一、常(cháng)用液體(tǐ)流量計(jì)
的主(zhǔ)要特點及(jí)應用
在封閉管道液(yè)體(tǐ)流量測(cè)量過程中(zhōng),根據(jù)測量體積流量(liàng)的流量(liàng)計的确(què)定性(xìng)可分爲兩類:容積式流量(liàng)計和推(tuī)理(lǐ)式流(liú)量計。
1.容積(jī)式流量計
容積式流(liú)量計(又稱(chēng)定排(pái)量流(liú)量(liàng)計),是精(jīng)度高(gāo)的一種總(zǒng)量(liàng)計量儀表。按(àn)其測量元件又可分(fèn)爲螺(luó)旋轉(zhuǎn)子(雙轉子(zǐ))流量(liàng)計、刮闆(pǎn)流量計(jì)、橢圓齒輪流量(liàng)計、圓盤流量計(jì)、旋轉(zhuǎn)活(huó)塞(sāi)流量(liàng)計、液(yè)封轉筒式(shì)流量(liàng)計等,其主要特點如下。
(1)優(yōu)點:測量(liàng)精(jīng)度高(gāo);可用于(yú)高黏度(dù)液體的測量,适合于(yú)潔淨單相(xiàng)流體;直讀式儀(yí)表無需外部能源便可直接獲得累積總流量;安裝(zhuāng)方(fāng)便,對前後直管段(duàn)無特(tè)殊要求(qiú)。
(2)缺點:不(bú)适合于高、低溫(wēn)場合;被測介質種類(lèi)、口徑局限(xiàn)性(xìng)較大(dà);壓力損(sǔn)失較大;需定期(qī)校準。
(3)應用(yòng):容積(jī)式流量計(jì)憑借(jiè)其高(gāo)準确度的計量特(tè)性,在能(néng)源、石油、醫藥(yào)、食(shí)品、化工等領域(yù)被廣泛(fàn)應(yīng)用,尤其在(zài)測量原油(yóu)等液(yè)體介質時(shí),需要(yào)對儲運、交(jiāo)接和分發(fā)等進行計量,并作爲(wèi)财務核算的依(yī)據或者作爲納(nà)稅的買賣(mài)雙方執行合同的法定計量(liàng)。
2.差壓式流量計
差壓式(shì)流量(liàng)計是各類(lèi)流量儀表中(zhōng)使(shǐ)用較多的(de)一種,按檢測件(jiàn)(一次(cì)儀表(biǎo))可分(fèn)爲
孔闆流量計
、文丘(qiū)裏流量計(jì)、均速管流(liú)量計等,其(qí)主要特點如下(xià)。
(1)優點(diǎn):應(yīng)用範圍(wéi)廣,可測量(liàng)全部(bù)單相流體,部分(fèn)混相流體;結構(gòu)簡單(dān)牢固、維護(hù)方便(biàn)、使用壽命長(zhǎng);檢測件與變(biàn)送器、顯示(shì)儀表由不(bú)同廠家生(shēng)産,便于規模經(jīng)濟生(shēng)産。
(2)缺點:測(cè)量精(jīng)度一般;壓(yā)力損失大(孔闆(pǎn)、噴嘴等);安(ān)裝條(tiáo)件要求(qiú)高,其前(qián)後必須有(yǒu)足夠(gòu)長的(de)直管道。
(3)應(yīng)用:作爲最早(zǎo)的(de)測量(liàng)方式(shì),在封閉管道(dào)的流量(liàng)測量中,差壓式流量計對各種(zhǒng)條件(jiàn)下的對象都可(kě)應(yīng)用(yòng),該種(zhǒng)流量(liàng)計使用量(liàng)約占(zhàn)全部流量計(jì)用(yòng)量的1/4~1/3。
3.科裏(lǐ)奧利(lì)質量流量(liàng)計
科裏奧利質(zhì)量流量計(jì)在國(guó)内應(yīng)用(yòng)起步較(jiào)晚,但其可(kě)以直(zhí)接測量管道内(nèi)流體(tǐ)的質(zhì)量流(liú)量,其主(zhǔ)要特點如下。
