引言(yán)
　　流量儀表(biao)又稱爲流(liú)量計 ，焦化(huà)裝置常用(yòng)的流量儀(yi)表有孔闆(pan)流量計、楔(xie)式流量計(jì)、錐形流量(liàng)計、容積式(shì)流量計、渦(wo)街流量計(ji)、電磁流量(liàng)計、質量流(liu)量計等。它(tā)用于在不(bú)同的安裝(zhuāng)條件和環(huan)境條件下(xia)實現對工(gōng)藝管道内(nei)不同流體(tǐ)的測量。
1流(liu)量儀表的(de)分類及測(ce)量原理
1.1孔(kǒng)闆流量計(jì)
　　 孔闆流量(liang)計 的設計(ji)依據是伯(bó)努力方程(chéng)。流體的機(jī)械能守恒(héng)即動能+重(zhòng)力勢能+壓(yā)力勢能=常(chang)數。總的說(shuō)來，差壓式(shì)流量計的(de)工作原理(lǐ)基于如下(xia)事實：如果(guo)流體流經(jīng)一個收縮(suō)（節流）件時(shi)，流體将被(bèi)加速。這種(zhong)流體的加(jiā)速将使它(tā)的動能增(zeng)加，而同時(shi)按照能量(liang)守恒定律(lǜ)，在流體被(bèi)加速處它(tā)的靜壓力(lì)一定會降(jiang)低一個相(xiàng)對應的值(zhi)。因此在孔(kong)闆上、下遊(you)側會産生(sheng)一個與流(liú)量值成平(píng)方關系的(de)差壓，将此(ci)差壓從孔(kong)闆兩側取(qǔ)壓口引出(chū)，送至差壓(ya)變送器轉(zhuan)變爲電信(xin)号輸出，再(zai)經專用智(zhì)能流量計(jì)算儀運算(suàn)後，即可獲(huò)知流量值(zhí)。
　　孔闆流量(liàng)計由于已(yǐ)标準化且(qiě)結構簡單(dan)、牢固；易于(yu)複制、通用(yòng)性強、價格(ge)低而獲得(dé)相當廣泛(fàn)的應用，焦(jiao)化裝置共(gòng)有孔闆流(liu)量計97台。但(dan)孔闆流量(liang)計易積污(wū)堵塞和易(yi)被磨損，壓(yā)損較大，現(xian)場安裝條(tiao)件高，要求(qiú)的直管段(duàn)過長（上遊(you)10D下遊5D），因此(cǐ)也有一定(dìng)的局限性(xing)。
1.2楔式流量(liàng)計
　　 楔式流(liú)量計 的檢(jian)測件是一(yi)個V字形楔(xiē)塊（又稱楔(xie)形節流件(jiàn)），它的圓滑(hua)頂角朝下(xià)，這樣有利(li)于含懸浮(fú)顆粒的液(yè)體或粘稠(chóu)液體順利(li)通過，不會(hui)在節流件(jiàn)上遊側産(chǎn)生滞流。因(yin)此特别适(shì)合在石油(yóu)、化工等行(háng)業中用于(yu)體積流量(liang)和質量流(liú)量的測量(liang)。

　　其測量原(yuán)理是流體(ti)通過楔形(xing)流量計時(shí)，由于楔塊(kuài)的節流作(zuo)用，在其上(shàng)、下遊側産(chan)生了一個(ge)與流量值(zhí)成平方關(guan)系的差壓(yā)，将此差壓(yā)從楔塊兩(liang)側取壓口(kou)引出，送至(zhì)差壓變送(song)器轉變爲(wei)電信号輸(shu)出，再經專(zhuan)用智能流(liu)量計算儀(yi)運算後，即(jí)可獲知流(liu)量值。
　　楔式(shi)流量計的(de)優點是重(zhòng)複性好、精(jing)确度高，經(jing)标定的楔(xiē)式流量計(jì)，精度達0.5級(ji)。具有自清(qing)潔能力，無(wú)滞流區。耐(nai)磨損、壽命(ming)長、可靠性(xìng)高。永久壓(yā)損比孔闆(pan)小。一體型(xíng)結構，現場(chang)安裝無需(xu)安裝導壓(ya)管路，直接(jie)與管道進(jin)行螺紋或(huo)法蘭連接(jiē)。施工省時(shi)省力，維護(hu)方便。它可(kě)以滿足大(da)多數流體(ti)的測量要(yào)求，特别适(shi)用于高粘(zhan)度、低雷諾(nuo)數流體以(yi)及高腐蝕(shi)、高磨損流(liú)體的流量(liang)測量，對于(yu)清潔液體(ti)、高粘度流(liu)體、蒸氣、料(liao)漿、腐蝕性(xìng)流體、氣體(tǐ)等都能保(bao)持流量與(yǔ)差壓的平(píng)方根成正(zhèng)比關系。焦(jiao)化裝置加(jia)熱爐四路(lu)進料流量(liang)、輕蠟油和(hé)重蠟油出(chū)裝置流量(liang)的測量元(yuan)件均使用(yòng)楔式流量(liang)計。
