0引(yǐn)言
流量(liàng)儀表(biǎo)
是過(guò)程自(zì)動化(huà)儀(yí)表與裝(zhuāng)置中的大類儀(yí)表之(zhī)一,它(tā)被廣(guǎng)泛(fàn)應用與冶金(jīn)、電力(lì)、化工、石油(yóu)、交通、環境(jìng)保護及日(rì)常生活等(děng)國民經濟各個(gè)領域(yù)。在過程自(zì)動化(huà)儀表(biǎo)與裝置中,流量儀表有兩大功用;作(zuò)爲過(guò)程自動化(huà)控制系統(tǒng)的檢(jiǎn)測儀表和(hé)測量(liàng)物料數量的總(zǒng)量表。
流(liú)量(liàng)的正确計量(liàng)室生産(chǎn)和能(néng)源考核的(de)必備手段(duàn),在提高生産效(xiào)率,保(bǎo)障生産(chǎn)安(ān)全和杜絕能源浪費(fèi)等(děng)方面發(fā)揮着無可替代的作(zuò)用。但流量(liàng)是一(yī)個動态量,它是(shì)一個隻(zhī)有當流(liú)體發(fā)生運動時(shí)才實際存在的(de)物理(lǐ)量,因(yīn)此它(tā)不僅是(shì)基本量的靜(jìng)态組(zǔ)合,又(yòu)由于其動(dòng)态性(xìng)質,流量量值受(shòu)到許(xǔ)多複(fú)雜因(yīn)素的影響,例如流體内微觀分(fèn)子(zǐ)之(zhī)間的相互(hù)作用,宏觀的湍流、漩渦運(yùn)動等,在具體(tǐ)的(de)管道(dào)中還(hái)受到(dào)邊界(jiè)條件(管壁)的制(zhì)約。面(miàn)對各種的(de)流量(liàng)儀表(biǎo),如何(hé)根據流(liú)量(liàng)、流态、安裝要求與環(huán)境條(tiáo)件、經濟性(xìng)等因素(sù)合理選(xuǎn)型,是(shì)應(yīng)用(yòng)好流(liú)量儀表(biǎo)的前提和基(jī)礎。本文介(jiè)紹了(le)化工裝置(zhì)幾種常用流(liú)量(liàng)計的原理(lǐ)及選(xuǎn)型與使用經驗(yàn)。
1電磁(cí)流量(liàng)計
電(diàn)磁流量計
是基(jī)于法拉第電磁(cí)感應原理研制出的(de)一種(zhǒng)測量(liàng)導電(diàn)液(yè)體體積(jī)的(de)流量的儀表(biǎo),根據法拉第電磁感應定(dìng)律,導(dǎo)電體在磁場中(zhōng)作切割磁力線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時,導體中(zhōng)産生(shēng)感應(yīng)電壓(yā),該電(diàn)動勢的大(dà)小與導(dǎo)體(tǐ)在磁(cí)場中作垂直于(yú)磁場運動(dòng)的速(sù)度成(chéng)正比(bǐ),由此(cǐ)再根(gēn)據(jù)管(guǎn)徑,介質的不(bú)同(tóng),轉換(huàn)成流(liú)量。
電磁流量計無節流部件,因(yīn)此壓力損失小(xiǎo),該儀(yí)表測量流(liú)體流量是,不受(shòu)流體(tǐ)溫(wēn)度、壓力(lì)、密度、粘(zhān)度(dù)及流(liú)體組份的影響(xiǎng),适合于對有懸浮固體粒子的(de)污水、煤漿的流量、特别适(shì)合對(duì)腐蝕(shí)性(xìng)介(jiè)質的測量(liàng)。
