摘要(yào):渦輪流量(liang)計
是一種(zhǒng)利用渦輪(lun)感受流體(tǐ)平均流速(su)來導出流(liú)量的流量(liang)✂️計,常應用(yong)于昂貴介(jie)質(油品、天(tian)然氣等)的(de)總量測量(liang)。就如何實(shi)現流量計(jì)的高效利(li)用,節約使(shǐ)用單位的(de)使用成本(ben),實現儀器(qì)儀表利用(yòng)效益的最(zuì)大🧑🏾🤝🧑🏼化問題(tí),介紹了渦(wō)輪流量計(ji)的選型依(yī)據,并以實(shi)例計算分(fèn)析了渦輪(lún)流量計😘的(de)選型,爲今(jīn)後渦輪流(liú)量🎯:計的合(he)理選⁉️型提(tí)供了一定(dìng)的🔴理論依(yī)據。
0引言
渦(wō)輪流量計(jì)是現今使(shi)用比較廣(guang)泛的流量(liang)計種類🐪之(zhi)。它具有測(ce)量精度高(gāo)、安裝方便(biàn)、使用性能(neng)的穩定性(xìng)高等優點(diǎn),廣泛應用(yong)于石化、冶(ye)金、城市燃(rán)氣等行業(yè)，以及燃氣(qì)調壓站等(děng)場所。渦輪(lún)流量計一(yi)般由流量(liàng)變送器、前(qián)置放大🧑🏽🤝🧑🏻器(qi)和顯示計(jì)算儀組成(cheng)。它具體🔅的(de)工作原理(li)☀️是:當被測(cè)流☔體介質(zhi)通過管内(nei)的渦輪葉(ye)片時,渦輪(lun)因🌈爲感受(shou)到流體的(de)沖擊而做(zuò)旋轉運動(dòng),在流量計(ji)量程的範(fàn)圍♉内渦輪(lún)的轉速和(he)流量成正(zheng)比。渦輪流(liú)量計的轉(zhuǎn)數是通過(guo)磁電轉換(huan)器轉換成(chéng)電脈沖信(xin)号,再被前(qian)置放大☔器(qi)放大，山顯(xiǎn)示計算🐇儀(yí)顯示流量(liàng)的大🐇小。這(zhè)樣根據單(dan)位時間的(de)脈沖數和(hé)累計的脈(mò)沖數就可(kě)以反🏃🏻♂️映出(chu)單位時間(jian)的瞬時流(liu)量和累計(ji)流量。
通過(guo)流量計的(de)流體體積(ji)示值是以(yi)渦輪葉輪(lún)轉數爲基(ji)準的🏃♀️,即⛱️通(tong)過測量葉(yè)輪的轉速(sù)來反映通(tōng)過管道的(de)體積流量(liang)大小。渦輪(lún)❄️流量計結(jie)構如圖1-所(suǒ)示。
整流器(qì)通常也叫(jiào)導流器，主(zhǔ)要作用是(shì)消除和誠(cheng)少💃流體流(liú)動中⛷️的漩(xuán)渦流、偏心(xīn)流等各種(zhǒng)不是中心(xīn)軸對稱😄的(de)流體。
軸承(chéng)用來固定(ding)轉子使其(qi)很好地安(ān)裝在管道(dao)的中🛀🏻心線(xian)處。
葉輪是(shi)轉子式渦(wo)輪流量計(ji)的主要組(zu)成部分,一(yi)般主要由(yóu)👈螺旋形的(de)葉片組成(chéng)。一般葉片(pian)的直徑剛(gang)好充滿管(guǎn)道,葉片的(de)軸向長度(du)近似爲葉(ye)片的高度(du)。
一般所說(shuō)的儀表管(guan)段是指流(liú)量計的管(guǎn)段部分，裏(li)面包含了(le)整流器、軸(zhou)承、轉子傳(chuan)感器等部(bù)分,有時候(hòu)也包🚩括上(shàng)遊和下遊(you)的直管部(bu)分。
