0引言
流量(liàng)儀表
是過(guo)程自動化(hua)儀表與裝(zhuāng)置中的大(da)類儀表之(zhi)一,它被廣(guang)泛應用與(yǔ)冶金、電力(li)、化工、石油(you)、交通、環境(jing)保護及日(ri)常生活等(děng)國民經濟(jì)各個領域(yù)。在過程自(zì)動化儀表(biao)與🐇裝置中(zhong),流量儀表(biao)有兩大功(gōng)用;作爲過(guò)程自⁉️動化(huà)控制⚽系統(tong)的檢測儀(yi)表和測量(liàng)物料數量(liàng)的總量表(biao)。
流量的正(zheng)确計量室(shi)生産和能(néng)源考核的(de)必備手段(duàn),在提高生(sheng)産效率,保(bao)障生産安(ān)全和杜絕(jué)能源浪費(fèi)等方面發(fa)⁉️揮着無可(ke)替代的作(zuò)用。但流量(liàng)是一個動(dòng)态量,它是(shi)一個隻有(you)當✔️流體發(fa)生運動時(shí)才實際存(cun)在的物理(li)👄量,因此它(ta)不僅是基(ji)本量的靜(jìng)🐆态組合,又(yòu)由于其動(dong)态性質,流(liú)量量值受(shòu)到許多複(fú)雜因素的(de)♌影響,例如(rú)流體内微(wei)觀分子之(zhī)間的相互(hù)作用,宏觀(guan)的湍流、漩(xuan)渦運動等(deng),在具體的(de)管道中還(hai)受到邊界(jiè)條件(管壁(bi))的制約。面(mian)對各種的(de)流量儀🆚表(biao),如何根據(jù)流量、流态(tài)、安裝要求(qiú)與環境條(tiao)🤟件、經濟性(xìng)等因素合(hé)😘理選型,是(shi)應用好㊙️流(liú)量儀表的(de)前提和基(ji)礎。本文介(jie)紹了化工(gōng)裝🔞置幾種(zhong)常用流量(liang)計的原理(lǐ)及選型與(yǔ)使用經驗(yàn)。
1電磁流量(liàng)計
電磁流(liu)量計
是基(ji)于法拉第(dì)電磁感應(ying)原理研制(zhì)出的一種(zhong)測量導🥰電(dian)♻️液😄體🏃🏻♂️體❤️積(jī)的流量的(de)儀表,根據(ju)法拉第電(diàn)磁感應定(ding)律,導電體(ti)在磁場中(zhong)作切割磁(cí)力線運動(dòng)時,導㊙️體中(zhōng)産❓生感應(yīng)🏃🏻電壓,該電(diàn)動勢的大(da)小💃與導體(ti)在磁場中(zhōng)作垂直于(yú)磁場運動(dong)的速度成(cheng)正比,由此(cǐ)再根據管(guǎn)徑,介質的(de)不同,轉換(huan)成流量。
電磁流(liu)量計無節(jiē)流部件,因(yin)此壓力損(sun)失小,該儀(yí)表測量流(liú)體流量是(shì),不受流體(tǐ)溫度、壓力(lì)、密度、粘度(dù)及流體組(zu)份的影響(xiǎng),适合于對(duì)有懸浮固(gù)體粒子的(de)污水、煤漿(jiang)的流量、特(tè)别适合對(duì)腐蝕性介(jie)質的測量(liàng)。
選型與使(shi)用時應注(zhù)意:電磁流(liu)量計所測(cè)液體應具(ju)有❓測量所(suǒ)💋需的電導(dao)率,并要求(qiu)電導率分(fèn)布大體上(shang)均勻,不能(néng)用于測量(liàng)電導率很(hěn)低的液體(ti),如石油制(zhi)品和有🏃🏻機(ji)溶劑🥰等。電(dian)磁流量計(ji)的測量精(jīng)度是建立(li)♊在液體充(chōng)滿管道的(de)‼️情形下,目(mu)♋前在管道(dào)中有空氣(qi)的情況下(xià)測量問題(ti)尚未得到(dào)很好的解(jiě)決,因此電(dian)磁流量計(ji)不能測量(liàng)氣體、蒸汽(qi)和含有較(jiào)多較💜大氣(qi)泡的液體(tǐ)。同時應注(zhù)意不同溫(wēn)度及腐蝕(shí)性介質應(ying)🤞選用不同(tóng)内襯材料(liào)🔱和電極材(cai)料。電磁流(liú)量計雖可(kě)以在任意(yì)📧管道上安(ān)裝,但電磁(ci)流量計測(cè)量電🐇極的(de)軸線必須(xū)保持水😘平(píng)方向,且與(yǔ)管道中心(xin)線互相垂(chui)😘直。