渦輪(lún)流量計原理選型安(ān)裝與維護(hù) 發布(bù)時間:2017-08-07
渦輪流量(liàng)計是當前應用(yòng)較多的流量計種類之一(yī)。這種(zhǒng)流量(liàng)計(jì)的優點(diǎn),可以說非(fēi)常的(de)多:
正是(shì)基于上(shàng)述這些(xiē)突出點,渦輪流(liú)量計目前(qián)正(zhèng)廣(guǎng)泛應(yīng)用(yòng)于石化(huà)、冶金、燃氣等行(háng)業。看到如此的(de)流量(liàng)計,是否想(xiǎng)深入的了解一下呢?現在(zài)就帶(dài)你了解(jiě)一下這(zhè)種流量計的方(fāng)方面面。 渦(wō)輪流(liú)量計(jì)原理 下圖(tú)就是(shì)一款(kuǎn)渦輪(lún)流量計(jì)的透視(shì)圖,可(kě)以看(kàn)到流量(liàng)計(jì)的管道中(zhōng)心安(ān)放了一個渦輪,渦輪兩端(duān)由軸承(chéng)支撐。 當流體(tǐ)通過管道時,沖擊渦輪葉片,對(duì)渦輪(lún)産生驅動(dòng)力矩,使渦輪克(kè)服摩擦力和流(liú)體阻力,産生旋(xuán)轉。在一定的流(liú)量範(fàn)圍(wéi)内(nèi),對一(yī)定的流體介質(zhì)粘度,渦(wō)輪的旋(xuán)轉角(jiǎo)速度與流(liú)體流速(sù)成正比(bǐ)。渦輪的(de)轉速通(tōng)過傳感器(qì)進行檢(jiǎn)測,并(bìng)通(tōng)過後(hòu)續信号調(diào)理電(diàn)路對(duì)信号進行(háng)放大(dà)、濾波、整形,産生(shēng)于脈(mò)沖成(chéng)正(zhèng)比的脈沖信(xìn)号。處理器通過(guò)對脈沖信(xìn)号的處理,得到瞬時(shí)的流(liú)量值。 渦輪(lún)流(liú)量計在工作(zuò)時是這樣的: ? ? 注(zhù)意:雖然渦輪流(liú)量計(jì)與(yǔ)渦街流(liú)量計(jì)、旋進(jìn)漩渦(wō)流量計都(dōu)有“渦(wō)”字,但原理差别(bié)很大! 這個是(shì)渦街流量計 渦輪(lún)流量(liàng)計的結構 根據(jù)上述渦輪流量(liàng)計原理,這種流量計(jì)的結構可(kě)分以下幾(jǐ)個部(bù)分: 1.渦(wō)輪 渦輪又(yòu)稱葉輪,大多由(yóu)導磁(cí)不(bú)鏽鋼材(cái)料制成,有(yǒu)直闆葉片(piàn)、螺旋葉片等多種,可用嵌(qiàn)有許多導(dǎo)磁體(tǐ)的多孔(kǒng)護(hù)罩環(huán)來增加一定數(shù)量葉片渦輪旋(xuán)轉的頻(pín)率。渦輪(lún)由軸承(chéng)支撐,與(yǔ)殼體同軸,其葉(yè)片數量視口徑(jìng)大小(xiǎo)而定(dìng)。葉輪(lún)幾何形狀及尺(chǐ)寸對(duì)傳(chuán)感器能有較大(dà)影響,要根據流體(tǐ)性質(zhì)、流量範圍(wéi)、使用要求等設計。葉(yè)輪的(de)動平衡很(hěn)重要,直接影響(xiǎng)儀表(biǎo)性能(néng)和使用壽命。 2.軸與軸(zhóu)承 用于(yú)支(zhī)撐葉輪旋轉,需要有(yǒu)足(zú)夠(gòu)的(de)剛度、強(qiáng)度和(hé)硬度、耐磨性、耐腐(fǔ)蝕性等(děng)。它決定着傳感(gǎn)器的(de)可(kě)靠性和(hé)使用(yòng)期限(xiàn)。傳感(gǎn)器實效通常(cháng)是由軸(zhóu)與軸承引起的,因此起結構及材料的選用和(hé)維護非常(cháng)重要。 3.整流器(qì) 也叫導(dǎo)向體,在流量計進(jìn)出口裝(zhuāng)有導向體,對流體起導向整流(liú)以及支撐葉輪(lún)的作(zuò)用。通(tōng)常選(xuǎn)用不導磁材料(liào)制成。 4.信号檢測(cè)傳(chuán)感器(qì) 傳(chuán)感器(qì)的主要作用是把轉動(dòng)的(de)信号(hào)轉換爲電(diàn)信号。