流量計就是流程工業(yè)生產(chǎn)過程主要測量參數(shù)之一,選用合適、可靠性高的流量測量儀表需要考慮多種因素。遵循選型原則,介紹了流量計的分類及常用流量計的特點及應(yīng)用。
1流量計的分類
流量計按計量方式可分為體積計量和質(zhì)量計量兩大類。
體積計量可分為速度式、變面積式、容積式和差壓式。
速度式流量計包括超聲波流量計、渦街流量計、電磁流量計、靶式流量計、渦輪流量計。
變面積式:浮子式流量計、活塞式流量計。
容積式:橢圓齒輪流量計、刮板式流量計、羅茨流量計及雙轉(zhuǎn)子流量計。
差壓式:文丘里流量計、孔板流量計、平衡流量計、皮托管、均速管、阿牛巴、楔式流量計、矩形流量計、V錐流量計等。質(zhì)量計量分為科里奧利質(zhì)量流量計和熱式質(zhì)量流量計。
2石化行業(yè)常見的幾種流量計
2.1質(zhì)量流量計
科里奧利質(zhì)量流量計是根據(jù)流體在振動管中流動時產(chǎn)生一種與流體質(zhì)量流量成正比的科里奧利力制成的直接式質(zhì)量流量儀表。主要用于貿(mào)易結(jié)算、高精度過程測量控制、性能考核計量等。例如測量原油及各種油品、液體原料、化工產(chǎn)品、催化劑、阻聚劑的測量和計量等,也可以用來測量雙向流體和微小流量。
強振動、強磁場、流體中有水擊效應(yīng)、強脈動流、夾帶氣流等場合,不應(yīng)選用科里奧利質(zhì)量流量計。
熱式質(zhì)量流量計是利用流體與熱源之間的熱量交換的關(guān)系測量流量的儀表。分為熱分布式和熱消散式兩種。熱式質(zhì)量流量計響應(yīng)慢,不宜用于脈動流體,組分變化大、黏性或臟污流體流量測量。
熱分布式質(zhì)量流量計用于超凈氣體,如H2,NH3等流量測量;熱消散式質(zhì)量流量計用于HVAC、給排水、水處理、風(fēng)機量、大氣排放等。
熱式質(zhì)量流量計用于測量低流速的微小流量,N2,O2,H2等雙原子氣體,無活動部件,可靠性高,測量范圍寬。在測量微小氣體流量時,確保配管干凈,吹掃并在傳感器前加雙過濾器。
2 .2電磁流量計
電磁流量計是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律原理制造的一種測量導(dǎo)電液體的流量計,從它的測量原理上可以看出其局限性:不能測量蒸汽與氣體,所測介質(zhì)必須導(dǎo)電,且電導(dǎo)率不能低于5μs/cm。其優(yōu)勢是可以測量臟污、黏稠及腐蝕性流體,如紙漿、泥漿、污水等。不產(chǎn)生流量檢測而造成的壓力損失,流量范圍大,口徑范圍寬,對于大口徑管道可以采用插入式電磁流量計。
電磁流量計的電極和襯里都是與被測介質(zhì)直接接觸的,因此對于被測介質(zhì)的腐蝕性和操作溫度來選擇合適的電極和襯里材料。
2 .3渦街流量計
渦街流量計是根據(jù)卡門渦街原理研究生產(chǎn)的,主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量,適用的流體種類多,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點是壓力損失小,量程范圍大,精度較高。缺點是不適用于低雷諾數(shù)流體的測量,安裝所需直管段較長,管道振動較大的場合不宜選用渦街流量計。
2 .4渦輪流量計
渦輪流量計是葉輪式流量計的主要品種,傳感器采用多葉片的轉(zhuǎn)子通過流體的平均流速從而得到流量。
適用于自來水、汽油、柴油、輕質(zhì)成品油,空氣、天然氣等低黏度介質(zhì)的流量測量,最高精度可達(dá)±0.5%和±0.2%。
局限性:不能夠長期保持其校驗特性,需要定期進(jìn)行校驗;
普通型渦輪流量計不能測量高黏度介質(zhì);
傳感器需要上下游直管段較長,可以加裝整流器來減小直管段長度;
對介質(zhì)的清潔度要求較高,盡管可以加裝過濾器除去介質(zhì)中雜質(zhì),但加裝過濾器會增加壓力損失同時會增加維護(hù)量。
2. 5差壓式流量計
差壓類流量儀表的種類較多,如上文提到的孔板流量計、平衡流量計、皮托管、均速管、阿牛巴、楔式流量計、矩形流量計、V錐流量計等。差壓式流量計是根據(jù)流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生差壓從而實現(xiàn)流量的計量。
標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置包括孔板、噴嘴、文丘里噴嘴及文丘里管。
非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置包括:限流孔板、偏心孔板、平衡流量計、楔形流量計、均速管等。
差壓式流量計的種類比較多,現(xiàn)就非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的平衡式流量計的應(yīng)用情況作以簡單介紹。
平衡流量計的測量原理是根據(jù)伯努利能量守恒定律,實現(xiàn)等雷諾數(shù)、動量平衡。通過優(yōu)化設(shè)計的多孔圓盤節(jié)流裝置的傳感器(平衡流量傳感器),當(dāng)流體穿過多孔圓盤節(jié)流裝置時, 通過節(jié)流裝置取壓獲得差壓從而計算出流體流量?!?/div>
3流量計的選型原則
流量儀表的合理設(shè)計選型應(yīng)是在滿足使用要求的前提下,儀表的可靠性高,維護(hù)方便,費用節(jié)省的方案。
流量儀表的選用需要考慮的因素主要包括:流體特性、流量計特性要求、安裝條件、環(huán)境條件以及費用。
此外,流量儀表的選用不能完全追求高性能、高精度,這樣不僅增加采購費用,同時備品備件的費用也會增加。
4結(jié)束語
流體流量的準(zhǔn)確測量和調(diào)節(jié)是保證石油化工生產(chǎn)過程安全、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低能源消耗的基礎(chǔ)。由于流量測量的介質(zhì)的復(fù)雜性和多樣性,沒有通用型的流量計,沒有一種流量計能夠適用于任意不同條件的各類介質(zhì)。每一種流量計都有其測量的優(yōu)勢和局限性,不同原理、不同結(jié)構(gòu)、不同功能的流量計在其各自適用的范圍內(nèi)發(fā)揮作用。因此流量計的選用需要遵循標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及選型原則同時綜合考慮影響流量測量的各種因素?!?/span>
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