(1)優(yōu)點(diǎn):測量精度較高;測量(liàng)流體範圍廣泛,包括(kuò)含有微量(liàng)氣體(tǐ)的液(yè)體;安(ān)裝對(duì)上下遊直(zhí)管段無(wú)要(yào)求。
(2)缺(quē)點:不(bú)能對低密(mì)度介質和(hé)低壓氣體進行測量,液體中含氣量(liàng)超(chāo)過某(mǒu)一限制(zhì)會影響測(cè)量精(jīng)度;對(duì)外界振動(dòng)幹擾敏感(gǎn),爲防(fáng)止管道振動影(yǐng)響,多數(shù)對傳感(gǎn)器安(ān)裝固定要(yào)求較高(gāo);管道口(kǒu)徑受限(xiàn),不(bú)能用(yòng)于較大(dà)管(guǎn)徑;測量管道内結垢(gòu)或内(nèi)壁磨損(sǔn)都會影響測量精(jīng)度;壓(yā)力損(sǔn)失較(jiào)大。
(3)應(yīng)用。科裏奧(ào)利質量流量計(jì)特别适(shì)合于黏(nián)度較大的介質(zhì),由于(yú)其精(jīng)度和(hé)穩定(dìng)度較高,因(yīn)此,發(fā)達國家在(zài)化工(gōng)、制(zhì)藥、石油(yóu)、能源、食品等工(gōng)業領(lǐng)域已大量(liàng)使用(yòng)該種(zhǒng)流量(liàng)計,在運輸(shū)部門(mén)常用(yòng)于(yú)流體管(guǎn)道輸(shū)送的(de)計量。
4.超聲波(bō)流量計(jì)
超聲波流量計
大體(tǐ)可分爲插(chā)入式、管段式、外(wài)夾式和便攜式等,其(qí)主(zhǔ)要(yào)特點(diǎn)如下(xià)。
(1)優點:非接觸式測量(liàng),适合(hé)于大口徑(jìng)、大流(liú)量測量;無(wú)壓力(lì)損失(shī),不(bú)幹擾流體;适(shì)合于任何液體(tǐ);安(ān)裝維護(hù)方便。
(2)缺點(diǎn):被測液體中含(hán)有氣(qì)泡或(huò)有(yǒu)雜(zá)音時(shí),會影響測量精(jīng)度;可測流體的溫度(dù)範圍受(shòu)超(chāo)聲波換(huàn)能器及換能器(qì)與管道(dào)之間(jiān)的耦(ǒu)合材(cái)料(liào)耐溫程度的(de)限制,高溫下(xià)被測流體傳(chuán)聲速(sù)度的原(yuán)始數據不全(quán)。
(3)應用(yòng)。超聲波流量(liàng)計(jì)在石(shí)油、化工(gōng)、冶金、電(diàn)力等領域(yù)被廣(guǎng)泛應用,常被用(yòng)在工(gōng)廠(chǎng)排放液、髒流(liú)程(chéng)液等流(liú)量測量,以(yǐ)及作(zuò)業區的(de)西(xī)氣東(dōng)輸的(de)管線上計量。
5.電(diàn)磁流量計(jì)
20世紀70、80年(nián)代(dài),電磁(cí)流量(liàng)在技術(shù)上(shàng)有重大(dà)突(tū)破,使得該(gāi)流(liú)量計的使用數量不斷(duàn)上升(shēng),其主要特(tè)點如下。
(1)優點:适(shì)用于(yú)測量含固(gù)體顆粒的液固(gù)二相(xiàng)流體;無壓力(lì)損失;不(bú)受流(liú)體特(tè)性影響。
(2)缺點:不能測(cè)量電(diàn)導率較低(dī)的液(yè)體,如(rú)石油制品(pǐn)和有機溶劑等(děng);不能用(yòng)于(yú)較(jiào)高溫度的液(yè)體測量;不能測(cè)量氣(qì)體、蒸(zhēng)汽和含有(yǒu)較多較大(dà)氣泡(pào)的液體。
(3)應用(yòng)。
電(diàn)磁流量計(jì)