國内常用變磁阻式(shì),輸出信号(hào)有效值在10mv以上,配放大器可輸(shū)出伏級(jí)信(xìn)号。 5.殼(ké)體 殼(ké)體起到承(chéng)受被測流(liú)體的(de)壓力(lì)、固(gù)定安(ān)裝(zhuāng)檢測部件、連接(jiē)管道的作用。殼(ké)體采用不導磁材(cái)料制(zhì)成。 6.顯示(shì)器 顯示器(qì)爲渦輪流(liú)量(liàng)計(jì)接受(shòu)輸出信(xìn)号的裝置。在(zài)流量計運(yùn)行的過程中,瞬(shùn)時流量(liàng)、累計流量、儀表系(xì)數都(dōu)可以在(zài)顯示器(qì)向顯(xiǎn)示出(chū)來。 渦輪流量(liàng)計(jì)的選(xuǎn)型 在實際的流(liú)量計選(xuǎn)擇應用(yòng)中,要盡(jìn)量選擇合适的流量計(jì),既要(yào)避免資源(yuán)浪費造成(chéng)的過(guò)度花費,又要避(bì)免選擇(zé)不(bú)合适(shì)的流(liú)量計(jì)影響(xiǎng)測(cè)量(liàng)的精度。用(yòng)戶在選擇(zé)流量(liàng)計之(zhī)前應(yīng)首先(xiān)估計管線(xiàn)輸送(sòng)介質(zhì)的量和介(jiè)質可能(néng)達(dá)到的(de)溫度(dù)和壓力範(fàn)圍,估算(suàn)出輸送介質(zhì)的最高和(hé)最低的工況流(liú)量,正(zhèng)确選(xuǎn)擇規(guī)格合适的流量(liàng)計。選(xuǎn)擇渦(wō)輪流量計的總體原(yuán)則是(shì):盡量使流(liú)量計在最(zuì)大流(liú)量的20%~90%的範圍内(nèi)運行,這樣(yàng)流量計的最(zuì)佳計量(liàng)性能(néng)及測量精(jīng)度也是最高的(de)。 渦輪(lún)流量(liàng)計在(zài)工藝管道(dào)上安(ān)裝時,需要(yào)注意以下幾點: 1.渦輪(lún)流量計應水平安裝,流體流向必須和箭頭指向一緻(zhì),安裝處的環境溫度爲20—120℃,相對濕度不超(chāo)過80%。 2.和(hé)渦輪(lún)流量(liàng)計相(xiàng)連接的前後管道的内徑(jìng)應與流量計口(kǒu)徑一緻。流量計(jì)前直管(guǎn)段長度(dù)應大(dà)于20倍(bèi)管道(dào)直徑(jìng),流(liú)量(liàng)計後直管段長度應大于15倍管道直(zhí)徑。 3.爲了消(xiāo)除雜(zá)質,流量計(jì)前應(yīng)裝有過濾器。爲(wèi)了減(jiǎn)少由管道(dào)上遊帶來的旋回流(liú)的(de)幹擾及(jí)減小流量計前(qián)後所(suǒ)需的直管(guǎn)段長度(dù),需(xū)要安裝整(zhěng)流器(qì)。凡測(cè)易氣化的液體(tǐ)時,應安裝消氣器,以消除管道内氣體,提高測(cè)量精度(dù),延(yán)長流(liú)量計(jì)使用的生命周期。 4.工藝管道中心(xīn)和(hé)流量(liàng)計中(zhōng)心保(bǎo)持一(yī)緻。管道(dào)和流量(liàng)計連接處(chù)不(bú)得(dé)有凸(tū)出物伸人(rén)管道内,以(yǐ)免改變管(guǎn)道截面和(hé)流量計進(jìn)口流(liú)場分布。 5.爲了減(jiǎn)少來自上(shàng)遊的流場幹擾(rǎo),控制(zhì)閥應置于流量(liàng)計下遊側(cè),以利(lì)于流量的平穩控制。單(dān)獨設置(zhì)的壓力表可設置在流量計的(de)進口或出口處(chù);單獨設置(zhì)的溫(wēn)度計應設(shè)置在(zài)流量計(jì)的(de)下遊(yóu)處。 6.在測(cè)量(liàng)單向流體流(liú)量的場(chǎng)合,應在流量計(jì)的下遊處設置單向(xiàng)閥,以(yǐ)防止因流體的反沖(chòng)現象(xiàng)而影響流量計(jì)特性。 7.