傳感器(qi)的主要作(zuò)用是把轉(zhuan)子轉動的(de)信号轉換(huàn)爲電❌信🌍号(hao)。通🐅常将渦(wō)輪流量計(ji)中感知流(liú)體流速的(de)渦輪及其(qí)組合(包❄️括(kuo)前後導流(liu)架、軸承、殼(ké)體及前置(zhi)放大器)統(tǒng)🧑🏽🤝🧑🏻稱爲渦輪(lun)流量傳感(gǎn)器。
前置放(fàng)大器是爲(wei)了傳送傳(chuán)感器的電(dian)信号而對(dui)其🈲放大，整(zheng)型🈲從而得(de)到輸出型(xing)号,再将信(xin)号處理轉(zhuǎn)換爲二次(ci)儀表顯示(shì)的🤞信号。
顯(xian)示器爲渦(wō)輪流量計(jì)接受輸出(chu)輸出信号(hào)的裝置。在(zài)流量計運(yùn)🐆行的過程(chéng)中，瞬時流(liú)量、累計流(liú)量、儀表系(xì)數都可以(yǐ)在顯示器(qì)上顯示出(chu)來。
每個規(gui)格的流量(liang)計,均有其(qi)流量範圍(wéi)。也即說,當(dang)介☀️質流量(liàng)低于下限(xiàn)流量時，介(jiè)質流速太(tai)低,以緻無(wú)法檢測流(liu)速，或無法(fǎ)保證精度(dù);而當流量(liàng)高于流量(liang)上限時，産(chan)生壓力損(sǔn)失過大，會(huì)産生丢脈(mò)沖、漏計等(deng)現象,即使(shǐ)不漏計,流(liu)量計也無(wú)法保證精(jīng)度。
由于流(liu)量計的使(shi)用環境條(tiáo)件一般較(jiào)爲惡劣,有(yǒu)振動、脈動(dong)等幹擾存(cún)在,因此,若(ruo)流量計經(jīng)常處于下(xia)限❗流量工(gong)作時,就很(hěn)難保證計(jì)量精度叫(jiào)。一般應使(shǐ)流量計的(de)工作流量(liang)範圍處于(yú)最大工況(kuang)流量的20%-90%。當(dāng)使用環境(jìng)很理想時(shí)，流量計可(kě)工作于最(zui)小⭐流量和(hé)最大海量(liàng)之間，但這(zhe)僅考慮🏃🏻♂️到(dao)流量計的(de)流量範圍(wei)。若在低壓(ya)介質使用(yong),還應考慮(lü)壓👅力損失(shi)的影響。壓(ya)力損失大(da)是流量計(ji)選型必須(xu)考慮的--個(gè)重要因素(sù),在有壓力(lì)損失要求(qiu)時❓,應考慮(lǜ)此因素。
1渦(wō)輪流量計(jì)的選型數(shu)學依據
用(yòng)戶在實際(jì)的流量計(ji)選擇應用(yong)中,要盡量(liàng)選擇合适(shì)的流量計(ji)，既要避免(miǎn)資源浪費(fèi)造成的過(guò)度花費，又(yòu)要避免選(xuan)擇不合📞适(shi)的流量計(jì)影響測量(liang)的精度,造(zao)成用戶雙(shuāng)方的貿易(yi)糾紛。用㊙️戶(hu)在選擇流(liu)量計之前(qián)應首先估(gu)計管線🔞輸(shu)送介質的(de)量和介質(zhì)可能達到(dao)的溫度和(hé)壓力範圍(wéi)，估算出輸(shū)送介質的(de)最高和最(zui)低的工況(kuang)🙇🏻流🍉量,正确(què)選擇規格(gé)合适的流(liu)量計。選擇(ze)渦輪流💛量(liang)計的總體(tǐ)原則是:盡(jin)量使流量(liang)計在最大(da)流量的20%-90%的(de)範圍内運(yùn)行，這樣流(liú)量計的👅最(zui)佳計量性(xìng)能及測量(liang)精度也是(shi)👄最高的🔅。渦(wo)輪流量計(jì)選型流程(chéng)如圖二所(suǒ)示。
