0引言(yan)
流量儀(yi)表
是過(guo)程自動(dong)化儀表(biao)與裝置(zhi)中的大(da)類儀表(biao)之一,它(ta)被廣泛(fan)應用與(yu)冶金、電(dian)力、化工(gong)、石油、交(jiao)通、環境(jing)保護及(ji)日常生(sheng)活等國(guo)民經濟(ji)各個領(ling)域。在過(guo)程自動(dong)化儀表(biao)與裝置(zhi)中,流量(liang)儀表有(you)兩大功(gong)用;作爲(wei)過程自(zi)🐪動化控(kong)制系統(tong)的檢測(ce)儀表和(he)🌈測量物(wu)料數量(liang)的總量(liang)表。
流量(liang)的正确(que)計量室(shi)生産和(he)能源考(kao)核的必(bi)備手段(duan),在提☎️高(gao)👨❤️👨生産效(xiao)率,保障(zhang)生産安(an)全和杜(du)絕能源(yuan)浪費等(deng)方面發(fa)揮着☀️無(wu)可替代(dai)的作用(yong)。但流量(liang)是一個(ge)動态量(liang),它是一(yi)個隻有(you)當流體(ti)發🥵生運(yun)動時才(cai)實際存(cun)在的物(wu)理量,因(yin)此它不(bu)僅是基(ji)本量的(de)靜态組(zu)合,又由(you)于其動(dong)态性質(zhi),流量量(liang)值受到(dao)許多✨複(fu)雜因素(su)的😘影響(xiang),例如流(liu)體内微(wei)觀分子(zi)之間的(de)相互作(zuo)用,宏觀(guan)的湍流(liu)、漩🐉渦運(yun)動等,在(zai)具體的(de)管道中(zhong)還受到(dao)邊界條(tiao)件(管壁(bi))的制約(yue)。面對各(ge)種的流(liu)量儀表(biao)🔞,如何根(gen)據🈲流量(liang)、流态、安(an)裝要求(qiu)與環境(jing)條🔴件、經(jing)濟性等(deng)因素合(he)理選型(xing),是應用(yong)好流量(liang)儀表的(de)前提和(he)基礎。本(ben)文介紹(shao)了化工(gong)裝置幾(ji)種常用(yong)流量計(ji)的原理(li)及選型(xing)與使用(yong)經驗。
1電(dian)磁流量(liang)計
電磁(ci)流量計(ji)
是基于(yu)法拉第(di)電磁感(gan)應原理(li)研制出(chu)的一種(zhong)測量💋導(dao)電液體(ti)體積的(de)流量的(de)儀表,根(gen)據法拉(la)第電磁(ci)感應定(ding)律,導電(dian)體在磁(ci)場中作(zuo)切割磁(ci)力線運(yun)動時,導(dao)體中産(chan)✌️生感應(ying)電壓,該(gai)⭐電動勢(shi)的大小(xiao)🈲與導體(ti)在磁場(chang)中作垂(chui)直于磁(ci)場運動(dong)的速度(du)成正比(bi),由此再(zai)根據管(guan)徑,介質(zhi)🌂的不同(tong),轉換👈成(cheng)流量。
電磁流(liu)量計無(wu)節流部(bu)件,因此(ci)壓力損(sun)失小,該(gai)儀表測(ce)🌏量流體(ti)流🏒量是(shi),不受流(liu)體溫度(du)、壓力、密(mi)度、粘度(du)及流體(ti)組份的(de)影響,适(shi)合于對(dui)有懸浮(fu)固體粒(li)子的污(wu)水、煤漿(jiang)📧的流量(liang)、特别适(shi)合對腐(fu)蝕性介(jie)質的測(ce)量。