選型與使(shǐ)用(yòng)時(shí)應(yīng)注意:電(diàn)磁流(liú)量(liàng)計所測(cè)液體(tǐ)應具有測量所需(xū)的電導(dǎo)率,并要求(qiú)電導率分布大體上(shàng)均勻,不能用于(yú)測量(liàng)電導(dǎo)率很低的液體(tǐ),如石油制(zhì)品和(hé)有機溶劑等。電磁流(liú)量計的測量精(jīng)度是(shì)建立(lì)在液體充滿(mǎn)管(guǎn)道的(de)情形(xíng)下,目前在管道(dào)中有空氣(qì)的情況下測量(liàng)問題(tí)尚未得到(dào)很好的解決,因此電(diàn)磁流(liú)量計(jì)不(bú)能測量氣體(tǐ)、蒸汽和(hé)含(hán)有(yǒu)較(jiào)多較大(dà)氣泡的(de)液體(tǐ)。同(tóng)時(shí)應注(zhù)意不同溫(wēn)度及腐蝕性介質應(yīng)選用(yòng)不同内襯材料和電(diàn)極材(cái)料。電磁流量計雖可(kě)以在任意(yì)管道上安(ān)裝,但電磁(cí)流量計測(cè)量電極的軸線(xiàn)必須保持水平(píng)方向,且與(yǔ)管道(dào)中(zhōng)心(xīn)線互相垂(chuí)直。爲避(bì)免在管(guǎn)道内(nèi)無液(yè)體時(shí)出現指(zhǐ)針(zhēn)不在(zài)零位(wèi)的錯(cuò)覺,電(diàn)磁流(liú)量計的變(biàn)送器應安裝(zhuāng)與(yǔ)任何時候均充滿液體的地方(fāng),同時,該流(liú)量計的型(xíng)号較爲微(wēi)弱,因(yīn)而(ér)在(zài)使用(yòng)時應(yīng)注(zhù)意外來幹擾對(duì)其測量(liàng)精度的影響,變(biàn)送器應安裝在(zài)原理一(yī)切(qiē)磁源的地方,不(bú)允許(xǔ)有振(zhèn)動(dòng)。
2渦輪流(liú)量計
渦(wō)輪流量(liàng)計(jì)
是之中速度(dù)是流量儀(yí)表,由于具有(yǒu)測量精(jīng)度高,反應(yīng)速度快,測量(liàng)範圍廣(guǎng),價格低(dī)廉(lián),安裝(zhuāng)方便(biàn)等優點,被(bèi)廣泛用于(yú)化工(gōng)生産中(zhōng)。
渦輪流(liú)量計由渦(wō)輪、軸承、前(qián)置放大器(qì)、顯示儀表組成(chéng)。渦輪(lún)變送(sòng)器的(de)工作原(yuán)理(lǐ)是當(dāng)流體(tǐ)沿着管道(dào)的(de)軸線方向流(liú)動,并沖(chòng)擊渦(wō)輪(lún)葉片是,便(biàn)有與流量qν、流速(sù)v和流(liú)體密度ρ乘(chéng)積成比(bǐ)例的力作用(yòng)在葉片上,推動渦輪旋(xuán)轉(zhuǎn)。在渦(wō)輪旋轉(zhuǎn)的同事(shì),葉片(piàn)周期性地(dì)切(qiē)割電磁鐵産生的磁(cí)力線(xiàn),改(gǎi)變線(xiàn)圈的磁通量。根(gēn)據(jù)電磁感(gǎn)應原理,在線圈(quān)内(nèi)将感(gǎn)應出脈(mò)動的電勢(shì)信号(此脈動信号的(de)頻率與被測流體的(de)流量成正(zhèng)比(bǐ))。渦(wō)輪變(biàn)送器(qì)輸出的脈沖信号,經前置(zhì)與放大器放大後,送(sòng)人顯示儀表,就(jiù)實現(xiàn)了(le)流(liú)量的(de)測量。
