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    流量計進行正確選型需要關注的五個方面之六:選擇合適的測量办法和相應的流量計

    發表時間:2018-11-15   點擊次數:699 技術撑持:1560-1403-222
    六、測量方法和流量計的選擇

    上幾節是講的一般流量計的選型等問題,六、測量办法和流量計的選擇  本節針對于流量計在各種漿液流量、大液體流量和蒸汽流量測量中如何選擇合適的流量計,并通過流量計選型一覽表加以說明,簡潔明了,可幫助用戶實現流量計的選型。

    1 、漿液流量測量的選擇


    流量計選型一覽表中可查得應用于含顆粒纖維漿液的可選的流量計有:差壓式流量計中有彎管、楔型管、電磁流量計、多普勒法超聲流量計、渦街流量計、靶式流量計、科里奧利質量流量計等。根據目前國內流量計的使用狀況和各種流量計的測量性能來看,對測量漿液流量**電磁流量計,除非所測量的漿液是非導電的或含有鐵磁性顆粒,以及測量管道系統不允許截斷以接入流量傳感器,才選擇其他流量計。據報道測量煤粉含量高達65%水煤漿流量的多年應用經驗,認為還是電磁流量計好。

    差壓式流量計可用于測量漿液的差壓傳感器除彎管、楔型管有環形管,固少時可用圓缺孔板、偏幸孔板,文丘里管有用于測量的實例。

    多普勒法超聲流量計是可不截斷管道在管外夾裝超聲換能器即可測量,但測量準確度不高。

    渦街流量計只能測量含有小批粉狀固形物,固相含量多或是纖維狀會產生噪聲而無法利用。

    靶式流量計有用于含煤粉的重油或渣油等液流,是选择應變式靶式流量計。

    科里奧利質量流量計在國內有應用于漿液的測量經驗,一般以其直管型測量管為宜,但國內應用經驗不多。

    2 、對于封閉管道液體大流量測量的選擇


    這里說的大流量不是指某一管徑流速較高時的“相對大流量”而是說流量**的大流量。由于管道輸送液體的流速有的范圍,低粘度液體常用的經濟流速為1~3m/s,因此,這里說的“大流量”測量是說大管道流量測量。
    一般來講,DN300以下管徑的流量計稱為中小管徑流量計,DN300~ DN400以上的稱為大管徑流量計,DN1200以上的稱為特大管徑流量計。特大管徑液體流量測量主要為水,除了水以外還有煤油產品。一般大管徑流量計有差壓式流量計、電磁流量計、超聲流量計和插入式的流量計,DN300~ DN500的還有容積式流量計和渦輪流量計。

    (1)安裝條件
    安裝條件主要是根據測量办法是否能够允許切斷管流,暫停運行,是否不妨允許在管道上打孔,是否允許切斷管流安裝流量傳感器。
    假如允許切斷管流安裝流量傳感器,不妨選擇電磁流量計、帶測量管段的超聲流量計、容積式流量計和渦輪流量計。
    如果允許在管道上打孔可能選擇外插換能器超聲流量計和插入式流量計。
    倘使上述要求不允許,只能選擇外夾裝換能器超聲流量計。

    (2)測量準確度要求
    對于貿易交接要求測量準確度高的、是不導電液體的可選擇帶測量管段的超聲流量計、多聲道的超聲流量計、容積式流量計和渦輪流量計,假若是導電液體還可選擇電磁流量計。
    對于像控制配比,測量準確度要求低一些的可選擇差壓式文丘里管、外夾裝換能器超聲流量計。測量準確度要求低的可選擇插入式流量計。

    (3)壓力損失(泵送能耗費用)
    大流量測量的泵送能耗費用在流量測量運行成本中据有大的比例,壓力損失和比喻較大的為差壓式文丘里管,容積式流量計和渦輪流量計。較小的為插入式流量計,沒有壓力損失的為電磁流量計。