2選型的數(shù)學計算依(yī)據
已知介(jiè)質的最低(dī)壓力、最高(gāo)溫度和所(suo)需的最大(dà)标✍️準狀♻️況(kuàng)下的流量(liàng),計算最大(dà)工況下的(de)流量:
已知(zhī)介質的最(zui)高壓力、最(zui)低溫度和(hé)所需要最(zui)小标準🐇狀(zhuang)況下的流(liu)量,計算最(zui)小工況流(liú)量:
式(1)、(2)中,Qgmx、Qgnn爲(wèi)最大和最(zui)小的工況(kuang)體積流量(liang)(m/h),
爲流量計(ji)在工作狀(zhuàng)态下的壓(ya)縮Zn系數與(yu)标準狀态(tài)下💰的🐕壓縮(suō)系數之比(bi),Pgmx、Pgxi爲介質的(de)最高和最(zuì)低的壓力(li)值(kPa)，Pa爲當地(di)的大氣壓(ya)力值(kPa),tmx、thin爲介(jie)質的最高(gao)溫和最低(di)溫，Qnmx.Qnan爲最💃大(da)和最小标(biāo)準狀況體(ti)積流量(kPa)。Zn
如(rú)果測量的(de)介質是天(tian)然氣的比(bǐ)值,可以參(can)考表--數值(zhí)。其中,天然(ran)氣的密度(dù)K=0.63Kg/m',二氧🚩化碳(tàn)的摩🈲爾分(fen)數Xc=0.00%，氮氣的(de)摩爾分數(shu)Xn=0.00%。
3選型的實(shí)例分析
已(yǐ)知一用戶(hù)在輸氣時(shi)實際的工(gong)作壓力範(fàn)圍是0.5-1.5MPa,介質(zhì)♍的溫度爲(wèi)10--50度,供氣時(shí)最小.的流(liu)量爲2500m3/h;經過(guo)分析知🏒道(dao),天然氣的(de)實際密度(dù)爲ρ=0.55Kg/m3,供氣最(zuì)大流量爲(wèi)6000m3/h,氮氣的摩(mo)爾分數爲(wèi)Mn=1.5%,二🌈氧化碳(tan)的摩爾分(fen)數爲Mc=0.6%;經測(ce)得知道,當(dāng)地的大氣(qì)壓值爲101.3kPa,試(shi)确定所選(xuan)用流量計(ji)的口徑⚽和(he)流量範圍(wéi)⚽。
由剛才的(de)流量計流(liú)量範圍計(ji)算模型公(gong)式知道，當(dāng)介🐕質壓力(li)爲0.5MPa、溫度爲(wei)50度時天然(ran)氣壓縮因(yin)子影響最(zui)小，此時供(gong)氣量🔴最小(xiǎo)，具有最大(dà)的工況體(tǐ)積流量;而(er)當介質壓(yā)力爲1.5MPa、溫度(du)爲💰15度時,壓(ya)縮因子影(ying)響最大,此(ci)時的供氣(qì)🈚量最大,具(ju)有最.小工(gong)🐪況體積流(liu)量。
在工作(zuo)狀态下它(tā)的流量範(fan)圍爲147.6--1107.78m3/h，所以(yi)選擇流量(liàng)範圍♻️爲100--1500m3/h的(de)渦輪流量(liang)計。
4結束語(yǔ)
渦輪流量(liàng)計選型模(mo)型和計算(suan)實例爲今(jin)後渦輪流(liu)量📧計在實(shí)際☀️中的應(yīng)用和選型(xíng)提供了一(yi)定的理論(lùn)借鑒♋依據(ju)。
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