選型(xing)與使用(yong)時應注(zhu)意:電磁(ci)流量計(ji)所測液(ye)體應具(ju)有測量(liang)所⭐需🌈的(de)電導率(lü),并要求(qiu)電導率(lü)分布大(da)體上均(jun)勻,不能(neng)用于測(ce)量電導(dao)率很低(di)的液體(ti),如石油(you)制品和(he)有機溶(rong)劑等。電(dian)磁流量(liang)計的測(ce)量⭐精度(du)是建立(li)在液體(ti)充滿管(guan)道的💋情(qing)形下,目(mu)前在管(guan)道㊙️中有(you)空氣👨❤️👨的(de)情況下(xia)測🈲量問(wen)題尚未(wei)得到很(hen)好的🍓解(jie)決,因此(ci)電🍉磁流(liu)量計不(bu)能測量(liang)氣體、蒸(zheng)汽和含(han)有較多(duo)較👣大氣(qi)泡的液(ye)體。同時(shi)應‼️注意(yi)不同溫(wen)度及🍓腐(fu)蝕性介(jie)質應選(xuan)🔞用不同(tong)内襯材(cai)料和電(dian)極材料(liao)。電磁流(liu)量計雖(sui)可🌈以在(zai)任意管(guan)道上安(an)裝,但電(dian)磁流量(liang)計測量(liang)電極的(de)軸線必(bi)須保持(chi)水平方(fang)向,且與(yu)管道中(zhong)心線互(hu)相垂直(zhi)。爲避免(mian)在管道(dao)内無液(ye)體時出(chu)現指針(zhen)不在零(ling)位的錯(cuo)覺,電磁(ci)流量計(ji)的變送(song)器應安(an)裝與任(ren)何時候(hou)均充滿(man)液體的(de)地方,同(tong)時,該流(liu)量♌計的(de)型号較(jiao)爲微弱(ruo),因而在(zai)使用時(shi)應❄️注意(yi)外來幹(gan)擾對其(qi)測量精(jing)度🍓的影(ying)響,變送(song)器應安(an)裝在原(yuan)理一切(qie)磁源的(de)地方,不(bu)允許有(you)振動。
2渦(wo)輪流量(liang)計
渦輪(lun)流量計(ji)
是之中(zhong)速度是(shi)流量儀(yi)表,由于(yu)具有測(ce)量精度(du)高,反應(ying)速度快(kuai),測量範(fan)圍廣,價(jia)格低廉(lian),安裝方(fang)便等優(you)點,被廣(guang)泛用于(yu)化工生(sheng)産中。
渦(wo)輪流量(liang)計由渦(wo)輪、軸承(cheng)、前置放(fang)大器、顯(xian)示儀表(biao)組📞成♋。渦(wo)輪變送(song)☀️器的工(gong)作原理(li)是當流(liu)體沿着(zhe)管道的(de)軸線方(fang)向流動(dong),并沖擊(ji)渦輪葉(ye)片是,便(bian)有與流(liu)量qν、流速(su)V和流體(ti)密度ρ乘(cheng)積成比(bi)例的力(li)作用在(zai)葉片上(shang),推動渦(wo)輪旋轉(zhuan)。在渦輪(lun)旋轉的(de)同事,葉(ye)片周期(qi)性地切(qie)割電磁(ci)鐵産生(sheng)的磁力(li)線,改變(bian)線圈的(de)磁通量(liang)。根據🙇🏻電(dian)磁感應(ying)原🐅理🌈,在(zai)線圈内(nei)将感應(ying)出脈動(dong)的電勢(shi)信号(此(ci)脈動信(xin)号的頻(pin)率與被(bei)測流體(ti)的流量(liang)成正比(bi))。渦📐輪變(bian)送器輸(shu)出的🎯脈(mo)沖信号(hao),經前置(zhi)與放大(da)器放大(da)後,送人(ren)顯示儀(yi)表,就實(shi)現了流(liu)量的測(ce)量。
