摘(zhai)要:渦輪(lún)流量計(jì)
是一種(zhong)利用渦(wo)輪感受(shou)流體平(píng)均流速(su)來導出(chu)流量的(de)流量計(jì),常💋應用(yòng)于昂貴(guì)介質(油(yóu)品、天然(rán)氣等)的(de)總量測(ce)💃量。就如(ru)何實現(xiàn)流量計(ji)的高效(xiao)利用,節(jiē)約使用(yong)🌈單位的(de)使用成(cheng)本,實現(xiàn)儀器儀(yí)表利用(yòng)效益的(de)最大化(hua)問題,介(jie)紹了渦(wo)輪流量(liang)計的選(xuan)型依據(ju)🏃🏻♂️,并以實(shi)例😍計算(suan)分析了(le)渦輪流(liu)量計🛀的(de)選型,爲(wei)今㊙️後渦(wō)輪流量(liàng)🚶♀️:計的合(he)理選型(xíng)‼️提供了(le)一定的(de)♉理論依(yi)據。
0引言(yán)
渦輪流(liu)量計是(shi)現今使(shǐ)用比較(jiào)廣泛的(de)流量計(ji)種類之(zhī)。它具有(you)測量精(jīng)度高、安(ān)裝方便(biàn)、使用性(xìng)能的穩(wen)定🔞性高(gao)等優點(diǎn),廣泛應(ying)用于石(shi)化、冶金(jin)、城市燃(ran)氣等行(hang)業，以及(jí)燃氣調(diào)壓站等(děng)場所。渦(wo)輪流量(liang)計一般(ban)由流✍️量(liang)變送器(qì)、前置放(fàng)大✨器和(hé)顯示計(jì)算儀組(zu)👨❤️👨成。它具(jù)體的工(gong)作原理(li)是:當被(bei)測流❤️體(tǐ)介質通(tong)過管内(nèi)的渦輪(lun)葉片時(shí),渦輪因(yin)爲感受(shòu)到流體(tǐ)🈲的沖擊(ji)而做旋(xuán)轉運🙇🏻動(dong),在流量(liàng)😘計量程(cheng)♻️的範圍(wéi)内渦輪(lún)的轉速(su)和流量(liàng)成正比(bi)。渦輪流(liú)量計的(de)轉數是(shi)通過磁(ci)電轉㊙️換(huan)器轉換(huan)成電脈(mò)沖信号(hao),再被前(qian)置放大(da)器放大(da)，山顯示(shì)計算儀(yi)顯示流(liu)量的大(da)小。這樣(yang)根據單(dan)位時間(jiān)的脈沖(chong)數和累(lèi)計的脈(mò)沖數就(jiu)可以反(fǎn)映出單(dan)位時間(jian)的瞬時(shi)流量和(he)累計流(liu)量。
通過(guo)流量計(jì)的流體(ti)體積示(shì)值是以(yǐ)渦輪葉(yè)輪轉數(shù)爲🌈基準(zhǔn)的,即🔴通(tōng)過測量(liang)葉輪的(de)轉速來(lái)反映通(tong)過管道(dao)的體積(jī)流量大(da)小。渦輪(lun)流量計(ji)結構如(rú)圖1-所示(shi)。
整(zheng)流器通(tōng)常也叫(jiào)導流器(qi)，主要作(zuò)用是消(xiāo)除和誠(chéng)少流體(ti)流⛱️動中(zhong)的漩渦(wō)流、偏心(xin)流等各(gè)種不是(shì)中心軸(zhou)對稱的(de)流體。
軸(zhóu)承用來(lai)固定轉(zhuǎn)子使其(qi)很好地(dì)安裝在(zai)管道的(de)中❗心線(xiàn)處。
葉輪(lún)是轉子(zi)式渦輪(lún)流量計(jì)的主要(yao)組成部(bù)分,一般(bān)主🔞要由(you)螺旋🈲形(xíng)的葉片(piàn)組成。一(yi)般葉片(pian)的直徑(jìng)剛好充(chōng)滿管道(dào)🚶,葉片的(de)軸⭐向長(zhang)度近似(sì)爲葉片(pian)的高度(dù)。
一般所(suo)說的儀(yí)表管段(duàn)是指流(liu)量計的(de)管段部(bù)分，裏面(miàn)👅包含了(le)整流器(qì)、軸承、轉(zhuǎn)子傳感(gǎn)器等部(bu)分,有時(shi)候🐉也包(bao)括上遊(yóu)和下遊(you)的直管(guan)部分。
傳(chuán)感器的(de)主要作(zuo)用是把(ba)轉子轉(zhuan)動的信(xìn)号轉換(huàn)爲電信(xìn)号。通常(chang)将渦輪(lún)流量計(ji)中感知(zhi)流體流(liú)速的渦(wo)輪及其(qí)組合(包(bāo)括前🈲後(hou)導流架(jia)、軸承、殼(ke)體及前(qian)置放大(dà)器)統稱(chēng)爲渦輪(lun)流量傳(chuan)感器。
前(qian)置放大(da)器是爲(wei)了傳送(song)傳感器(qi)的電信(xìn)号而對(dui)其放大(da)，整型從(cong)而得到(dao)輸出型(xíng)号,再将(jiang)信号處(chù)理轉換(huàn)🍓爲二次(cì)儀♍表顯(xian)示的信(xìn)号。
