摘要:從滿足(zu)使用要求和提高(gāo)效費比出發,介紹(shao)了水流量計
的測(ce)量特點和選用要(yao)點、水流量計的特(te)點以及水資源流(liú)量儀表的選型。
1概(gài)述
儀表在使用中(zhōng),人們主要關注儀(yi)表的可靠性和精(jing)度👄。可靠性包括質(zhi)量可靠和可維修(xiū)性,維修代價不大(dà)是較好的選擇。同(tóng)時流量計本體性(xing)能好并不能🙇🏻保證(zhèng)測量效果,故還應(yīng)考慮精度。儀表選(xuan)型應該避免片面(mian)追求性能高和精(jīng)度佳,而是在滿足(zú)要求的🚶♀️前提下,選(xuǎn)用可靠性最高、維(wéi)修最方便㊙️、費用最(zui)省的哪個方案。
2水(shui)流量計的測量特(te)點和選用要點
水(shuǐ)的潔淨程度不同(tóng),工況條件各易,測(ce)量範圍懸殊,可靠(kào)🌍性要求👣差異,測量(liang)精度要求有高有(you)低,費用承⭐受能🤟力(li)不一,因💞此不是随(suí)便裝一台流量計(jì)就肯定能用好。此(ci)外,水流量計是作(zuo)爲貿易結算、能量(liang)計量🔴、流量控制的(de)重要依據;其測量(liang)最不直觀,現場很(hen)難🔞直接判定其準(zhǔn)确度;其影👄響測量(liàng)準确度的因素多(duo)✔️樣,如安裝位置及(ji)方法等;大管徑、低(di)流速給測量帶來(lai)困難;若與管道直(zhi)接連接,儀表出故(gù)障時無法在線修(xiu)複。所以流量計量(liang)在國内外被視爲(wèi)一個難點。
水流量(liàng)計的選用應從下(xia)列因素加以考慮(lǜ),即法蘭标準,有國(guo)标GB、歐标DIN、美标ANSI等;公(gong)稱直徑不代表管(guǎn)道内徑,同一管道(dào)直徑有不同的壁(bi)厚,有些流量計對(duì)管道内徑有嚴格(ge)要求;材質選用;确(que)定精确計量、一般(ban)計量、流量控制等(deng)用途;GB/T17167規定,對于淨(jing)水計量精度應達(da)到±2.5%R,對于污水計量(liàng)精度應達到±5%R;對介(jie)質狀态、化學性質(zhi)、壓力損失、物理性(xing)質等進行明确;不(bu)同流量計對最低(dī)和最高流速有明(ming)确的規定;對管道(dao)與儀表通徑、上下(xià)遊直管段情況及(jí)閥門位置、安裝環(huán)境有無振動及電(diàn)磁幹擾等進行明(míng)确;确定數字脈沖(chong)/模拟量輸出、含HART協(xie)議輸出等;确定安(ān)裝、運行、校驗、維護(hù)、備件和使用等壽(shou)命,性價比和技術(shu)服務等。
3水流量計(ji)的特點
水流量計(ji)全部屬于推理式(shì)流量計,以下是一(yi)些常用水流👈量計(ji)的特點。
1)差壓式流(liú)量計
主要采用
威(wēi)力巴流量計
或
阿(ā)牛巴流量計
等均(jun1)速管流量計。優點(dian)是制作簡單、性能(neng)穩定、對振動不敏(min)感💋、抗幹擾能力較(jiào)強。缺點是精度屬(shǔ)于中等水平、範圍(wéi)度較窄、安裝要求(qiú)較高、洩漏點多。
(2)超(chāo)聲波流量計
超聲(sheng)波流量計
按測量(liàng)原理分爲爲傳播(bō)時間法、多普勒效(xiao)應法等;按安裝方(fāng)式分爲可移動安(ān)裝、固定安裝;按聲(sheng)道數分爲單聲道(dào)、多聲道。特點是無(wú)阻力損失、流量下(xià)限低、便攜💁式可随(sui)時安裝㊙️及拆卸👄、适(shi)于大管道且造價(jià)🐅與管徑無❤️關。局限(xian)性😘是便攜式精度(dù)不高、不能用于小(xiao)口徑測量、多聲道(dào)價格昂貴等。