在化工(gong)裝置選(xuan)型與使(shi)用時應(ying)注意:流(liu)量計本(ben)體最好(hao)選用316不(bu)鏽鋼材(cai)料以防(fang)腐;應注(zhu)意确保(bao)被測介(jie)質對渦(wo)輪不能(neng)有💁腐蝕(shi),特别💰是(shi)軸承出(chu),否則應(ying)采取措(cuo)施,在一(yi)🆚般化工(gong)場所應(ying)優先考(kao)慮軸承(cheng)使用聚(ju)四氟👌乙(yi)烯、碳石(shi)墨材料(liao);安✊裝渦(wo)輪流量(liang)計前,管(guan)🔅道要清(qing)掃,被測(ce)介質不(bu)潔淨時(shi),要加過(guo)濾器,否(fou)則渦輪(lun)、軸承易(yi)被卡住(zhu),測不出(chu)流量來(lai)。變送器(qi)應水平(ping)安裝,避(bi)免垂⁉️直(zhi)安裝,并(bing)保證其(qi)前後有(you)适應的(de)直管段(duan),一般前(qian)10D,後5D。選用(yong)渦輪流(liu)量計主(zhu)要是看(kan)中其高(gao)精度,但(dan)因注意(yi)🍉,了流量(liang)計精度(du)越高,對(dui)現場使(shi)用條件(jian)的變化(hua)就越🌈敏(min)感,因此(ci),安裝渦(wo)輪流量(liang)計是,前(qian)後管道(dao)法蘭要(yao)求水平(ping),否則管(guan)道應力(li)對流量(liang)計影響(xiang)很大。傳(chuan)感器安(an)裝在武(wu)強磁幹(gan)擾與熱(re)輻射影(ying)響的場(chang)所,應便(bian)于維修(xiu)并避免(mian)❌管道震(zhen)動。
3差壓(ya)式流量(liang)計
差壓(ya)式流量(liang)計是根(gen)據安裝(zhuang)與管道(dao)中流量(liang)檢測件(jian)産生📧的(de)差壓、已(yi)知的流(liu)體條件(jian)和檢測(ce)件與管(guan)道的幾(ji)何尺寸(cun)來測量(liang)流量的(de)儀表,是(shi)早期大(da)量使用(yong)的一種(zhong)測量流(liu)量的計(ji)量儀表(biao)。
差壓式(shi)流量計(ji)是由三(san)部分組(zu)成:(1)将被(bei)測液體(ti)的流量(liang)🐉轉換成(cheng)差壓信(xin)号的節(jie)流裝置(zhi);(2)傳輸差(cha)壓信号(hao)的信号(hao)管道;(3)測(ce)量🧡差壓(ya)值的差(cha)壓儀或(huo)差壓變(bian)送器及(ji)顯示儀(yi)表。通常(chang)以檢測(ce)件的形(xing)式對差(cha)壓式流(liu)量計分(fen)類,如
孔(kong)闆流量(liang)計
、文丘(qiu)裏管流(liu)量計及(ji)勻速管(guan)流量計(ji)等。
在化(hua)工裝置(zhi)選型與(yu)使用差(cha)壓式流(liu)量計時(shi)應注意(yi):差壓式(shi)流量計(ji)的安裝(zhuang)應包括(kuo)節流裝(zhuang)置、差壓(ya)引壓管(guan)、差壓計(ji)三部分(fen)。在測量(liang)液體流(liu)量時,爲(wei)防止液(ye)體♋中有(you)氣體進(jin)入并存(cun)在導壓(ya)管内及(ji)防🍓止液(ye)體中有(you)沉澱物(wu)析出,差(cha)壓計應(ying)安裝在(zai)🚶節流裝(zhuang)置🌈的下(xia)方,測量(liang)氣體流(liu)量時爲(wei)防止液(ye)體污物(wu)或灰💜塵(chen)進入導(dao)壓管,則(ze)差壓計(ji)應安裝(zhuang)在節流(liu)裝置上(shang)方,測量(liang)水☀️蒸氣(qi)⭐是,要保(bao)持兩根(gen)引🌍壓管(guan)内的冷(leng)凝液柱(zhu)高度相(xiang)等,防止(zhi)高溫蒸(zheng)汽與差(cha)壓㊙️計直(zhi)接接觸(chu)。壓差引(yin)壓導管(guan)的材質(zhi)應按被(bei)測介質(zhi)的🌂性質(zhi)和參數(shu)确定,其(qi)内徑不(bu)小于6mm,長(zhang)度最好(hao)在🛀🏻16mm以内(nei)。