    3 、蒸汽流量測量的選擇
    蒸汽流量測量從測量技術上分為兩類,一類為過熱蒸汽和高干度的飽和蒸汽,另一類為低干度飽和蒸汽。前一類不妨作為單相流體處理,尔后一類則為兩相流。因为如今所有的流量計適用于單相流體,以是,低干度飽和蒸汽尚需進行深入的查究。

    過熱蒸汽和高干度飽和蒸汽的流量測量
    常用的流量計有:節流式差壓式流量計,該流量計当前仍是測量蒸汽流量的主要儀表,為適應需要在技術上有了心得發展,。比方把節流裝置、差壓變送器及三閥組組成一體成為一體式節流流量計,該節流流量計解決了差壓信號管路易出故障的缺點。有选择定植節流件,用標準噴嘴代替標準孔板,因為噴嘴比孔板相較,噴嘴的流出系數穩定,不會因為邊緣銳角變鈍使流出系數發生變化,壓損比孔板低,一般在流量及 值時壓損為孔板的30%~50%。
    渦街流量計測量中溫,即200℃以下,應用于蒸汽應該說趨于成熟,是而今常用于蒸汽測量的一類流量計。但是要注意低干度介質使其儀表系數偏離檢測值而增大測量誤差。
    均速管流量計、分流旋翼式流量計在準確度要求不高的內部管理分拨上應用是可能的,因為使用低贱、簡潔,適應于中小流量蒸汽的測量。
    對于靶式流量計,國內于上世紀七十年代開發的電動、氣動靶式流量變送器,它是電動、氣動單元組合儀表的檢測儀表。因为當時力轉換器直接选取差壓變送器的力平衡機構,因而,帶來力平衡機構自身所变成的許多不足。譬喻,測量準確度低、零點漂移、杠桿機構可靠性、穩定性差等。以是原JJG 461-1986「靶式流量變送器」規程拟订于1986年,已有二十五年之久。由于現在基本不再生產和运用電動、氣動靶式流量變送器。原有的規程已不適應利用,因而修訂了新的
    靶式流量計規程。
    靶式流量計的結構是由測量管、靶板、力傳感器、信號處理單元組成。力傳感器為應變計式傳感器,信號處理顯示不妨地直讀顯示或輸出標準信號。力傳感器由筒式彈性體和力應變片組成,可以是內貼式和外貼式兩種。當彈性體在力效用下發生形變,它破壞了應變片組成的電橋的均衡,產生與流量成平方關系的電信號。
    其工作原理是在恒定截面直管段中設置一個與流束方向相垂直的靶板,流體沿靶板周圍通過時,靶板受到推力的作用,推力的大小與流體的動能和靶板的面積成正比。在一定的雷諾數范圍內,流過流量計的流量與靶板受到的力成正比。靶板所受的力由力傳感器檢出。
    以圓形靶板為例,流量計算的基本公式為:


    式中,  —質量流量;
    —體積流量;
    ——流量系數(純數);
    —流束的膨脹系數。對不成壓縮性流體 =1,對可壓縮性流體 <1;
    ——測量管內徑(m);
    ——靶徑(m);
    —流體的密度;
    ——靶受到的力(N)。
    靶板受力經力轉換器轉變成電流信號mA或氣壓信號輸出,輸出信號與流量的關系可根據上式確定。
    由于應變式新型靶式流量計具有新的結構和測量意思,在蒸汽測量中具有優越的运用前景,適應于中小流量蒸汽的測量。

    (2)低干度飽和蒸汽的流量測量
    一般的工業鍋爐產生的飽和蒸汽在出口處為高干度的飽和蒸汽,但是在長距離輸送過程中,由于保溫不好或間歇用汽出現不均衡情況等許多成分使干度不斷下落,甚至成為含水量很高的濕蒸汽,即成為氣、水兩相流體。這兩相流體的流動特性與單相流是有著本質區別。在單相流中檢測的流量計儀表系數或流出系數是不能用于兩相流測量的。比如對孔板流量計進行的兩相流試驗中的流出系數必須進行干度改正。以是,在低干度飽和蒸汽的流量測量中,干度參數是測量的一個參數。遺憾的是目前沒有成熟的干度計出現。此外其他各類流量計的儀表系數的干度改正尚未進行深入研究。只有解決這個問題,本领測量低干度飽和蒸汽的流量。