爲避免(mian)在✂️管道内(nei)無液體♋時(shi)出現指針(zhen)不在零位(wei)的錯覺,電(dian)磁流量計(ji)的變送器(qì)應安裝與(yu)任何時候(hou)均充滿液(ye)🚶體的地方(fāng),同時,該流(liu)量計的💞型(xíng)号較爲微(wēi)弱,因而在(zài)使用時應(yīng)注意外來(lai)幹擾對其(qi)測量精度(dù)的影響,變(bian)送器應安(an)☎️裝在原理(li)一切磁源(yuan)的地方,不(bú)允許有振(zhen)動。
2渦輪流(liu)量計
渦輪(lun)流量計
是(shì)之中速度(du)是流量儀(yi)表,由于具(ju)有測量精(jing)度高,反應(ying)速度快🐪,測(cè)量範圍廣(guang),價格低廉(lián),安裝方便(biàn)等優點,被(bei)廣👉泛用❗于(yú)化工生産(chǎn)中🏃♀️。
渦輪流(liu)量計由渦(wō)輪、軸承、前(qian)置放大器(qì)、顯示儀表(biǎo)組成。渦輪(lún)變送器的(de)工作原理(lǐ)是當流體(ti)沿着管道(dào)的軸線方(fāng)向流動💔,并(bìng)沖⛱️擊渦輪(lún)葉片是,便(biàn)有與流量(liang)qν、流速V和流(liú)🈲體密度ρ乘(chéng)積成比例(lì)的力作用(yòng)在葉片上(shang),推🐉動渦輪(lún)旋轉。在渦(wo)輪旋轉的(de)同事,葉片(pian)周期性地(di)切☔割電磁(cí)鐵産生的(de)磁力線,改(gǎi)變線圈的(de)🏒磁通量。根(gen)據電磁感(gǎn)應原理,在(zai)線圈内将(jiang)感應出脈(mo)動的電勢(shì)信号(此脈(mò)動信号的(de)頻率與被(bei)測流體的(de)流量成正(zhèng)比)。渦🏃🏻♂️輪變(biàn)送器輸出(chū)的脈沖信(xin)号,經前置(zhi)與放大器(qi)放大後,送(sòng)人顯示儀(yí)表,就🚶實現(xian)了流量的(de)測量。
在化(huà)工裝置選(xuan)型與使用(yòng)時應注意(yi):流量計本(ben)體最好選(xuan)用316不鏽🏃🏻♂️鋼(gang)材料以防(fang)腐;應注意(yi)确保被測(ce)介質對渦(wō)輪不能有(yǒu)腐蝕,特别(bié)是軸承出(chū),否則應采(cǎi)取措施,在(zài)一般化工(gong)🥵場所應優(yōu)先考慮軸(zhou)承使用聚(jù)四氟乙烯(xī)、碳石墨材(cái)料;安裝渦(wō)輪流量計(ji)前,管道要(yào)清掃,被測(ce)介質不潔(jié)淨時,要加(jiā)過濾器,否(fǒu)則渦輪、軸(zhóu)承易被卡(kǎ)住,測不🐅出(chū)流量來。變(biàn)送器應水(shuǐ)平安裝,避(bì)免垂直安(ān)裝,并保證(zheng)其前後有(you)适應的直(zhi)♻️管段,一般(bān)前10D,後📧5D。選用(yong)渦輪流量(liàng)計主🥵要是(shì)看中其高(gao)精度🔅,但因(yīn)注意,了流(liú)量計精度(du)越高,對現(xiàn)場使用條(tiáo)件的變化(huà)就越👄敏感(gǎn),因此,安裝(zhuāng)渦㊙️輪流量(liang)計是,前後(hòu)管道法蘭(lan)要求🌏水平(píng),否則管道(dào)應力對流(liu)量💋計影響(xiǎng)很大。傳感(gǎn)器安裝在(zai)武強磁幹(gàn)擾與熱輻(fú)射影響的(de)場所,應便(bian)于維修并(bing)避免管道(dào)震動。
3差壓(ya)式流量計(jì)
差壓式流(liu)量計是根(gēn)據安裝與(yu)管道中流(liú)量檢測件(jiàn)産生的🌂差(cha)壓☂️、已知的(de)流體條件(jian)和檢測件(jian)與管道的(de)幾何尺寸(cùn)來測量流(liu)量的儀表(biǎo),是早期大(dà)量使用的(de)一種測量(liàng)流量的計(jì)量儀表。