在化(huà)工裝置(zhì)選型與(yǔ)使用(yòng)時(shí)應注意(yì):流量計本體最(zuì)好選用316不鏽鋼(gāng)材料以防(fáng)腐;應(yīng)注意确(què)保被測(cè)介質(zhì)對渦(wō)輪不(bú)能有腐蝕,特别(bié)是軸承(chéng)出(chū),否(fǒu)則應采取措(cuò)施,在(zài)一般化工場所(suǒ)應優先考慮軸(zhóu)承(chéng)使用聚四氟(fú)乙烯、碳石墨(mò)材(cái)料;安裝渦輪流(liú)量計(jì)前,管道要(yào)清掃(sǎo),被測介質(zhì)不潔(jié)淨(jìng)時,要加(jiā)過濾器(qì),否則渦(wō)輪、軸承(chéng)易被卡住,測不(bú)出流量(liàng)來。變(biàn)送器應水平(píng)安裝,避免垂直安(ān)裝(zhuāng),并保證其前後(hòu)有(yǒu)适應(yīng)的直管段(duàn),一般(bān)前10d,後(hòu)5d。選用渦輪(lún)流量(liàng)計主(zhǔ)要是(shì)看中其高精度(dù),但因(yīn)注意,了流(liú)量計精度(dù)越高(gāo),對現(xiàn)場使用條(tiáo)件(jiàn)的變(biàn)化(huà)就越敏感,因此,安裝(zhuāng)渦輪流(liú)量(liàng)計是(shì),前後(hòu)管道法蘭(lán)要求水平(píng),否則(zé)管道應(yīng)力對流(liú)量計影響(xiǎng)很大。傳感(gǎn)器安裝在(zài)武強(qiáng)磁(cí)幹擾與熱輻(fú)射影響的(de)場所,應便(biàn)于維(wéi)修并避免(miǎn)管道震動。
3差壓(yā)式流量計
差壓式流(liú)量計(jì)是根據安(ān)裝與管道中流(liú)量檢測件産生(shēng)的差壓、已(yǐ)知的流體條件和檢測件與管道的(de)幾何尺寸(cùn)來測(cè)量流量的儀表(biǎo),是早期(qī)大量使用的一(yī)種(zhǒng)測量(liàng)流量的計量儀表。
差壓(yā)式(shì)流量(liàng)計是由三部分(fèn)組成:(1)将被(bèi)測液(yè)體的(de)流量(liàng)轉換(huàn)成差壓(yā)信号的(de)節流(liú)裝置;(2)傳輸(shū)差壓(yā)信号的信(xìn)号管道;(3)測量差(chà)壓值(zhí)的差壓儀(yí)或差壓變送器(qì)及顯(xiǎn)示(shì)儀表。通(tōng)常以檢測(cè)件(jiàn)的(de)形式對差壓式(shì)流量計分類,如(rú)
孔闆(pǎn)流量(liàng)計
、文(wén)丘裏管流量計(jì)及勻(yún)速管(guǎn)流量(liàng)計等。
在化(huà)工裝(zhuāng)置選(xuǎn)型(xíng)與使用(yòng)差壓(yā)式流(liú)量計時應(yīng)注意:差壓(yā)式流量(liàng)計的安裝應包括節流(liú)裝置、差壓(yā)引壓(yā)管、差壓計三部(bù)分(fèn)。在測量液體(tǐ)流量時,爲防止(zhǐ)液體中有氣體(tǐ)進入并存(cún)在導(dǎo)壓管内(nèi)及防止液(yè)體中有沉澱(diàn)物析出,差壓計應安(ān)裝在(zài)節流裝置(zhì)的下(xià)方,測(cè)量氣(qì)體(tǐ)流量時(shí)爲防止液(yè)體污(wū)物或(huò)灰塵進入(rù)導壓管,則(zé)差壓(yā)計應安(ān)裝(zhuāng)在節(jiē)流裝置上(shàng)方,測量(liàng)水(shuǐ)蒸氣(qì)是,要(yào)保持(chí)兩根(gēn)引壓(yā)管内(nèi)的冷(lěng)凝液柱高度(dù)相等,防止高溫蒸汽與差壓(yā)計直接接(jiē)觸。壓差引(yǐn)壓導(dǎo)管的材質應按(àn)被測介質的性(xìng)質和參(cān)數确定(dìng),其(qí)内徑不小于(yú)6mm,長度最好(hǎo)在(zài)16mm以(yǐ)内。