壓差引(yin)壓導管(guan)應垂直(zhi)或傾㊙️斜(xie)敷設,傾(qing)斜💃度不(bu)小于1:12,粘(zhan)度高的(de)流體,其(qi)傾斜度(du)應更大(da)。當壓差(cha)引壓導(dao)管長度(du)超過30m時(shi),導壓管(guan)應分段(duan)傾斜,并(bing)在🌈最高(gao)點與最(zui)低點裝(zhuang)設集氣(qi)👉器(或排(pai)氣閥)和(he)沉澱器(qi)(或排污(wu)閥🌈)。嚴寒(han)地區差(cha)壓引壓(ya)導管應(ying)加👉防凍(dong)保護,同(tong)時要防(fang)止過熱(re),否側差(cha)壓引壓(ya)導管中(zhong)流體汽(qi)化會産(chan)生假差(cha)壓。
4轉子(zi)流量計(ji)
轉子流(liu)量計爲(wei)地中等(deng)精确度(du)儀表,屬(shu)于變面(mian)積式流(liu)量計的(de)換一種(zhong)。轉子流(liu)量計是(shi)以浮子(zi)在垂直(zhi)椎管中(zhong)随着流(liu)量變化(hua)而升降(jiang),改變他(ta)們之間(jian)的流通(tong)面積來(lai)進行測(ce)量的體(ti)積流量(liang)儀表。一(yi)般分爲(wei)
玻璃轉(zhuan)子流量(liang)計
和
金(jin)屬轉子(zi)流量計(ji)
,作爲直(zhi)觀流動(dong)指示或(huo)測量精(jing)确度要(yao)求不高(gao)的現場(chang)指示儀(yi)表⛷️,轉子(zi)流量計(ji)被廣泛(fan)地用在(zai)化工行(hang)業。
轉子(zi)流量計(ji)适合對(dui)中、小口(kou)徑中流(liu)體和雷(lei)諾數較(jiao)低的流(liu)體👨❤️👨的流(liu)量測量(liang)。轉子流(liu)量計壓(ya)力損失(shi)較低,有(you)較寬的(de)流量範(fan)圍度,一(yi)般10:1,最低(di)爲5:1,最高(gao)爲25:1。
選型(xing)與使用(yong)時應注(zhu)意:轉子(zi)流量計(ji)主要測(ce)量對象(xiang)是單相(xiang)☀️流體或(huo)氣體,液(ye)體中含(han)有微粒(li)固體或(huo)氣體中(zhong)含有液(ye)滴通常(chang)不使用(yong)💚。玻璃轉(zhuan)子流量(liang)計應選(xuan)帶有透(tou)明防護(hu)罩,一旦(dan)玻璃椎(zhui)管破裂(lie),可擋住(zhu)流體正(zheng)向散濺(jian),以做經(jing)濟處理(li)。用于氣(qi)體時應(ying)選用導(dao)杆或✍️帶(dai)楞筋導(dao)向的儀(yi)表,以避(bi)免操作(zuo)不慎浮(fu)子擊碎(sui)錐管。
轉(zhuan)子流量(liang)計必須(xu)垂直安(an)裝在無(wu)振動管(guan)道上,流(liu)體自下(xia)💞而上流(liu)過儀表(biao),其中心(xin)線與鉛(qian)垂線間(jian)夾角一(yi)般不超(chao)過5°。儀表(biao)安裝時(shi)無🤟嚴格(ge)上遊直(zhi)管段長(zhang)度要求(qiu),如被測(ce)介質含(han)顆粒狀(zhuang)雜質,應(ying)在儀表(biao)上遊裝(zhuang)過濾器(qi)。爲保證(zheng)在長期(qi)使用過(guo)程中測(ce)量精度(du),要注意(yi)保持浮(fu)子和㊙️錐(zhui)管的清(qing)潔,特别(bie)是小口(kou)🐉徑儀表(biao),必要時(shi)可設置(zhi)沖洗配(pei)管,特别(bie)是小🌈口(kou)徑儀表(biao)。必要⛱️時(shi)可設置(zhi)沖洗🏃♂️配(pei)管,定時(shi)沖洗。