差(cha)壓式流量(liàng)計是由三(san)部分組成(cheng):(1)将被測液(yè)體的流量(liàng)轉換成差(chà)♍壓信号的(de)節流裝置(zhì);(2)傳輸差壓(ya)信号的信(xìn)号管道;(3)測(ce)量差壓💰值(zhi)的差壓儀(yí)或差壓變(bian)送器及顯(xian)示儀表。通(tōng)常以檢測(cè)件的形式(shì)對差壓式(shì)流量計分(fèn)類,如
孔闆(pan)流量計
、文(wen)丘裏管流(liú)量計及勻(yún)速管流量(liàng)計等。
在化(huà)工裝置選(xuǎn)型與使用(yòng)差壓式流(liú)量計時應(ying)注意:差壓(ya)式流🌍量🐅計(ji)的安裝應(yīng)包括節流(liú)裝置、差壓(yā)引壓管、差(cha)壓計三部(bu)分。在💛測量(liang)⛷️液體流量(liàng)時,爲防止(zhi)液體中有(you)氣體進入(rù)并存在導(dao)壓管内及(ji)防止液體(ti)中有沉澱(diàn)物析🌍出,差(cha)壓計應安(ān)裝在節流(liú)裝置的下(xià)方,測量氣(qì)體流量時(shi)爲防止液(yè)體污物或(huo)灰塵進入(ru)導壓💃🏻管,則(ze)差壓計應(yīng)安裝在節(jie)流裝🌈置上(shàng)方,測量水(shuǐ)蒸氣✨是,要(yào)保持⭐兩根(gen)引壓管内(nèi)的冷凝液(ye)柱高度相(xiàng)等,防止高(gāo)溫蒸汽與(yu)差壓計直(zhí)接接觸。壓(yā)差引👈壓導(dao)管的材質(zhi)應按被測(cè)介質的性(xing)質和參數(shu)确定,其内(nei)徑不✨小于(yú)6mm,長度最好(hǎo)在16mm以内。壓(yā)差引壓導(dao)管應垂直(zhí)或傾💯斜敷(fū)設,傾斜度(dù)不小于1:12,粘(zhān)度高的流(liu)體,其傾斜(xié)度應㊙️更大(da)。當壓差引(yin)壓導管長(zhang)度超過👈30m時(shi),導壓管應(ying)分段傾斜(xie),并在🎯最高(gao)點與最低(dī)點裝設集(ji)氣器(或排(pái)氣閥)和沉(chen)澱器(或排(pai)污閥)。嚴寒(han)地區差壓(yā)引壓導管(guǎn)應加防凍(dòng)保護,同時(shí)要防止過(guo)熱,否側差(cha)壓引壓導(dao)管中流體(ti)汽化會産(chǎn)生假差壓(yā)。
4轉子流量(liàng)計
轉子流(liú)量計爲地(dì)中等精确(què)度儀表,屬(shǔ)于變面積(jī)式流量🌍計(ji)的換一種(zhong)。轉子流量(liang)計是以浮(fú)子在垂直(zhí)椎管中随(suí)着流量變(biàn)化而升降(jiang),改變他們(men)之間的流(liu)通面積來(lai)進行測🍓量(liang)的體積流(liú)量儀表。一(yi)般分爲
玻(bo)璃轉子流(liú)量計
和
金(jīn)屬轉子流(liu)量計
,作爲(wèi)直觀流動(dòng)指示或測(ce)量精确度(du)要求不高(gāo)的現場指(zhǐ)⁉️示儀表,轉(zhuǎn)子流量計(ji)被廣泛地(di)用在化工(gōng)行業😍。
轉子(zi)流量計适(shì)合對中、小(xiao)口徑中流(liú)體和雷諾(nuo)數較低的(de)⭕流體的流(liú)量測量。轉(zhuan)子流量計(jì)壓力損失(shi)較低,有較(jiao)寬的流量(liang)♍範圍🌈度,一(yi)般10:1,最低爲(wei)5:1,最高爲25:1。
選(xuǎn)型與使用(yòng)時應注意(yì):轉子流量(liang)計主要測(ce)量對象是(shì)單😍相流體(tǐ)或氣體,液(yè)體中含有(yǒu)微粒固體(tǐ)或氣體中(zhōng)含有液滴(dī)通常不使(shǐ)用❓。玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)應選帶💚有(yǒu)透明防護(hu)罩,一旦玻(bō)🔆璃椎管👈破(pò)裂,可擋住(zhu)流體正向(xiang)散濺,以做(zuò)經濟處🏃理(lǐ)。用于氣體(ti)時應選用(yòng)導杆或帶(dài)楞筋導向(xiàng)🌈的儀表,以(yǐ)避免操作(zuò)不慎浮子(zi)擊碎錐☂️管(guan)。
