化(hua)工裝置(zhi)常用流(liu)量計原(yuan)理及選(xuan)型使用(yong)
發布時(shi)間:2020-9-8 08:23:26 |
摘要(yao):介紹了(le)電磁式(shi)、渦輪式(shi)、差壓式(shi)等幾種(zhong)化工裝(zhuang)置常用(yong)流量計(ji)的原理(li)及選型(xing)與安裝(zhuang)使用,從(cong)理論和(he)實踐兩(liang)方面闡(chan)述各自(zi)的🔴特點(dian)。
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)應用于(yu)冶金:電(dian)力、化工(gong)、石油、交(jiao)通、環境(jing)保護及(ji)人民日(ri)常生活(huo)等國民(min)經濟各(ge)個領域(yu)。在過程(cheng)自動化(hua)儀表與(yu)裝置中(zhong)🎯,流量儀(yi)表有兩(liang)大功用(yong):作爲過(guo)程自動(dong)化控制(zhi)系統🔆的(de)檢測儀(yi)表和測(ce)量物料(liao)數量的(de)總量表(biao)。
流量的(de)正确計(ji)量是生(sheng)産和能(neng)源考核(he)的必備(bei)手段🥰,在(zai)提高生(sheng)産效率(lü),保障生(sheng)産安全(quan)和杜絕(jue)能源浪(lang)費等方(fang)🏒面發揮(hui)着無可(ke)㊙️替代的(de)作用。但(dan)流量是(shi)一個動(dong)👉态量,它(ta)是一個(ge)😘隻有當(dang)流體發(fa)🛀生運動(dong)時才實(shi)際存在(zai)的物理(li)量,因此(ci)它不僅(jin)是基本(ben)量的靜(jing)🐕态組合(he),又👣由于(yu)其動态(tai)性質,流(liu)量量值(zhi)受到許(xu)多複雜(za)因素的(de)🏃影響,例(li)如流體(ti)内微觀(guan)分子之(zhi)間的相(xiang)互作用(yong),宏觀的(de)湍流、旋(xuan)渦運動(dong)等,在具(ju)體的管(guan)道中還(hai)受到邊(bian)界👄條件(jian)(管壁)的(de)制約。面(mian)🌈對各種(zhong)的流量(liang)儀表,如(ru)何根據(ju)流量、流(liu)态、安裝(zhuang)要求與(yu)😍環境條(tiao)件、經濟(ji)性等因(yin)素合理(li)選型,是(shi)應用好(hao)流量儀(yi)表的前(qian)提和基(ji)🔞礎。流量(liang)計是使(shi)用比制(zhi)🥰造要艱(jian)難得多(duo)的少數(shu)儀表之(zhi)一,本文(wen)🌈根據實(shi)際使用(yong)經驗,簡(jian)單介紹(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👌積流(liu)量的儀(yi)表,根據(ju)法拉第(di)電磁感(gan)應定律(lü),導電體(ti)在磁場(chang)🔆中作切(qie)割磁力(li)線運動(dong)時,導體(ti)中産生(sheng)感應電(dian)壓,該電(dian)動勢的(de)大小與(yu)🌈導體在(zai)磁場中(zhong)做垂直(zhi)于磁場(chang)運動的(de)速度👈成(cheng)正比,由(you)此再根(gen)據管徑(jing),介質的(de)不同,轉(zhuan)換成🔞流(liu)量。
電磁(ci)流量計(ji)無節流(liu)部件,因(yin)此壓力(li)損失小(xiao),該儀表(biao)測👉量流(liu)體🐉流量(liang)時,不受(shou)流體溫(wen)度、壓力(li)、密度、粘(zhan)度及流(liu)體組份(fen)的影響(xiang),适合于(yu)🙇♀️對有懸(xuan)浮物固(gu)體粒子(zi)的污水(shui)、煤漿的(de)測量,特(te)别适合(he)于對腐(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)好解決(jue),因此電(dian)磁💁流量(liang)計不能(neng)測量氣(qi)體、蒸汽(qi)和含有(you)較多較(jiao)大氣泡(pao)的液體(ti)。後時應(ying)注意不(bu)同溫度(du)及腐蝕(shi)性介質(zhi)應選用(yong)😍不同内(nei)襯材料(liao)和㊙️電極(ji)材料。電(dian)磁流量(liang)計雖可(ke)以👣在任(ren)意管道(dao)上安裝(zhuang),但電磁(ci)流量計(ji)測量電(dian)極的軸(zhou)線必須(xu)保持水(shui)平方向(xiang),且與管(guan)道中心(xin)線🔆互相(xiang)垂直。爲(wei)避免在(zai)管内無(wu)液體時(shi)出現指(zhi)針不在(zai)零位的(de)錯覺,電(dian)磁流量(liang)計的變(bian)送器應(ying)安裝于(yu)任何時(shi)候均充(chong)滿液體(ti)的地方(fang),同時,該(gai)流量計(ji)的信号(hao)🏃🏻♂️較爲微(wei)弱,因而(er)在使用(yong)時應注(zhu)意‼️外來(lai)幹擾對(dui)其測量(liang)精度和(he)📞影👣響,變(bian)送器應(ying)安裝于(yu)遠離一(yi)切磁源(yuan)的地方(fang),不允許(xu)⁉️有振動(dong)。
2渦輪流(liu)量計