1.3錐形流(liú)量計
　　 錐形(xíng)流量計 是(shì)一種差壓(yā)式流量計(jì)，它以獨特(te)的邊壁逐(zhú)步收縮節(jiē)流方式，一(yī)改傳統節(jie)流裝置的(de)幾乎所有(you)缺點。其原(yuán)理與其它(tā)差壓式流(liú)量計一樣(yàng)，是經典的(de)密閉管道(dào)中流量守(shǒu)恒原理和(he)流動連續(xu)性原理，并(bìng)具有自整(zhěng)流、自清洗(xǐ)、自保護功(gōng)能。其自清(qīng)洗特性使(shǐ)流體沿錐(zhuī)體被加速(sù)，髒污雜質(zhi)無法存留(liú)錐體表面(mian)；液體中的(de)氣體或氣(qi)體中的液(yè)體以及顆(ke)粒、纖維等(deng)，通過錐體(ti)與管道縫(féng)隙被掃向(xiàng)下遊，不會(huì)有髒污、雜(za)質存留、堵(du)塞而影響(xiang)測量，可保(bǎo)證儀表長(zhǎng)期穩定工(gong)作。其自保(bǎo)護功能使(shǐ)流體在錐(zhuī)體表面形(xing)成附面層(ceng)效應，使錐(zhui)體表明得(dé)到保護，錐(zhui)體關鍵尺(chǐ)寸不緻因(yīn)磨損而改(gǎi)變，保證了(le)測量精度(du)的長期穩(wen)定性。
　　錐形(xíng)流量計的(de)直管段要(yao)求極短，無(wú)積污、堵塞(sāi)，可保持長(zhǎng)期測量穩(wen)定；其永久(jiǔ)性壓損隻(zhī)有孔闆的(de)1/3；因此廣泛(fan)應用于石(shi)油、化工、電(diàn)力、供熱等(děng)領域，焦化(hua)裝置内幹(gan)氣、富氣、含(han)硫污水等(deng)介質的流(liú)量測量元(yuán)件均爲錐(zhuī)形流量計(jì)。

1.4容積式流(liú)量計
　　容積(jī)式流量計(jì)的原理是(shì)依靠入口(kǒu)壓力和出(chu)口壓力之(zhi)間的壓差(chà)推動轉子(zi)。流量計的(de)兩個轉子(zǐ)是帶齒的(de)，并互相齧(nie)合，交替的(de)由一個帶(dài)動另一個(gè)，橢圓齒輪(lún)既作測量(liang)用也作驅(qu)動用。它由(yóu)測量部分(fen)、密封聯軸(zhóu)器、調速器(qì)、顯示部分(fen)和發訊部(bu)分組成。焦(jiāo)化裝置冷(leng)減壓渣油(you)進裝置流(liu)量和循環(huán)油出裝置(zhì)流量使用(yong)容積式流(liú)量計測量(liàng)。
1.5渦街流量(liang)計
　　渦街漩(xuan)渦流量計(jì)通常稱它(ta)爲漩渦流(liú)量計，又稱(chēng)卡門漩渦(wō)流量計，它(tā)是利用流(liú)體自然振(zhen)蕩的原理(li)制成的一(yī)種漩渦分(fèn)離型流量(liàng)計。當流體(tǐ)以足夠大(da)的流速流(liú)過垂直于(yu)流體流向(xiang)的物體時(shí)，若該物體(tǐ)的幾何尺(chi)寸适當，則(zé)在物體的(de)後面，沿兩(liǎng)條平行直(zhi)線上産生(shēng)整齊排列(liè)、轉向相反(fan)的渦列。渦(wō)列的個數(shu)，即渦街頻(pin)率，和流體(ti)的流速成(chéng)正比。因而(er)通過測量(liàng)漩渦頻率(lǜ)，就可以知(zhi)道流體的(de)流速，從而(ér)測出流體(tǐ)的流量。理(li)論和實踐(jian)研究證明(míng)，漩渦分離(li)頻率f與流(liu)體速度v成(chéng)正比，與漩(xuán)渦發生體(tǐ)迎流面寬(kuān)度d成反比(bǐ)，即f=Sr×v/d，其中Sr爲(wèi)斯特勞哈(ha)爾系數。

