多參量調整型一體式渦街流量計3051SFCC（SMV）方案就對症下藥，有效地解（jiě）決了這（zhè）一難題。*先，多參量流量變（biàn）送器3051SMV內（nèi）嵌**水蒸汽計量標準IAPWS-IF97的計算模型，此計算（suàn）模型符合**標準蒸汽熱值（zhí）輸出標準，但（dàn）計算精（jīng）度遠高於國內流量（liàng）計（jì）蒸汽測量（liàng）遵（zūn）循的IF-67公式模（mó）型；其次，3051SMV可（kě）實現對測量蒸汽進行（háng）實時動（dòng）態的溫度壓力全補償，來消除或減少因為溫度或壓力變化帶（dài）來的蒸汽能量損失，提高整個蒸汽能源計量的精度。*後3051SMV可輸出（chū）熱值。而（ér）這在（zài）蒸汽貿易結（jié）算中，熱值的交（jiāo）接更為公平和準確，且整型一體式渦街流量（liàng）計不受蒸汽振動的影響而影響測量精度。
3 羅斯蒙特一體化多參量調整型一體式渦（wō）街流量計3051SFCC（SMV）的特點及優勢
3051SFCC(SMV)是由羅斯蒙（méng）特*高端3051SMV多參（cān）量流量變送（sòng）器和405C緊湊（còu）型調整孔（kǒng）板以及閥組一體化而成，該組合模式改變並革新了傳統的差壓流量測量技術。
3.1 一（yī）體化成形出廠的意義
變送器、閥組與（yǔ）流量測（cè）量元（yuán）件由同一個廠家生產並一體化組裝。出廠前即（jí）完（wán）成了整體的壓力、密封測試，可以降低現場出現泄漏的幾率，且出廠前（qián）的整體（tǐ）流量標定也可以確保（bǎo）流量計的係（xì）統精度。貨到現場後（hòu），直接（jiē）法蘭夾持安裝，無需（xū）考慮引（yǐn）壓管，減少（shǎo）了因引壓管帶（dài）來的泄露（lù）風險和（hé）係（xì）統（tǒng）流量精（jīng）度誤差。即（jí）便流量計真有故障了，也可以直接（jiē）找到廠家來處理，避免（miǎn）了責任（rèn）分攤不清的問題。
3.2 3051SMV多參量流量變送器的優點
（1）一台表可同時測量並計算六（liù）個流量相關的（de）變量: 差壓、壓力、溫度、質量/體積流量、熱量流量，可實現累計（jì）器功能，功能高度集（jí）中。
（2）內（nèi）嵌**水（shuǐ）蒸汽（qì）計量標準IAPWS-IF97的數學計（jì）算模型，確保蒸汽測量的高精（jīng）度。實時（shí）動態補償多達25個流體變（biàn）量參數，提高流量測量精度。
（3）變送器*高精度可達到讀數的0.04%，流量量程比可達14:1。 可提供15年穩定性的保證。
3.3 調整型孔板的優點
調整型孔板基（jī）於ISO5167計算標準，開等麵積的四孔。該設計平衡度（dù）好，可以消除漩渦和不規則流動剖麵（miàn），同時具備節（jiē）流（liú）和整流的能力。對於安裝，隻需要滿足前後2D的直管段即可確保現場流量測量的（de）準確性（xìng），這樣的流量計幾乎可以安裝在工廠任何的地方，也使得現場新增流量測點變（biàn）得簡單易行。配備了3051SMV變送器的一體化調整型一體式（shì）渦街流（liú）量計的測量精度更高，可達±0.5%。
3.4 安裝（zhuāng）調試校驗的便利
羅斯蒙（méng）特一體化整型（xíng）一體式渦街（jiē）流量計現場安裝不需要額（é）外考慮引壓管。到現（xiàn）場（chǎng）後隻需要通過法蘭夾（jiá）持安裝即可，簡單容易操作（zuò）。安裝完成後通知廠家來（lái）服務調試即可，大大減少了現場的安裝調（diào）試工作量。羅斯蒙特流量計（jì）非常穩定可靠，基本（běn）不需要進行維護。每年流量計標定的時候，隻需要送檢變送器即可（kě），非（fēi）常方便。
４ 結（jié）語
羅斯蒙（méng）特多參量調整型一體式渦街流量計在多晶矽行業成功（gōng）實現了還原（yuán）裝置氫氣及公用工程蒸汽（qì）的（de）流量測量。無論是重要測（cè）量還是疑難測點，其優（yōu）異的（de）性能（néng）完全滿足了工藝（yì）測量的需求。流量計除了在定（dìng）期的停工檢修中, 做簡單的檢查外, 沒有（yǒu）出現過（guò）任何問題。其可靠度與免維護（hù）性也得到了現場儀表工程師的肯定，在**各多晶矽企業均有成功應用。