中大口徑儀表常被用于給排(pái)水工程(chéng);中小(xiǎo)口徑儀(yí)表常用于高要求或(huò)難測(cè)量場(chǎng)合,如化(huà)學(xué)工業(yè)的強腐蝕(shí)液,造(zào)紙工(gōng)業(yè)測(cè)量紙(zhǐ)漿液和黑液;小(xiǎo)口徑(jìng)、微小(xiǎo)口徑常用于醫藥工(gōng)業、食品(pǐn)工(gōng)業、生物(wù)化(huà)學工業等(děng)領域(yù)。
6.渦輪流量(liàng)計
渦輪流量計(jì)
的産(chǎn)品現已發(fā)展爲(wèi)多品種、多(duō)系列批量生産(chǎn)的規(guī)模(mó),其主要(yào)特點如下。
(1)優點:精度(dù)高,測量液體時(shí)一般爲±0.25%r~±0.5%r,甚至可達±0.15%r;重(zhòng)複性(xìng)好,短期重複性可達(dá)0.05%r~0.2%r;無(wú)零點漂(piāo)移,抗幹擾(rǎo)能力(lì)強。
(2)缺(quē)點:流體物性對流(liú)量特性(xìng)有較大影響(xiǎng);不(bú)能長期保持校準特(tè)性。
(3)應(yīng)用。渦(wō)輪流(liú)量計(jì)常被用(yòng)于測量(liàng)石油(yóu)、有機(jī)液(yè)體、無機(jī)液和低溫(wēn)流體(tǐ)等,在國外(wài)成品油、輕(qīng)質原(yuán)油等(děng)的轉運及(jí)集輸(shū)站,大型原(yuán)油輸(shū)送管線的(de)首末站都(dōu)用其進行貿易結(jié)算(suàn)。
7.渦街(jiē)流量(liàng)計
渦街流(liú)量計
是流量(liàng)計(jì)中一種(zhǒng),但其發(fā)展迅速,目前已(yǐ)成爲通(tōng)用的一(yī)類,其主要(yào)特點如下。
(1)優點:應用(yòng)範圍(wéi)廣,可适用(yòng)液體、氣(qì)體和蒸汽等流量測量;壓力(lì)損失較小(xiǎo);安裝方(fāng)便,結構(gòu)簡單牢固。
(2)缺點(diǎn):抗幹擾(rǎo)能力差(chà);安裝(zhuāng)要求前後(hòu)是直管段;在脈(mò)動流、多相流中(zhōng)尚缺乏應(yīng)用經(jīng)驗。
(3)應用。渦街流(liú)量計的應用範(fàn)圍非常廣泛,常(cháng)用于工廠供水系統中(zhōng),在(zài)高黏(nián)度、低流速、小口徑情(qíng)況(kuàng)下的應用(yòng)會受到限制(zhì)。
二、流量計(jì)選擇(zé)的一般準則
爲了正确地(dì)選擇(zé)
流量計
,首先必須(xū)對(duì)每個(gè)類型(xíng)的流量(liàng)計的測(cè)量原理、結(jié)構、性能等有基(jī)本了解,然(rán)後再結合(hé)具體的測(cè)量條(tiáo)件,綜合考慮測(cè)量的準确性、經濟性等因素後(hòu),确定流量計的型式與規格。
1.選(xuǎn)擇流量計(jì)的一(yī)般準(zhǔn)則
(1)确(què)定被(bèi)測流體的(de)特性(xìng)。明确被(bèi)測流體(tǐ)是何種介質,即(jí)要了解被測流(liú)體是(shì)液體、氣體還是蒸(zhēng)汽;被測流體的性質,如(rú)流(liú)速(sù)、密(mì)度、黏度(dù)、腐蝕(shí)性與(yǔ)壓縮(suō)率等;被測(cè)介質(zhì)正常(cháng)工作(zuò)時的(de)溫度、壓力及其(qí)高低(dī)變化(huà)範圍;被測流體(tǐ)的流(liú)量範(fàn)圍(wéi),包(bāo)括最(zuì)小流(liú)量、常(cháng)用流量、最(zuì)大流量;流(liú)體的流動狀态(tài)是層流還是紊流;是(shì)否有脈動(dòng);以及流(liú)體(tǐ)流動(dòng)時是(shì)否處于滿(mǎn)管狀(zhuàng)态等,這些(xiē)因素都會直接(jiē)影響流(liú)量(liàng)計的選型。