壓差引(yǐn)壓導(dǎo)管應垂直(zhí)或傾斜敷設,傾斜度(dù)不小于1:12,粘(zhān)度高的流體,其傾斜度應更大。當壓差引壓導管長度超(chāo)過30m時(shí),導壓(yā)管應(yīng)分段傾斜(xié),并在(zài)最高(gāo)點與最低(dī)點裝設集(jí)氣器(或排氣閥(fá))和沉(chén)澱器(或排污閥)。嚴(yán)寒地區(qū)差壓引壓(yā)導管(guǎn)應加(jiā)防凍(dòng)保護(hù),同時(shí)要防(fáng)止過(guò)熱,否側差壓引壓導管中流體(tǐ)汽化會産生假差壓(yā)。
4轉子流量(liàng)計
轉子流(liú)量計爲地中(zhōng)等精确度儀(yí)表,屬(shǔ)于變(biàn)面積式流量計(jì)的換一種(zhǒng)。轉子流量(liàng)計是(shì)以浮(fú)子在垂(chuí)直椎管(guǎn)中(zhōng)随(suí)着流量變(biàn)化而(ér)升降,改變(biàn)他們之間的流(liú)通面積來進行(háng)測量的體積流量儀表。一般分(fèn)爲
玻(bō)璃(lí)轉(zhuǎn)子流(liú)量計(jì)
和
金(jīn)屬轉(zhuǎn)子流(liú)量計
,作爲(wèi)直觀流(liú)動指示或測(cè)量精确度(dù)要求(qiú)不高(gāo)的現(xiàn)場指示(shì)儀表,轉(zhuǎn)子流量(liàng)計被廣泛地(dì)用(yòng)在(zài)化工(gōng)行業。
轉子流量計适合對中、小(xiǎo)口徑中流體和(hé)雷諾(nuò)數較(jiào)低的(de)流體的流(liú)量測量。轉(zhuǎn)子流(liú)量計(jì)壓力損失較低(dī),有較寬的(de)流量(liàng)範圍度,一(yī)般10:1,最低爲(wèi)5:1,最(zuì)高爲25:1。
選(xuǎn)型與(yǔ)使用時應(yīng)注意:轉子(zǐ)流量(liàng)計主要(yào)測(cè)量對(duì)象是單(dān)相(xiàng)流體(tǐ)或氣體(tǐ),液(yè)體中(zhōng)含有微粒固體(tǐ)或氣(qì)體中(zhōng)含有(yǒu)液滴通常(cháng)不使(shǐ)用。玻璃(lí)轉子流量計應選(xuǎn)帶有(yǒu)透明防(fáng)護罩,一(yī)旦玻璃椎管破(pò)裂,可擋住(zhù)流體(tǐ)正向(xiàng)散濺,以做(zuò)經濟處理。用于氣體時應選用(yòng)導杆或(huò)帶(dài)楞筋導向的儀(yí)表,以(yǐ)避免(miǎn)操(cāo)作不慎浮子擊(jī)碎錐管(guǎn)。
轉子流量(liàng)計必(bì)須垂直安裝(zhuāng)在無振(zhèn)動管(guǎn)道上,流體自(zì)下(xià)而上(shàng)流過儀(yí)表(biǎo),其中(zhōng)心線與鉛垂線(xiàn)間夾角一般不(bú)超過(guò)5°。儀(yí)表(biǎo)安裝(zhuāng)時無嚴格(gé)上遊直管(guǎn)段長度要(yào)求(qiú),如被測介質(zhì)含顆粒狀(zhuàng)雜質(zhì),應在(zài)儀表上遊(yóu)裝過濾器(qì)。爲保(bǎo)證在長期使用過程(chéng)中測量精(jīng)度,要注(zhù)意保持(chí)浮子和(hé)錐管的(de)清潔(jié),特别是小(xiǎo)口徑(jìng)儀表,必要(yào)時可(kě)設置沖洗(xǐ)配管,特别(bié)是小(xiǎo)口徑儀表。必要(yào)時可(kě)設(shè)置(zhì)沖洗配管(guǎn),定時沖洗(xǐ)。
5熱式質量流量(liàng)計