渦(wo)輪流量(liang)計是一(yi)種速度(du)式流量(liang)儀表,由(you)于具有(you)測量精(jing)度高,反(fan)應速度(du)🌈快,測量(liang)範圍廣(guang),價格低(di)廉,安裝(zhuang)方便等(deng)優點,被(bei)廣泛應(ying)用于化(hua)工生産(chan)⛱️中。
渦輪(lun)流量計(ji)由渦輪(lun)、軸承、前(qian)置放大(da)器.顯示(shi)儀表組(zu)成🤞。渦輪(lun)變送器(qi)的工作(zuo)原理是(shi)當流體(ti)沿着管(guan)道的⛷️軸(zhou)線✏️方向(xiang)流動,并(bing)沖🏃♀️擊渦(wo)輪葉片(pian)時,便有(you)與流量(liang)qv、流速V和(he)流體密(mi)度ρ乘積(ji)成⛷️比例(li)的力作(zuo)用💘在葉(ye)片上,推(tui)動渦輪(lun)旋轉。在(zai)渦輪🔴旋(xuan)轉的同(tong)時,葉片(pian)周期性(xing)地切割(ge)電磁鐵(tie)産生的(de)磁力線(xian),改變線(xian)圈的🛀磁(ci)通量。根(gen)據電磁(ci)感應原(yuan)理😄,在線(xian)圈内将(jiang)感應出(chu)脈動的(de)電勢信(xin)♍号(此脈(mo)動信号(hao)的頻率(lü)與♍被測(ce)流體的(de)流量成(cheng)正比)。渦(wo)輪變送(song)器輸出(chu)的🐪脈沖(chong)信号,經(jing)前置于(yu)放大器(qi)放🐕大後(hou),送入顯(xian)示儀表(biao),就實現(xian)了流量(liang)的測量(liang)。
在化工(gong)裝置中(zhong)選型與(yu)使用應(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)軸承處(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)應注意(yi),流量計(ji)精🌍度愈(yu)高,對現(xian)場使用(yong)條件的(de)變化就(jiu)越敏感(gan),因此安(an)裝渦輪(lun)流量計(ji)時,前後(hou)管道法(fa)蘭要水(shui)平,否則(ze)管道應(ying)力對流(liu)量計影(ying)響很大(da)。傳感器(qi)安裝應(ying)📞便于維(wei)修并避(bi)免管道(dao)振💁動、無(wu)強電磁(ci)幹擾與(yu)抗輻射(she)影響的(de)場所。
3差(cha)壓式流(liu)量計
差(cha)壓式流(liu)量計是(shi)根據安(an)裝于管(guan)道中流(liu)量檢測(ce)件産生(sheng)的差壓(ya)、已知的(de)流體條(tiao)件和檢(jian)測件與(yu)管道的(de)幾何尺(chi)寸來測(ce)🌈量流量(liang)的儀表(biao)。是早期(qi)大❤️量使(shi)用的一(yi)種測量(liang)流量的(de)計量儀(yi)表。差壓(ya)式流量(liang)計由三(san)部份組(zu)成:(1)将被(bei)測液體(ti)的流量(liang)變換成(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)管路;(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)件的型(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)均速管(guan)流量計(ji)等。
在化(hua)工裝置(zhi)中選型(xing)與使用(yong)羞壓式(shi)流量計(ji)注意:差(cha)壓式流(liu)量計🏃壓(ya)損大,測(ce)量範圍(wei)度窄,一(yi)般爲3:1或(huo)4:1,測量的(de)重複性(xing)、精度在(zai)流量計(ji)中屬中(zhong)等水平(ping)。差壓式(shi)流量計(ji)的🏃🏻♂️安裝(zhuang)應包括(kuo)節📐流裝(zhuang)置、壓差(cha)引壓導(dao)管、差壓(ya)計三部(bu)份。在測(ce)量流體(ti)流量時(shi),爲防止(zhi)液體中(zhong)有氣進(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)進人💚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)水蒸汽(qi)時要保(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)高溫燕(yan)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,起(qi).傾斜度(du)不小于(yu)1:12,粘度高(gao)的流體(ti),其傾斜(xie)度應更(geng)增大。當(dang)壓差引(yin)壓導✌️管(guan)長✌️度超(chao)過30m時,導(dao)壓管應(ying)分段傾(qing)斜🔴,并在(zai)最高點(dian)與最低(di)點裝設(she)集氣器(qi)(或💰排氣(qi)閥)和沉(chen)💰澱器(或(huo)排污🔴閥(fa))。嚴寒地(di)區壓差(cha)引壓導(dao)管應加(jia)防凍保(bao)護,同時(shi)要✊防止(zhi)過熱,否(fou)♌則壓差(cha)引壓導(dao)管中流(liu)體🐪汽化(hua)會産生(sheng)假差壓(ya)。