(2)确(què)定流量(liàng)測量的技術要(yào)求(qiú)。明(míng)确流量儀(yí)表的(de)準确(què)度,即(jí)确定對被測流(liú)體的準(zhǔn)确度要求;流(liú)量測量的(de)重(zhòng)複性,即在一(yī)定的(de)條件(jiàn)下,多(duō)次反複測(cè)量同(tóng)一量(liàng)所(suǒ)測得的(de)數值是否相同(tóng);流量測(cè)量結果(guǒ)的表示(shì)方式,是質量流量還是(shì)體積流量(liàng),是瞬時流量(liàng)還是累積(jī)流量;流量儀(yí)表的(de)信号輸出方式,是否需要(yào)帶有遠程傳輸(shū)功能;流量測量(liàng)結(jié)果(guǒ)的顯示方(fāng)式,是機械表頭(tóu)還是電子表頭(tóu)等。若流(liú)量(liàng)儀表(biǎo)與被測(cè)流(liú)體的(de)技術(shù)要求(qiú)不匹(pǐ)配,也會導緻測(cè)量的誤差(chà)。
(3)确定(dìng)流量計(jì)的安裝(zhuāng)條件。流(liú)量儀表測量對象一般(bān)以管道(dào)液體爲主,因(yīn)此一般要(yào)将流量(liàng)計(jì)安裝在管道上進行(háng)測量,那麽(me)在選(xuǎn)擇流(liú)量計(jì)以前(qián),就必須(xū)要了解(jiě)現場工況,确定(dìng)是否(fǒu)需要防爆(bào)型的流量儀表(biǎo);儀表(biǎo)的(de)安裝方式,是(shì)在管道外(wài)還是在(zài)封閉的(de)管道内,是否需(xū)要斷(duàn)管;若斷管(guǎn),工藝(yì)管道是否(fǒu)有振(zhèn)動(dòng)以(yǐ)及環境溫度和濕度(dù)條件等(děng),盡量選(xuǎn)擇(zé)永久壓力損(sǔn)失小、安裝維護方便的流(liú)量計(jì)。
(4)确定運行(háng)的經(jīng)濟性。流量計結構的(de)不同(tóng),其價格和(hé)壓(yā)力損(sǔn)失(shī)也不同,綜(zōng)合考慮,價格屬于一(yī)次性投(tóu)資,但若壓(yā)力損失選擇(zé)不當,那麽流量(liàng)計長(zhǎng)期運行中(zhōng)會使流(liú)體流動(dòng)動能損失巨大(dà),造成能源(yuán)浪費(fèi)。
總之(zhī),選(xuǎn)擇流量(liàng)計時要綜(zōng)合考慮以上(shàng)因素,才能做到既滿足技(jì)術(shù)要(yào)求又經(jīng)濟合理(lǐ)。流(liú)量(liàng)計選型(xíng)的參考思(sī)路如圖(tú)1所(suǒ)示。
圖1 流量(liàng)計選(xuǎn)型的(de)參考(kǎo)思路
2.流量(liàng)計選(xuǎn)擇舉(jǔ)例
根據選(xuǎn)擇流量計的一般準(zhǔn)則,以封閉(bì)管道液體爲例,簡單說明選擇(zé)中小(xiǎo)流量測量儀表(biǎo)的步(bù)驟,見(jiàn)圖2。
圖2 封閉管(guǎn)道液體中小流(liú)量測量選型流(liú)程示(shì)意圖(tú)
三(sān)、結(jié)語
由于(yú)流量測(cè)量的(de)複雜性,至(zhì)今也沒有哪一(yī)種流量計可适用于所有(yǒu)場(chǎng)合(hé),每種(zhǒng)流量(liàng)計都(dōu)有其适用範圍(wéi),但同(tóng)時都(dōu)有一(yī)定的(de)局限(xiàn)性。因(yīn)此,在實際應(yīng)用(yòng)中,需要(yào)綜(zōng)合考(kǎo)慮各方(fāng)面(miàn)因素(sù),從而選擇出适(shì)合、理想、性價比(bǐ)高的(de)流量計。
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