5熱(re)式質量(liang)流量計(ji)
熱式質(zhi)量流量(liang)計是利(li)用傳熱(re)原理,即(ji)流動中(zhong)的流體(ti)與熱源(yuan)(流🈚體中(zhong)加熱的(de)物體或(huo)測量管(guan)外加熱(re)體)之間(jian)熱量交(jiao)換關系(xi)來測量(liang)流量的(de)儀表。熱(re)式質量(liang)流量計(ji)目前主(zhu)要用于(yu)測量氣(qi)㊙️體。
熱式(shi)流量儀(yi)表主要(yao)有兩種(zhong):(1)利用流(liu)動流體(ti)傳遞熱(re)量改變(bian)測量管(guan)壁溫度(du)分布的(de)熱傳導(dao)分布效(xiao)應的熱(re)分布式(shi)✌️流量🐅計(ji);(2)利用熱(re)消散(冷(leng)卻)效應(ying)的金氏(shi)定律的(de)熱式質(zhi)量流量(liang)計。
選型(xing)使用時(shi)應注意(yi):與其他(ta)流量計(ji)相比,
熱(re)式質量(liang)流量計(ji)
具有中(zhong)等測量(liang)精确度(du),使用與(yu)低流速(su)範圍測(ce)量,因🌈其(qi)響應🐕時(shi)間長,不(bu)适應脈(mo)動流流(liu)量測量(liang);在測量(liang)氣體時(shi)流體溫(wen)度變化(hua)并不影(ying)響質量(liang)流量,但(dan)溫度變(bian)化過大(da),比熱容(rong)🚩的變化(hua)會導緻(zhi)量程變(bian)化;熱式(shi)質量流(liu)量計隻(zhi)能用于(yu)測量潔(jie)淨單相(xiang)流----氣體(ti)或液體(ti),用氣體(ti)的型号(hao)不能用(yong)于液體(ti),反之亦(yi)然。對于(yu)熱分布(bu)式氣體(ti)還必😍須(xu)是幹燥(zao)氣體,不(bu)能含有(you)濕氣。安(an)🈚裝中大(da)部分熱(re)式質量(liang)流量計(ji)的流量(liang)傳感器(qi)可任何(he)姿勢(水(shui)平、垂直(zhi)或傾斜(xie))安裝,其(qi)性能不(bu)受💁安裝(zhuang)姿勢影(ying)響,通常(chang)認♊爲熱(re)分布式(shi)無上下(xia)🐆遊直管(guan)段長度(du)要求🌈,但(dan)應注意(yi)帶測量(liang)管的浸(jin)入式流(liu)量傳感(gan)💜器和插(cha)入式儀(yi)表需要(yao)一定長(zhang)度前置(zhi)直管段(duan)。
6結束語(yu)
流量儀(yi)表大都(dou)需要适(shi)合的測(ce)量介質(zhi)和工況(kuang)條件🧡爲(wei)🥵依托方(fang)🍓可發揮(hui)正确作(zuo)用,隻有(you)優勢而(er)沒有缺(que)點的流(liu)量儀表(biao)現今是(shi)不存在(zai)的,合理(li)的選擇(ze)儀表對(dui)于現場(chang)工程師(shi)和管理(li)⭐者是至(zhi)關重要(yao)的。綜上(shang)所述,在(zai)化工裝(zhuang)置中要(yao)正确和(he)有效地(di)選擇、使(shi)🌍用流量(liang)測量方(fang)法和儀(yi)表,必須(xu)熟悉🐕流(liu)量儀表(biao)和♌生産(chan)過程流(liu)㊙️體特性(xing)這方面(mian)的技術(shu),同時還(hai)應考慮(lü)經濟因(yin)素,歸納(na)起來有(you)五個方(fang)面因素(su),即性能(neng)要求,流(liu)體特性(xing)、安🙇♀️裝要(yao)求、環境(jing)條件和(he)費用。
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