在流(liú)量計安(ān)裝過程(chéng)中,應盡(jìn)量減小(xiǎo)應力,以(yǐ)避免由于(yú)安裝應力所(suǒ)引起(qǐ)的變形和(hé)熱脹冷縮所引(yǐn)起的(de)畸變。 8.在可能的(de)條件下,應(yīng)設置(zhì)旁(páng)路管道(dào)。這樣既可在啓(qǐ)動時起保(bǎo)護作用,又(yòu)可以在維修時(shí)不影響流(liú)體(tǐ)的(de)正常輸送(sòng)。 9.對不帶(dài)前置放大器(qì)的流(liú)量計(jì),其流量(liàng)計和前置放(fàng)大器之間(jiān)的間距不(bú)得超(chāo)過3~5m,應該(gāi)采用(yòng)屏(píng)蔽電(diàn)纜将(jiāng)流量計的(de)輸出信号(hào)傳送至前(qián)置放(fàng)大器的輸入端(duān)。對帶前(qián)置(zhì)放大(dà)器的流量計,應(yīng)采用四芯屏蔽電纜(lǎn),将其輸出(chū)信号傳輸到流(liú)量指(zhǐ)示積算儀(yí)。 10.應保證流量計(jì)有良(liáng)好(hǎo)的(de)接地,以保證流(liú)量計(jì)的正常(cháng)工作和(hé)安全運行。 11.安(ān)裝(zhuāng)流量(liàng)計前(qián),應将(jiāng)管道内鐵屑、焊渣和(hé)雜物(wù)消除(chú)幹淨。啓動儀表(biǎo)前,應排除管道(dào)内氣體。啓(qǐ)動儀(yí)表時,管路閥門(mén)不宜(yí)開(kāi)得(dé)過大(dà)過快(kuài),應(yīng)避免過(guò)載流量流經流量計而使儀表(biǎo)受損。 12.智能式流(liú)量指(zhǐ)示積算顯(xiǎn)示儀(yí)表應水平放置或(huò)水平(píng)安裝在儀表(biǎo)屏上(shàng),安裝高度應以讀數和(hé)操作方(fāng)便爲準(zhǔn),一般爲(wèi)1.5m左右。 1013-6 影響渦輪流量計精(jīng)度的(de)因素 1.漩(xuán)渦流動(dòng) 漩渦(wō)流動會直(zhí)接影響渦輪流量計葉片的受(shòu)力情況,進(jìn)而對(duì)測量(liàng)精(jīng)度産生(shēng)影響。渦輪流量(liàng)計(jì)上遊直管段(duàn)越長(zhǎng),漩渦流動(dòng)對儀表常(cháng)數影(yǐng)響就越(yuè)小,因此,在安裝(zhuāng)渦輪流(liú)量計時(shí),增(zēng)加其上遊直管段(duàn)長(zhǎng)度以削弱(ruò)漩渦流動(dòng)對(duì)渦輪流量計精度(dù)的影(yǐng)響是有益的。 2.脈(mò)動流 脈動(dòng)流指(zhǐ)流體(tǐ)在測量區(qū)域流速(sù)是時間的函數。但(dàn)在一(yī)個足(zú)夠長的時(shí)間段内有一(yī)個(gè)恒定的平(píng)均值。入口脈動流會(huì)導緻渦(wō)輪流量(liàng)計(jì)測量結果出(chū)現正誤差(chà),即測(cè)量值與真值相(xiàng)比偏大(dà);當(dāng)入口脈動流的脈動(dòng)頻率小于(yú)渦輪(lún)流量(liàng)計葉輪角(jiǎo)頻率時,渦(wō)輪流(liú)量計測(cè)量結果(guǒ)接近真實值,入口脈(mò)動流(liú)所引(yǐn)起的測(cè)量(liàng)誤差(chà)很小(xiǎo):當入(rù)口脈動流的(de)脈動頻率大(dà)于渦輪流(liú)量計(jì)葉輪(lún)角頻(pín)率時(shí).入口脈(mò)動(dòng)流所(suǒ)引起(qǐ)的測量誤(wù)差則較大(dà)。 3.黏度(dù) 渦輪流量計在(zài)使用過程(chéng)中,當被測流體(tǐ)黏度與标定流(liú)體黏度不(bú)相同(tóng)時,也(yě)會(huì)引(yǐn)起誤(wù)差(chà)。通過發現,盡(jìn)管被測流體黏度變化極(jí)其微(wēi)小,但渦輪流量(liàng)計的(de)性能(néng)卻會(huì)發生很大變化(huà)。 雖然國内(nèi)外學(xué)者展開了(le)大量,但目前仍然沒有一套(tào)詳細完(wán)整的理(lǐ)論(lùn)可以(yǐ)描述被測流體(tǐ)黏度變化(huà)對渦(wō)輪流量計特性的影響規律。