(3)電磁(ci)流量計
電磁流量(liang)計
按激磁方式分(fèn)爲交流激磁、低頻(pin)矩形波激磁等;按(àn)安🔞裝方式分爲法(fǎ)蘭連接、螺紋連接(jiē)、插入式等;按結構(gou)形式分爲一體型(xing)、分體型等;按介質(zhi)狀态分爲滿管型(xing)、不滿管型。它是測(cè)量導電性流體理(li)想的體積流量計(ji),優點是管道爲光(guang)滑直管,無阻塞🥰,無(wú)磨損,壓💰損小,無可(ke)動部件,可靠性高(gāo),長期穩定性好,免(mian)維護;測量範圍大(dà),保證精度的範圍(wei)度一般達40∶1,可測範(fàn)圍🌂達200∶1;對流體狀況(kuang)要求不高,對前後(hòu)直管段要求低;精(jing)👌度高,可達0.2%R;口徑範(fan)圍大;可測雙向流(liu)量;與🈚流體接觸的(de)電極和内襯材料(liào)有多種選擇;響應(yīng)速度可達10ms,批🚩處理(lǐ)時間可達1秒🤩;可自(zi)清洗。局限性是有(you)最小電導♈率的限(xiàn)制;磨損和結垢會(huì)影🐕響測量精度;流(liú)體需要充滿管道(dào);大口徑産品價格(gé)高。選型要點:精度(dù)爲滿管型0.5-2.0級(特🌈殊(shu)0.2級)、不滿管型1.5-2.0級、插(chā)入型2.0-4.0級✨;流速範圍(wei)爲0.5-10米/秒,注意易粘(zhān)附、沉積、結垢的應(yīng)大☔于2米/秒,含顆粒(li)介質的應小于3米(mǐ)/秒。
(4)渦街流量計
渦(wō)街流量計
特點是(shì)無可動部件,可靠(kào)性高,使用壽命長(zhǎng);原始頻率輸🏃♀️出信(xin)⁉️号🌈與實際體積流(liu)量成線性關系;測(cè)量範圍寬🌈,在10∶1以上(shàng);安裝簡單,維護方(fāng)便,費用較低;測量(liang)精度較高。局限性(xing)是不适于安裝在(zai)強震動場合的管(guǎn)道上;有較長的直(zhi)管段。
4水資源流量(liàng)儀表的選型
(1)自來(lái)水的流量測量
最(zui)适宜用旋翼式水(shuǐ)表;DN≥200的選用電磁流(liu)量計,精度達±(0.3-1)%R,可根(gēn)據費用選用,精度(du)越高價格越貴。
(2)原(yuan)水和過濾水的流(liu)量測量
原水泥沙(sha)等雜質含量較高(gao),過濾水泥沙等雜(za)質含量梢低,若選(xuan)用節流式差壓流(liú)量計,取壓閥等常(chang)被泥沙堵死👨❤️👨,相比(bǐ)之下選用勻速管(guan)、插入式渦街或插(chā)入式電磁、超聲流(liú)量計就不會出現(xian)這些情況。因爲🐆轉(zhuan)動部分💋易堵易卡(ka),故選用旋翼式水(shuǐ)表也是不适🌈宜的(de),有時流💞體帶有長(zhǎng)纖維雜質,會挂在(zai)渦街發生🙇🏻體上,導(dao)緻儀☂️表失靈,這時(shí)也不宜選用渦街(jiē)流量計。