1 多晶矽行業現（xiàn）狀
多晶矽行業是個新興且具有（yǒu）發展潛力的產業，是矽產品產業鏈中不可缺失的一環（huán），其成品多（duō）晶矽更是製造（zào）矽拋光片、太陽能電池及高純（chún）矽製品的主要原（yuán）料，這是半導體和太陽（yáng）能（néng）光伏產業的物（wù）質基礎，也是信息產業和新能源產業*基礎的原材料。隨（suí）著高科技的不斷進步、信息爆炸時代（dài）的來臨（lín），**對於半導體矽的（de）需求量劇（jù）增，而且對於矽芯片存儲容量呈指數級增長要求，這就意味著純度更高的太陽能級（jí）多晶矽的需求迫在眉睫、供不應（yīng）求。中國也在高科技、新能源產業上加大了扶持力（lì）度，趁勢湧現出一批萬噸級多晶矽（guī）企業，如宜（yí）昌南玻、江蘇中能矽業、亞洲矽業、四川永祥（xiáng）等。大部分廠家均（jun1）采用改良西門子法技術，即用氯和氫合成（chéng）氯化氫，氯化氫和工業矽粉在一定的溫度下合（hé）成三氯氫矽，然後對三氯氫矽進行分離精餾提純，提純後的三氯氫矽在氫還原爐內進行CVD反（fǎn）應生產高純多晶矽。其工藝生產中涉及的主要裝置有：三氯氫矽合成、精餾、還原、氫化、尾氣回收、三廢處理等。
行業中涉（shè）及很多物料配比的流量測（cè）點，習慣上偏好使用（yòng）科式質量流量計（jì），項目初期投資很大，加長了（le）投資（zī）回報周期。過程測量儀表作為工藝生產（chǎn）過程中的潤滑劑，關係到工藝流程的穩定（dìng）性、物料配比的精（jīng）準性，同時也（yě）與人員、設備的安全性息息相關。選擇適合（hé）的（de）儀表不僅可以提（tí）升（shēng）整個生產過程的自動化（huà）程（chéng）度，也可以幫助企業在確保安全生產的同時減少初期項（xiàng）目投資。
2 羅斯蒙特差壓原（yuán）理的調整型一體式渦街流（liú）量計在多晶（jīng）矽行業的應用
2.1 還原裝（zhuāng）置流量測量應用（yòng）
（1）關鍵應用測點:
氫氣流量精準測量作為自然界中密度*小的氣體，在常溫下，氫（qīng）氣的性質很穩定（dìng），但是條件改變時情況就不同了。為確保氫氣流量準確安全（quán）的（de）測量，通常要求在316不鏽鋼（gāng）管道中氫氣流速要控製在25m/s的安全流速以內。作為還原劑，配比的精準性直（zhí）接影響到成品的合格率和品質，因此工藝要求流量精度達到0.5%；現場配管一般為管徑DN50~DN100的316不鏽鋼管道。
（2）解決方案
羅斯蒙特一體化的多參量調整型一體（tǐ）式渦街流量（liàng）計3051SFCC（SMV）, 使（shǐ）用4個（gè）間隔均等的開孔消除漩渦和（hé）不規則（zé）流動（dòng）剖麵，同時具備節流（liú）和整流的能力，在前後直（zhí）管段滿足2D的情況下即可使得（dé）氫氣（qì）流速控製在（zài）安全流速範圍內，保證了流體測量的安全性（xìng）和準確性。同時，多參（cān）量流量變送器3051SMV依據流體的伯努利（lì）方程 ，對影響流體的多達（dá）25個流量計算參數（shù）進行實時的溫度壓力全（quán）補償，消（xiāo）除流體經過孔板截流件時（shí）這些參數產生的誤差（chà），確保（bǎo）了流量計全量程誤差與設計的單點誤差保持一致。流量測量精度高達0.5%，還確保了長期測量（liàng）的穩定性，完全滿足（zú）工藝（yì）控製的需求。相較於傳（chuán）統的（de）質量流量計測量，更加經濟。
2.2 測量難點：公用工程全（quán）廠蒸汽平（píng）衡
傳統測量方案:不帶補償/部分補償渦街流量計或不帶（dài）補償/上位機部分補償的差（chà）壓式流量計，但（dàn）這些方式普遍存在計量不準確，蒸汽無法平衡（héng）的情況。究（jiū）其根本原因：蒸汽（qì）並非液體，管線傳輸過程中，由（yóu）於溫度或壓（yā）力的變化使得蒸汽自身的狀（zhuàng）態發生了（le）改變，因此，管線的上（shàng）下遊（yóu）蒸汽流量測量（liàng）值很難對上。另（lìng）外，蒸（zhēng）汽長管線傳輸過程中會產（chǎn）生振動，這也會影響部分渦街流量計的實際測量精度。