4轉子流(liu)量計
轉(zhuan)子流量(liang)計爲低(di)中等精(jing)度儀表(biao),屬變面(mian)積式流(liu)量計的(de)🧡一種。轉(zhuan)子流量(liang)計是以(yi)浮子在(zai)垂直錐(zhui)形管中(zhong)随着🔴流(liu)量變化(hua)而升降(jiang),改變它(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)玻璃和(he)金😘屬轉(zhuan)子流量(liang)計,作爲(wei)直觀流(liu)動指示(shi)或測量(liang)精度要(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)适合于(yu)對中、小(xiao)口徑中(zhong)流體和(he)雷諾數(shu)較✊低的(de)流體的(de)流量測(ce)量。轉子(zi)流量計(ji)壓力損(sun)失較低(di),有較寬(kuan)的流⛱️量(liang)範圍度(du)🐕,一殷爲(wei)10:1,最低爲(wei)5:1,最高爲(wei)25:1。
選型與(yu)使用時(shi)應注意(yi):轉子流(liu)量計主(zhu)要測量(liang)對象是(shi)單相液(ye)體或氣(qi)體,液體(ti)中含有(you)微粒固(gu)體或氣(qi)體中含(han)有液滴(di)通常不(bu)适用。玻(bo)璃管轉(zhuan)子流計(ji)應選帶(dai)有透明(ming)防護罩(zhao),一旦玻(bo)璃錐管(guan)破裂,可(ke)擋住流(liu)體正向(xiang)散濺,以(yi)作緊急(ji)處理。用(yong)于氣體(ti)時應選(xuan)用導杆(gan)或❓帶棱(leng)筋導向(xiang)的儀表(biao),以避免(mian)操作不(bu)慎❄️浮子(zi)擊碎錐(zhui)管。轉子(zi)流量計(ji)必須垂(chui)直安裝(zhuang)💛在無振(zhen)動的管(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-般(ban)不超過(guo)5度。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)🌏粒狀雜(za)質,應在(zai)儀表上(shang)💜遊裝過(guo)濾器。爲(wei)保證在(zai)長期使(shi)用過程(cheng)中的測(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💘,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)精度,适(shi)用于低(di)流速範(fan)圍測量(liang),因其響(xiang)應時間(jian)長🙇🏻,不适(shi)應脈動(dong)流流量(liang)測量;在(zai)測量氣(qi)體時流(liu)體溫度(du)變化并(bing)不影響(xiang)質量流(liu)量,但溫(wen)度變化(hua)過大,比(bi)熱容的(de)變化會(hui)導緻量(liang)程變化(hua);熱式❌質(zhi)量流量(liang)計隻能(neng)用于測(ce)量清潔(jie)單相流(liu)體一氣(qi)體✉️或液(ye)體,用氣(qi)體的型(xing)号不能(neng)用于液(ye)體,反之(zhi)亦😘然。對(dui)于熱分(fen)布式氣(qi)體還必(bi)須是幹(gan)燥氣體(ti),不能含(han)有濕氣(qi)❌。安裝中(zhong)大部分(fen)熱🔴式質(zhi)量流量(liang)計的流(liu)量傳感(gan)器可任(ren)何姿勢(shi)(水平、垂(chui)直或傾(qing)斜)安裝(zhuang),其性能(neng)不受安(an)🌈裝姿勢(shi)影響,通(tong)常認爲(wei)熱分布(bu)式無上(shang)下遊直(zhi)管段⛱️長(zhang)度要求(qiu),但應注(zhu)意帶測(ce)量管的(de)浸入式(shi)流量傳(chuan)感器和(he)插人式(shi)儀表需(xu)要一定(ding)長度前(qian)置直管(guan)段。
6結束(shu)語
流量(liang)儀表大(da)都需要(yao)适合的(de)測量介(jie)質和工(gong)況條件(jian)爲依托(tuo)方可發(fa)揮正确(que)作用,隻(zhi)有優勢(shi)而沒有(you)缺點的(de)流🥰量儀(yi)表現今(jin)是不存(cun)在的,合(he)理的選(xuan)擇儀表(biao)對于現(xian)場工程(cheng)師和管(guan)理者是(shi)至✉️關重(zhong)要的。綜(zong)上所述(shu)🐕,在化工(gong)裝置中(zhong)要正确(que)和有效(xiao)地選擇(ze)、使用流(liu)量測量(liang)方法和(he)儀表,必(bi)須熟悉(xi)流量儀(yi)表和生(sheng)産過程(cheng)流體特(te)性這兩(liang)方面的(de)技術,同(tong)時還應(ying)考慮經(jing)濟因素(su),歸納起(qi)來五個(ge)方面因(yin)素,即性(xing)能要求(qiu)、流體特(te)性、安裝(zhuang)🈲要求、環(huan)境條件(jian)和費用(yong)。
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