    表1   流量計流體特征和工藝過程條件選型一覽表


    流體特性和工藝過程條件
    液   體
    氣體
    符號說明
    流體特性
    液體工藝過程條件
    適用常適用◆一定條件下適用×不適用
    清潔
    贓污
    含顆粒纖維
    腐蝕性漿
    腐蝕性
    粘性
    非牛頓流體
    液液混合
    液氣混合
    高溫
    低溫
    小流量
    大流量
    脈動流
    一般
    小流量
    大流量
    腐蝕性
    高溫
    蒸汽
    差壓式
    孔板
    ×
    ×
    噴嘴
    ×
    ×
    ×
    文丘里管
    ×
    ×
    ×
    彎管
    ×
    ×
    ×
    楔型管
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    均速管
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    浮子式
    玻璃管
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    金屬錐管
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    容積式
    橢圓齒輪
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    腰輪
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    刮板
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    膜式
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    渦輪式
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    電磁式
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    振蕩式
    渦街
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    旋進旋渦
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    超聲式
    多普勒法
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    傳播時間法
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    靶式
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    熱式
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    科式力質量
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    插入式(渦輪)(渦街)(電磁)
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    ×
    1 、—:取決于測量頭的類型;2、用于贓污的孔板為圓缺孔板;3、用于粘性的孔板為四分之一圓孔板和錐型入口孔板。

    表2   流量計測量性能、安裝條件選型一覽表
    符號說明:
    測量性能
    安裝條件
    適用 通常適用◆在一定條件下適用×  不適用
    準確度
    低雷諾數
    范圍度
    壓力損失
    輸出特性
    高準確度流量
    適用性
    高準確度總量適用性
    公稱通徑范圍
    (mm)
    傳感器安裝方位和流動方向
    上游直管段長度要求




    孔板
    2×10
    中~大
    SR
    ×
    50~1000
    任意
    短~長
    噴嘴
    1×10
    小~中
    SR
    ×
    50~500
    任意
    短~長
    文丘里管
    7.5×10
    SR
    ×
    50~1200
    (1400)
    任意
    短~中
    彎管
    1×10
    SR
    ×
    ×
    >25
    任意
    短~中
    楔型管
    中~低
    5×10
    SR
    ×
    ×
    25~300
    任意
    短~中
    均速管
    10
    SR
    ×
    ×
    >25
    任意
    短~中
    浮子式
    玻璃錐管
    低~中
    10
    L
    ×
    ×
    1.5~100
    垂直從上到下
    金屬錐管
    10
    L
    ×
    10~150
    容積式
    橢圓齒輪
    中~高
    10
    L
    ×
    6~250
    水平或垂直
    腰輪
    中~高
    10
    L
    ×
    15~500
    刮板
    中~高
    10
    液大  氣小
    L
    ×
    25~300
    膜式
    2.5×10
    SR
    ×
    15~100
    水平
    渦輪式
    中~高
    10
    低~中
    L
    10~500
    水平
    短~中
    電磁式
    中~高
    中~大
    L
    6~3000
    任意
    無~中
    流體振蕩(旋渦)式
    渦街
    無限制
    小~大
    小~中
    L
    ×
    50~
    任意
    中~長
    旋進旋渦
    2×10
    中~大
    L
    ×
    50~150
    任意
    很短
    超聲式
    多普勒法
    5×10
    中~大
    L
    ×
    ×
    >100(25)
    任意
    短~長
    傳播時間法
    5×10
    小~中
    L
    >25
    任意
    短~中
    靶式
    低~中
    2×10
    L
    ×
    15~200
    任意
    短~中
    熱式
    10
    ×
    ×
    4~30
    任意
    無~中
    科式力質量式
    無數據
    中~大
    中-很大
    L
    6~15
    水平或任意
    插入式(渦輪)(渦街)(電磁)
    無數據
    取決于測量頭
    L
    ×
    ×
    >100
    取決于測量頭
    中~長


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