給排水道(dào)若爲敞開渠道,具(jù)有自由表面自然(rán)流,可采💃🏻用明渠流(liú)量計測量流量,而(ér)管渠,雖不敞開,但(dàn)是在非受壓非滿(mǎn)管狀态下♋流動,實(shi)際上也屬于明渠(qu)。明渠流量測量💞方(fang)法很♈多,主要有堰(yan)式和槽式兩大類(lei),都是設置了标準(zhun)化量水堰槽,在規(gui)定位置測量🔞水位(wèi),再根據流量與水(shui)位的關系計算✔️出(chu)流量。在計🤞算機技(jì)術廣泛應用的今(jīn)天,可将水位-流量(liang)函數關系裝入儀(yi)🈲表,采用查表和線(xiàn)性内插⛱️的方法得(de)到流量值,從而達(da)到較高👈精度。薄壁(bi)堰是測🐪量精度最(zui)高的,能達到±(1—3)%FS,量程(cheng)比爲(12-13)∶1,測量範圍🥵達(da)0-40000m3/h,其特點是結構簡(jiǎn)單,價格便宜,測量(liàng)🏃🏻♂️精度高㊙️,可靠性好(hao),其缺點是水頭⭐損(sǔn)失大,不能🔞用于平(píng)坦地面👅的渠道,堰(yan)上遊易堆積固形(xíng)物,要定期清理。槽(cáo)式流量♉計測量槽(cáo)有多種形式,水中(zhōng)固态物質幾乎不(bú)沉澱,随水流🚩排出(chu),水位擡高比堰小(xiao),适用于不👄允許有(yǒu)大落差📐的渠道,有(you)P槽和PB槽等。堰式和(he)槽式流㊙️量計都是(shi)用液位計計算流(liú)量,常用非接觸❓超(chao)聲式液位計連續(xu)測量水位,注意測(ce)點必須避免表面(miàn)有大量🥵泡沫🌂的場(chang)所。
渦街流量計安(an)裝和維護都非常(chang)簡單,但隻能部
分(fèn)解決測量問題,因(yīn)爲口徑較大的要(yao)比同口徑的電磁(cí)要貴,且口徑隻能(neng)做到DN15-400,最小可測流(liu)量爲0.32m3/h,最小可測流(liu)速爲0.4m/s。電磁口徑可(kě)以做到DN2.5-3000,可測流量(liang)爲0.0053―305000m3/h,最小可測流速(su)爲0.1m/s,因而覆蓋範圍(wei)比🛀渦街流🏃♂️量計寬(kuān)得多。大口徑的電(diàn)磁價格較貴,解決(jue)方案是選用插入(ru)式流量計,分爲
插(chā)入式渦街流量計(jì)
或電磁等點流速(su)計型、差壓式勻速(sù)管等徑流速型等(deng),插入式渦街最小(xiao)可測流速爲0.32m/s,精度(du)達±1%R,測量頭位于管(guǎn)道中心線上,耐髒(zāng)性較好,含有少量(liàng)泥砂也不會引起(qǐ)🌈故障,當♻️流速下👄限(xian)更低時則無法完(wán)成測量任務;
插入(ru)式電磁流量計
下(xià)限無限制,隻是誤(wù)差較大,其範圍度(du)較大,有較高精度(dù),測👨❤️👨量頭一般位于(yu)管道中特定位置(zhì)。在大口徑🌈管路流(liu)量計中,由于流速(su)普遍較低,泥沙、污(wu)垢等易在儀表表(biǎo)面沉🧡積,因此流量(liàng)探💚頭常配有球閥(fá),實現在線維護👈和(he)檢查。
勻速管流量(liang)計在大口徑時用(yòng)得較多,優點是結(jié)構簡單👄,價♻️格便宜(yí),維修方便,隻要插(cha)入杆長度同管徑(jìng)❌相吻合,儀表示🐆值(zhi)受管内流速分布(bu)的影響較小,在安(ān)裝時要注意引壓(ya)管中不能有氣體(ti)存在,否則引🚶♀️起儀(yí)表示值發生變化(huà),故需要對引壓管(guan)進行排氣。缺點是(shi)避免泥沙将取樣(yàng)🚶孔堵死,爲不打破(pò)平衡必須嚴禁排(pai)污,隻允許開表時(shi)進🏃🏻♂️行少量排氣操(cāo)作;相對流量較小(xiao)時,誤差較大,主要(yao)适于一般測量和(he)過🚶♀️程🧡監控;标定困(kun)難,需💚逐台進行。