羅斯蒙特多參量調整型一體式渦街流量計3051SFCC（SMV）方案就對症下藥，有效地解（jiě）決了這（zhè）一難題。*先，多參量流量變（biàn）送器3051SMV內（nèi）嵌**水蒸汽計量標準IAPWS-IF97的計算模型，此計算（suàn）模型符合**標準蒸汽熱值（zhí）輸出標準，但（dàn）計算精（jīng）度遠高於國內流量（liàng）計（jì）蒸汽測量（liàng）遵（zūn）循的IF-67公式模（mó）型；其次，3051SMV可（kě）實現對測量蒸汽進行（háng）實時動（dòng）態的溫度壓力全補償，來消除或減少因為溫度或壓力變化帶（dài）來的蒸汽能量損失，提高整個蒸汽能源計量的精度。*後3051SMV可輸出（chū）熱值。而（ér）這在（zài）蒸汽貿易結（jié）算中，熱值的交（jiāo）接更為公平和準確，且整型一體式渦街流量（liàng）計不受蒸汽振動的影響而影響測量精度。
3 羅斯蒙特一體化多參量調整型一體式渦（wō）街流量計3051SFCC（SMV）的特點及優勢
3051SFCC(SMV)是由羅斯蒙（méng）特*高端3051SMV多參（cān）量流量變送（sòng）器和405C緊湊（còu）型調整孔（kǒng）板以及閥組一體化而成，該組合模式改變並革新了傳統的差壓流量測量技術。
3.1 一（yī）體化成形出廠的意義
變送器、閥組與（yǔ）流量測（cè）量元（yuán）件由同一個廠家生產並一體化組裝。出廠前即（jí）完（wán）成了整體的壓力、密封測試，可以降低現場出現泄漏的幾率，且出廠前（qián）的整體（tǐ）流量標定也可以確保（bǎo）流量計的係（xì）統精度。貨到現場後（hòu），直接（jiē）法蘭夾持安裝，無需（xū）考慮引（yǐn）壓管，減少（shǎo）了因引壓管帶（dài）來的泄露（lù）風險和（hé）係（xì）統（tǒng）流量精（jīng）度誤差。即（jí）便流量計真有故障了，也可以直接（jiē）找到廠家來處理，避免（miǎn）了責任（rèn）分攤不清的問題。
3.2 3051SMV多參量流量變送器的優點
（1）一台表可同時測量並計算六（liù）個流量相關的（de）變量: 差壓、壓力、溫度、質量/體積流量、熱量流量，可實現累計（jì）器功能，功能高度集（jí）中。
（2）內（nèi）嵌**水（shuǐ）蒸汽（qì）計量標準IAPWS-IF97的數學計（jì）算模型，確保蒸汽測量的高精（jīng）度。實時（shí）動態補償多達25個流體變（biàn）量參數，提高流量測量精度。
（3）變送器*高精度可達到讀數的0.04%，流量量程比可達14:1。 可提供15年穩定性的保證。
3.3 調整型孔板的優點
調整型孔板基（jī）於ISO5167計算標準，開等麵積的四孔。該設計平衡度（dù）好，可以消除漩渦和不規則流動剖麵（miàn），同時具備節（jiē）流（liú）和整流的能力。對於安裝，隻需要滿足前後2D的直管段即可確保現場流量測量的（de）準確性（xìng），這樣的流量計幾乎可以安裝在工廠任何的地方，也使得現場新增流量測點變（biàn）得簡單易行。配備了3051SMV變送器的一體化調整型一體式（shì）渦街流（liú）量計的測量精度更高，可達±0.5%。
3.4 安裝（zhuāng）調試校驗的便利
羅斯蒙（méng）特一體化整型（xíng）一體式渦街（jiē）流量計現場安裝不需要額（é）外考慮引壓管。到現（xiàn）場（chǎng）後隻需要通過法蘭夾（jiá）持安裝即可，簡單容易操作（zuò）。安裝完成後通知廠家來（lái）服務調試即可，大大減少了現場的安裝調（diào）試工作量。羅斯蒙特流量計（jì）非常穩定可靠，基本（běn）不需要進行維護。每年流量計標定的時候，隻需要送檢變送器即可（kě），非（fēi）常方便。
４ 結（jié）語
羅斯蒙（méng）特多參量調整型一體式渦街流量計在多晶矽行業成功（gōng）實現了還原（yuán）裝置氫氣及公用工程蒸汽（qì）的（de）流量測量。無論是重要測（cè）量還是疑難測點，其優（yōu）異的（de）性能（néng）完全滿足了工藝（yì）測量的需求。流量計除了在定（dìng）期的停工檢修中, 做簡單的檢查外, 沒有（yǒu）出現過（guò）任何問題。其可靠度與免維護（hù）性也得到了現場儀表工程師的肯定，在**各多晶矽企業均有成功應用。