　　 渦街流(liú)量計 适用(yòng)于測量管(guan)道雷諾數(shu)範圍在2×104~7×106的(de)流體。超過(guo)了這個範(fan)圍，斯特勞(lao)哈爾系數(shu)便不是常(chang)數，精度就(jiù)要降低。流(liu)體的流速(su)必須在規(gui)定範圍内(nèi)。被測介質(zhì)爲氣體時(shí)，最大流速(su)應小于60m/s；爲(wei)蒸汽時，應(ying)小于70m/s；爲液(ye)體時，應小(xiǎo)于7m/s。流體的(de)壓力和溫(wēn)度也要在(zài)規定範圍(wei)。焦化裝置(zhi)共有9台渦(wo)街流量計(jì)用于工藝(yi)管道内淨(jing)化風、蒸汽(qi)、除氧水、氮(dan)氣等介質(zhì)的流量測(ce)量。

1.6電磁流(liu)量計
　　 電磁(cí)流量計 的(de)工作原理(lǐ)是基于法(fa)拉第電磁(ci)感應定律(lǜ)。在電磁流(liu)量計中，測(cè)量管内的(de)導電介質(zhi)相當于法(fa)拉第試驗(yàn)中的導電(dian)金屬杆，上(shang)下兩端的(de)兩個電磁(cí)線圈産生(sheng)恒定磁場(chǎng)。當有導電(diàn)介質流過(guò)時，則會産(chan)生感應電(dian)壓。管道内(nei)部的兩個(ge)電極測量(liàng)産生的感(gan)應電壓。測(cè)量管道通(tong)過不導電(dian)的内襯（橡(xiang)膠，特氟隆(long)等）實現與(yu)流體和測(ce)量電極的(de)電磁隔離(li)。電磁流量(liang)計主要由(you)磁路系統(tǒng)、測量導管(guǎn)、電極、外殼(ké)、襯裏和轉(zhuan)換器等部(bù)分組成。
　　用(yòng)電磁流量(liàng)計測量流(liú)體流量時(shí)，介質溫度(dù)不能太高(gao)，一般不超(chāo)過120℃，壓力一(yi)般不超過(guo)1.6MPa，流速不得(de)低于0.3m/s。被測(cè)介質必須(xu)是導電性(xing)液體，最低(dī)電導率>20uS/cm,被(bei)測介質中(zhong)不能含有(yǒu)較多的鐵(tie)磁性物質(zhi)及氣泡。不(bú)能用于測(cè)量氣體、蒸(zhēng)汽、石油制(zhi)品等非導(dao)電性流體(ti)。焦化裝置(zhì)循環水及(ji)新鮮水進(jin)裝置、切焦(jiao)水回流、切(qie)焦水泵入(rù)口流量均(jun)使用電磁(cí)流量計來(lái)測量。
1.7質量(liang)流量計

　　有(yǒu)一直管，以(yi)角速度ω繞(rào)定軸O在平(ping)面内轉動(dong)，管内有一(yi)質點m沿管(guǎn)以速度v向(xiàng)外移動。由(yóu)于質點m處(chu)在既有旋(xuán)轉運動，又(you)有直線運(yùn)動的體系(xi)中，因此它(ta)将獲得兩(liang)個加速度(dù)分量：向心(xīn)加速度ar,其(qi)值爲rω2,方向(xiàng)指向軸O；切(qie)向加速度(dù)ac，其值爲2ωv,方(fāng)向與ar垂直(zhí)，它來自旋(xuan)轉管道，同(tong)時又對管(guǎn)道産生反(fǎn)作用力，這(zhe)就是科裏(lǐ)奧利力，其(qi)計算公式(shì)爲Fc=2mωv。後來人(ren)們用管道(dào)振動的方(fang)法來代替(ti)轉動，從而(er)制出了質(zhì)量流量計(ji)。質量流量(liàng)計由傳感(gan)器、變送器(qi)、顯示器三(sān)部分組成(chéng)。
　　傳感器：敏(min)感元件是(shì)測量管。它(tā)通過激勵(li)線圈使管(guǎn)子産生振(zhèn)動，流動的(de)流體在振(zhèn)動管内産(chan)生科氏力(lì)，由于測量(liang)管進出側(cè)所受的科(kē)氏力方向(xiàng)相反，所以(yǐ)管子會産(chan)生扭曲，再(zài)通過電磁(ci)檢測器或(huo)光電檢測(cè)器，将測量(liàng)管的扭曲(qǔ)變成電信(xìn)号，以進入(rù)變送器作(zuò)進一步的(de)處理。