轉子流量(liàng)計必須垂(chuí)直安裝在(zai)無振動管(guǎn)道上,流體(ti)自下而⭐上(shàng)流過儀表(biao),其中心線(xiàn)與鉛垂線(xian)間夾角一(yī)般不👌超過(guò)5°。儀表安裝(zhuāng)📱時無嚴格(ge)上遊直管(guǎn)段長度要(yao)求,如被測(cè)介質含顆(ke)粒狀雜質(zhi),應在儀表(biǎo)上遊裝過(guò)㊙️濾器。爲保(bǎo)☔證在長期(qī)使用過程(chéng)中測量精(jing)🐇度,要注意(yi)⛱️保持浮子(zi)和錐管的(de)清潔,特别(bié)是小口徑(jing)儀表,必要(yao)時可設置(zhì)沖洗配管(guan),特别是小(xiǎo)口徑儀表(biao)。必要時可(kě)設置沖洗(xi)😘配管,定🐪時(shí)沖洗。
5熱式(shì)質量流量(liàng)計
熱式質(zhi)量流量計(ji)是利用傳(chuan)熱原理,即(jí)流動中的(de)流體與熱(rè)💃源(流體中(zhong)加熱的物(wù)體或測量(liàng)管外加熱(re)體)之間熱(re)量交換關(guan)系來測量(liàng)流量的儀(yi)表。熱式質(zhi)量流量計(jì)👈目前主🤞要(yao)用于測量(liang)氣體。
熱式(shì)流量儀表(biǎo)主要有兩(liang)種:(1)利用流(liu)動流體傳(chuán)遞熱🤞量改(gai)變🧑🏽🤝🧑🏻測量管(guǎn)壁溫度分(fèn)布的熱傳(chuan)導分布效(xiao)應的👣熱分(fen)布式流量(liang)計;(2)利用熱(re)⭕消散(冷卻(que))效應的金(jin)氏定律的(de)熱式質量(liang)流量計。
選(xuǎn)型使用時(shí)應注意:與(yǔ)其他流量(liàng)計相比,
熱(rè)式質量流(liú)量計
具有(you)中等測量(liang)精确度,使(shǐ)用與低流(liú)速範圍測(cè)量,因其響(xiǎng)應時👨❤️👨間長(zhang),不适應脈(mo)動流流量(liàng)測量;在測(cè)量氣體時(shi)流體溫度(du)變化并不(bu)影響質量(liàng)流量,但溫(wēn)度變化過(guò)大,比熱容(róng)的變化會(hui)導緻量程(cheng)變化;熱式(shi)質量流量(liang)計隻能用(yòng)于測量潔(jié)淨單相流(liú)----氣體或液(yè)體,用氣體(ti)的型号🌂不(bu)能用于液(ye)🚶♀️體,反之亦(yì)然♋。對于熱(re)分布式氣(qì)體還必須(xu)😍是幹燥氣(qì)體,不能含(hán)有濕氣。安(an)裝中大部(bù)分熱式質(zhì)量流量計(ji)🌈的流量傳(chuán)感器可任(rèn)何姿勢(水(shuǐ)平、垂直或(huo)傾斜)安裝(zhuāng),其性能不(bú)受安裝姿(zi)勢影🚶響,通(tong)常認爲熱(rè)分布式無(wú)上下遊直(zhi)管段長度(du)要求,但應(ying)注意帶測(ce)量管的浸(jin)入式流量(liang)傳感器和(he)插入式儀(yi)表需要一(yī)定長度前(qián)置直管段(duàn)。
6結束語
流(liú)量儀表大(dà)都需要适(shi)合的測量(liàng)介質和工(gong)況條件💁爲(wei)依托😘方可(kě)發揮正确(què)作用,隻有(yǒu)優勢而沒(méi)有缺點🔴的(de)流量儀表(biǎo)現今是💋不(bú)存在的,合(hé)理的選擇(zé)儀表對于(yú)現場工程(cheng)師和管理(li)者是至關(guān)重要的。綜(zong)上所述,在(zài)化工裝置(zhì)中要正确(què)和有效地(di)選擇、使用(yong)流量測🈲量(liang)方法和儀(yi)表,必須熟(shú)悉🍉流量儀(yí)表和🔱生産(chǎn)過程流體(tǐ)特性這方(fāng)✍️面的技術(shu),同時還應(yīng)考慮經濟(jì)因素,歸納(nà)起來有五(wu)個方面因(yin)素🔴,即性能(neng)要⁉️求,流體(tǐ)特性、安裝(zhuang)要求、環境(jìng)條件和費(fei)用。
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