熱(rè)式質量流量計是(shì)利用傳(chuán)熱原理(lǐ),即(jí)流動(dòng)中的流體與熱(rè)源(流體中(zhōng)加熱(rè)的物(wù)體(tǐ)或測(cè)量管外加熱(rè)體)之(zhī)間熱(rè)量交換關系來(lái)測量(liàng)流量(liàng)的儀(yí)表。熱式質(zhì)量流(liú)量計(jì)目(mù)前(qián)主要用于測量(liàng)氣體。
熱(rè)式流量(liàng)儀表主要有兩(liǎng)種:(1)利用流動流(liú)體傳遞熱(rè)量改(gǎi)變測量(liàng)管(guǎn)壁溫(wēn)度分布的熱傳(chuán)導分布效應的熱分(fèn)布式流量(liàng)計;(2)利用熱消散(冷卻)效應的金(jīn)氏定律的熱式質量(liàng)流量(liàng)計。
選(xuǎn)型使用時應注意:與(yǔ)其(qí)他流量(liàng)計相(xiàng)比,
熱(rè)式質(zhì)量流量(liàng)計
具有(yǒu)中等測量精确度,使用與(yǔ)低流(liú)速範圍測量,因(yīn)其響應時間長(zhǎng),不适應(yīng)脈(mò)動流(liú)流量(liàng)測量(liàng);在測(cè)量(liàng)氣(qì)體時流體(tǐ)溫度變(biàn)化并不影響質量流量(liàng),但溫度(dù)變化過(guò)大,比熱容的變化會(huì)導緻量程(chéng)變化;熱式(shì)質量(liàng)流量計隻能用(yòng)于測量(liàng)潔(jié)淨單相流(liú)----氣體(tǐ)或液(yè)體(tǐ),用氣(qì)體的型(xíng)号不(bú)能用于(yú)液(yè)體,反之亦然。對(duì)于熱(rè)分布式氣(qì)體還(hái)必須是幹燥氣(qì)體,不能含(hán)有濕(shī)氣。安裝(zhuāng)中大部(bù)分熱(rè)式質(zhì)量流量計的流量傳感(gǎn)器(qì)可任(rèn)何(hé)姿勢(水(shuǐ)平、垂(chuí)直或傾斜(xié))安裝(zhuāng),其性能不(bú)受安(ān)裝姿(zī)勢(shì)影響,通常認爲熱分布(bù)式無上下遊直(zhí)管段長(zhǎng)度要求,但應(yīng)注意(yì)帶測(cè)量管的(de)浸入式流量傳感器和插入式儀(yí)表需(xū)要一(yī)定長度前(qián)置直(zhí)管段。
6結束語
流(liú)量儀(yí)表大(dà)都需要(yào)适(shì)合的(de)測(cè)量介質和工(gōng)況條(tiáo)件爲(wèi)依(yī)托方可(kě)發揮正确作用,隻有優勢(shì)而沒有(yǒu)缺點的(de)流(liú)量(liàng)儀表(biǎo)現今(jīn)是不存(cún)在的,合(hé)理的選擇儀表(biǎo)對于(yú)現場工程(chéng)師和(hé)管理者是至關重要的。綜(zōng)上所述(shù),在化工(gōng)裝置中要正确(què)和有效(xiào)地(dì)選擇、使用(yòng)流量(liàng)測量(liàng)方(fāng)法和儀(yí)表,必須熟悉流量儀(yí)表和(hé)生産(chǎn)過程(chéng)流體(tǐ)特(tè)性這方(fāng)面的(de)技術,同時(shí)還應(yīng)考慮經濟(jì)因素(sù),歸納(nà)起(qǐ)來(lái)有五個方面因(yīn)素,即性(xìng)能(néng)要求,流體(tǐ)特性、安裝(zhuāng)要求(qiú)、環(huán)境條件(jiàn)和費(fèi)用。
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