威(wei)力巴💛流量計采用(yòng)✔️子彈頭形斷面的(de)檢測杆,流量☎️系數(shu)K穩定性好👄,拐點相(xiang)對平緩;低壓取壓(yā)孔位于探頭兩側(ce)面,流體分離點之(zhī)前,流速較快,避免(mian)了污垢聚集,不易(yi)堵,而高壓⭐取壓孔(kong)位于高壓區,阻止(zhǐ)了流體中的固體(tǐ)顆粒進入,所以高(gāo)低壓測孔的本質(zhi)防堵性能優于其(qí)他斷面的檢測杆(gǎn),同時檢測杆前端(duān)表面采用粗糙化(huà)處⭐理,使其表面始(shi)終保持邊界紊😍流(liú),降低了流體牽引(yin)力和渦街脫落力(lì),從而産生穩定流(liú)線,使💰流量系數更(gèng)加穩定,流量系數(shu)K的精度爲1.0%;但因爲(wèi)所測🔴差壓較小,應(ying)配用零點穩定性(xìng)好的
微差壓變送(sòng)器
,而“T”形阿牛巴流(liu)量計具有更強的(de)差壓信号,其它與(yǔ)威力巴㊙️流量🛀計類(lei)似。
超聲流量計換(huan)能器可不與介質(zhì)直接接觸,介質有(you)較多雜質也不對(duì)測量構成嚴重威(wēi)脅,夾裝式雖精度(du)不💛高,但安裝方便(bian),常用于流量監視(shì),适用于無停車機(jī)會的場合,常用來(lái)與其他🌍流量計進(jin)行比對。多聲道超(chao)聲流量計精度達(da)±0.5%,可以用于貿易交(jiāo)接,但安裝必須在(zài)專♍業指導下進行(hang)。傳播時間法的适(shì)用于潔淨流體的(de)測🐉量,大管徑帶測(cè)量管的多聲道流(liú)量計,精度最高,基(jī)本誤差在±(0.5―1)%R,有的高(gāo)達±0.15%R,夾裝式可達到(dào)±(1―3)%R;而多譜勒效應法(fa)的✉️适用于固相含(han)量較📱多或含有氣(qi)泡的液🔴體,基本誤(wù)差在±(3―10)%FS,當固🔞體含量(liàng)基本不✔️變時,可達(da)±(0.5―3)%FS。
結論:給排水道爲(wèi)敞開渠道時采用(yong)明渠流量計;在貿(mao)易計量時,DN≤200時超聲(shēng)波儀表比電磁貴(guì),選用電磁流量計(ji),而DN≥250時超聲流量🔞計(ji)比電磁流量計便(biàn)宜,選用超聲流量(liang)計,特别🚶在大管道(dao)上優👨❤️👨先選用多聲(sheng)道超聲‼️流量計,精(jīng)度完全滿⛱️足計量(liàng)要求;對計量要求(qiu)較低的可以選用(yong)勻速管流量計或(huo)插入式渦街;對一(yī)般的流量監控可(ke)以采用插入式電(diàn)磁流量計。
(3)去離子(zi)水的流量測量
去(qù)離子水純度極高(gao),由于管徑較小可(ke)以采用渦街流量(liang)計,在個别大管徑(jìng)的流量測量中可(ke)采用勻速管流量(liàng)計📞。
(4)污水的流量測(ce)量
污水比較髒污(wu),有時有一定腐蝕(shi)性,應根據實際情(qing)況選擇流量計,用(yòng)管道輸送的污水(shuǐ)可用電磁流量計(jì)進行測量,但要注(zhu)意測♌量管和電極(jí)的清洗;通過明渠(qú)排放的,适用明渠(qu)流量計或面積㊙️-速(sù)度流量計。
5結論
每(měi)種水流量計都有(yǒu)優缺點,因此了解(jiě)原理和适用範圍(wei)至關重要。當數種(zhǒng)流量計均能滿足(zú)時,應選用無機械(xiè)運動部件,磨損小(xiǎo)的流量計。一台流(liú)量計成功運行的(de)條件是:由流體性(xìng)質和精度要求選(xuǎn)擇類型;由流量範(fan)圍選擇口徑;由類(lèi)型正确選擇安裝(zhuang)地點;由性能、服務(wu)選擇廠家;嚴格按(an)廠家說明書精心(xīn)安裝及接線調試(shi)。
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