　　變送(song)器：把來自(zì)傳感器的(de)低電平信(xin)号或二進(jìn)制信号進(jin)行轉換、放(fàng)大，并輸出(chu)與流量和(he)密度成正(zheng)比例的4~20ma标(biāo)準信号，或(huò)頻率/脈沖(chòng)信号，或數(shù)字信号。
　　顯(xian)示器：接受(shou)變送器來(lái)的信号，通(tōng)常以數字(zi)的形式顯(xian)示被測流(liu)體的瞬時(shi)流量、累計(jì)流量、密度(du)、溫度等信(xin)号。
焦化裝(zhuāng)置熱減壓(ya)渣油、燃料(liào)氣進裝置(zhì)流量和柴(chái)油、混合蠟(la)油、穩定汽(qì)油、液化氣(qì)出裝置流(liu)量的測量(liang)及計量均(jun1)通過質量(liang)流量計實(shí)現。
2流量儀(yi)表的選型(xing)技巧
　　流量(liang)儀表選型(xíng)可以從五(wu)個方面進(jin)行考慮，這(zhè)五個方面(miàn)爲流量計(ji)儀表性能(neng)方面、流體(tǐ)特性方面(mian)、安裝條件(jiàn)方面、環境(jìng)條件方面(mian)和經濟因(yin)素方面。五(wu)個方面的(de)詳細因素(sù)如下：
1、儀表(biǎo)性能方面(miàn)：精度、重複(fu)性、線性度(du)、流量範圍(wéi)、信号輸出(chū)特性、響應(yīng)時間、壓力(li)損失等；
2、流(liú)體特性方(fang)面：溫度、壓(ya)力、密度、粘(zhān)度、化學腐(fǔ)蝕、磨蝕性(xìng)、結垢、混相(xiàng)、相變、電導(dǎo)率等；
3、安裝(zhuāng)條件方面(miàn)：管道布置(zhi)方向、流動(dòng)方向、檢測(cè)件上下遊(yóu)側直管段(duan)長度、管道(dao)口徑、維修(xiū)空間、電源(yuan)、接地、安裝(zhuang)等；
4、環境條(tiao)件方面：環(huán)境溫度、濕(shi)度、電磁幹(gan)擾、安全性(xìng)、防爆、管道(dào)振動等；
5、經(jīng)濟因素方(fang)面：儀表購(gòu)置費、安裝(zhuang)費、運行費(fei)、校驗費、維(wéi)修費、儀表(biǎo)使用壽命(mìng)、備品備件(jiàn)等。
流量計(ji)儀表選型(xíng)的步驟如(ru)下：
1、依據流(liu)體種類及(jí)五個方面(mian)考慮因素(sù)初選可用(yòng)儀表類型(xíng)（要有幾種(zhong)類型以便(bian)進行選擇(zé)）；
2、對初選類(lèi)型進行資(zi)料及價格(gé)信息的收(shou)集，爲深入(rù)的分析比(bi)較準備條(tiáo)件；
3、采用淘(táo)汰法逐步(bu)集中到1~2種(zhǒng)類型，五個(gè)方面因素(su)要反複比(bi)較分析最(zui)終确定預(yu)選目标。
結(jié)束語
　　流量(liang)是工業生(shēng)産過程中(zhōng)常用的過(guo)程控制參(cān)數。随着科(ke)學技術的(de)發展，新型(xing)的流量儀(yí)表還在不(bu)斷湧現。流(liú)量計的選(xuǎn)型應當首(shǒu)先了解流(liu)量儀表的(de)性能特點(diǎn)，再結合所(suo)應用場合(he)的工況條(tiáo)件，選擇性(xing)能合适的(de)産品。随着(zhe)生産工藝(yi)複雜程度(du)和自動化(hua)程度的提(ti)高，會對流(liu)量測量及(jí)控制提出(chu)更新、更高(gāo)和更多的(de)要求，如5~7m特(te)大口徑、特(tè)大流量測(ce)量；超微小(xiǎo)流量測量(liang)；鋼水等高(gāo)溫介質的(de)流量測量(liang)；液氮等超(chao)低溫介質(zhi)的流量測(ce)量，等等。近(jin)年來，核磁(cí)共振流量(liàng)計、放射性(xìng)同位素流(liú)量計等新(xīn)型儀表已(yi)日臻完善(shan)，流量測量(liàng)精度也在(zai)不斷提高(gāo)。

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