已有得到的被測(cè)流體(tǐ)黏(nián)度變化影響渦輪流量(liàng)計特性的(de)重要結論(lùn)如(rú)下(xià):被測(cè)流(liú)體(tǐ)黏度會影(yǐng)響流體進入(rù)渦(wō)輪流(liú)量計葉輪之前(qián)的速(sù)度剖面,從(cóng)而(ér)影響渦(wō)輪(lún)流(liú)量(liàng)計的特(tè)性;被測(cè)流(liú)體黏(nián)度對渦輪(lún)流量計葉輪(lún)前流體(tǐ)軸向(xiàng)流速(sù)分布有影響(xiǎng).從(cóng)而影響渦輪流量計的特性:在(zài)測量低黏(nián)度流體時,主要(yào)是渦輪流量計(jì)上遊流體(tǐ)速度剖面(miàn)的變化對(duì)儀表(biǎo)常數(shù)産生影(yǐng)響;在測(cè)量高(gāo)黏度流體(tǐ)時,由被測(cè)流體(tǐ)黏度(dù)和渦輪流(liú)量計葉輪阻礙作用而引(yǐn)起的(de)葉輪前流體軸(zhóu)向(xiàng)流速的重新(xīn)分布對儀表常(cháng)數的影響(xiǎng).比渦(wō)輪流量(liàng)計上遊(yóu)流體(tǐ)速度剖面(miàn)變化對儀表常(cháng)數的影(yǐng)響更大(dà)。 運(yùn)行與維護(hù) 1.在需(xū)要(yào)清(qīng)洗工藝管(guǎn)道時,清洗(xǐ)液體不能直(zhí)接通過(guò)流量計。應該打(dǎ)開旁(páng)路閥,讓清洗液體流經旁(páng)路管線(xiàn)來完成(chéng)工藝管道(dào)清洗工作。 2.管(guǎn)道系統(tǒng)啓動時應當先(xiān)開旁路管線,以(yǐ)防止因流(liú)速突(tū)然增加使(shǐ)渦輪(lún)因轉速(sù)過大而(ér)損壞(huài)流量計。 3.在使用渦輪流量(liàng)計之前,應(yīng)該(gāi)仔(zǎi)細閱讀産品使用說明(míng)書(shū),以保(bǎo)證對儀表(biǎo)事先(xiān)有全(quán)面的(de)了解(jiě)。 4.要求被測(cè)介質(zhì)潔淨,以減少軸(zhóu)承磨損。盡管在(zài)流量計前(qián)加裝(zhuāng)了過濾器,但仍有雜質進入(rù)表(biǎo)内而造成(chéng)磨損(sǔn),爲此需(xū)定期檢(jiǎn)修,一(yī)旦有卡阻現象應立即清(qīng)洗,以(yǐ)确保計量結果的(de)正确性(xìng)。 5.工藝(yì)介(jiè)質(zhì)的密(mì)度和(hé)黏度(dù)變化(huà)對(duì)儀表(biǎo)測(cè)量結(jié)果有影(yǐng)響。當測量液(yè)體介(jiè)質流(liú)量時(shí),其溫度與(yǔ)壓力(lì)的變(biàn)化對其(qí)密度影響很(hěn)小,一般可(kě)忽略(luè)不計(jì);但當(dāng)測量氣體介質流量(liàng)時,其(qí)溫度、壓力(lì)改(gǎi)變後對(duì)氣體(tǐ)的密度影響(xiǎng)很(hěn)大,這時需對其介質的密度進(jìn)行溫、壓補(bǔ)償,以實現被測介質(zhì)流量的正确檢(jiǎn)測或(huò)計量。除關(guān)注被測介(jiè)質的(de)密度變化對儀(yí)表測量結(jié)果的(de)影響(xiǎng)外,還應注意被(bèi)測介質黏(nián)度的(de)變化。當被(bèi)測介質黏度的(de)變(biàn)化較大時,應(yīng)将流量計(jì)予以(yǐ)重新标定後方(fāng)可使(shǐ)用(yòng)。 6.渦(wō)輪流量計(jì)不能(néng)垂直(zhí)安裝。當測量管(guǎn)道有彎曲(qǔ)現象(xiàng)時,将會(huì)引起流(liú)體的(de)旋轉(zhuǎn),影響(xiǎng)渦輪轉數改變,使儀表的(de)測量(liàng)誤差增大(dà)。
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