顯示(shi)器爲渦(wo)輪流量(liàng)計接受(shou)輸出輸(shū)出信号(hào)的裝置(zhì)。在流⭕量(liang)計運行(hang)的過程(chéng)中，瞬時(shí)流量、累(lei)計流量(liàng)、儀表系(xì)數🥵都可(ke)🌈以在🐇顯(xiǎn)示器上(shang)顯示出(chū)來。
每個(gè)規格的(de)流量計(jì),均有其(qí)流量範(fàn)圍。也即(jí)說,當介(jie)質流❗量(liàng)低于下(xià)限流量(liàng)時，介質(zhi)流速太(tai)低,以緻(zhì)無法檢(jiǎn)測流速(su)，或無法(fa)保🙇♀️證精(jing)度;而當(dāng)流量高(gāo)于流量(liang)上🌍限時(shí)，産㊙️生壓(ya)力損失(shī)過大，會(huì)産生丢(diū)脈沖、漏(lou)計等現(xian)象,即使(shi)不漏計(jì),流量計(ji)也無法(fa)保證精(jing)度。
由于(yú)流量計(jì)的使用(yòng)環境條(tiáo)件一般(ban)較爲惡(e)劣,有振(zhèn)動💔、脈動(dong)‼️等幹擾(rǎo)存在,因(yin)此,若流(liu)量計經(jing)常處于(yu)下限流(liú)量工作(zuò)時,就🧑🏽🤝🧑🏻很(hěn)難保證(zheng)計量精(jing)度叫。一(yi)般應使(shi)流量計(ji)的工作(zuo)流量範(fan)圍處于(yú)最大工(gong)況流量(liang)的20%-90%。當使(shi)用環境(jing)很🐆理想(xiǎng)時，流量(liang)計可工(gong)💚作于最(zuì)小流量(liàng)和最大(da)海量之(zhī)間，但這(zhè)僅考慮(lü)到流量(liàng)計的流(liú)量範圍(wéi)。若在低(dī)壓介質(zhi)使用,還(hai)應考慮(lǜ)壓❤️力損(sun)失的影(yǐng)響⁉️。壓力(lì)損失大(da)是流量(liàng)計選型(xíng)必須考(kǎo)慮的--個(gè)重要因(yīn)素,在🐅有(you)壓力損(sǔn)失要求(qiu)時,應考(kao)慮此因(yin)素。
1渦輪(lún)流量計(jì)的選型(xíng)數學依(yi)據
用戶(hù)在實際(jì)的流量(liàng)計選擇(zé)應用中(zhong),要盡量(liang)選擇合(he)适的流(liú)量計，既(jì)要避免(mian)資源浪(làng)費造成(cheng)的過度(du)花費，又(yòu)要避免(miǎn)選擇不(bu)合适的(de)流量計(jì)影響測(cè)量的精(jing)度🚶♀️,造成(chéng)用戶雙(shuāng)方☀️的貿(mao)易糾紛(fen)。用✊戶在(zài)選擇流(liú)量計之(zhī)前應首(shou)先📱估計(ji)管線輸(shu)送介質(zhi)的量和(hé)介👨❤️👨質可(ke)能達🔴到(dao)的溫度(dù)和壓力(lì)範圍，估(gū)🐉算出輸(shū)送介質(zhì)的最高(gao)和🈲最低(di)的工況(kuàng)流🔆量,正(zhèng)确選擇(zé)規🎯格合(hé)适的流(liu)量計。選(xuǎn)擇渦輪(lún)流量計(jì)的💔總體(tǐ)原💯則是(shì):盡量使(shǐ)流量計(ji)在最大(da)流量的(de)20%-90%的範圍(wéi)内運行(háng)，這樣流(liu)量計的(de)最佳計(ji)量性能(neng)及測量(liàng)精度也(ye)是最高(gao)的。渦輪(lún)流量計(ji)選型流(liú)程如圖(tú)二所示(shì)。
2選(xuǎn)型的數(shù)學計算(suan)依據
已(yǐ)知介質(zhi)的最低(dī)壓力、最(zui)高溫度(du)和所需(xū)的最大(da)标準狀(zhuang)況♻️下🐪的(de)流量,計(jì)算最大(dà)工況下(xià)的流量(liang):
已知介(jiè)質的最(zui)高壓力(lì)、最低溫(wen)度和所(suo)需要最(zuì)小标準(zhun)⭐狀況下(xia)♊的流量(liang),計算最(zui)小工況(kuang)流量:
式(shì)(1)、(2)中,Qgmx、Qgnn爲最(zuì)大和最(zui)小的工(gong)況體積(jī)流量(m/h),
爲(wei)流量計(jì)在工作(zuo)狀态下(xià)的壓縮(suo)Zn系數與(yu)标準狀(zhuang)态下的(de)☁️壓縮🤩系(xì)數之比(bi),Pgmx、Pgxi爲介質(zhi)的最高(gao)和最低(dī)的壓力(lì)💜值(kPa)，Pa爲㊙️當(dāng)地的大(da)氣壓🏃♀️力(li)值(kPa),tmx、thin爲介(jiè)質的最(zuì)高溫和(he)最低溫(wēn)，Qnmx.Qnan爲最大(dà)和最小(xiao)标準狀(zhuang)況體積(ji)流量(kPa)。Zn
如(rú)果測量(liàng)的介質(zhì)是天然(rán)氣的比(bi)值,可以(yǐ)參考表(biao)--數值。其(qí)中,天然(rán)氣的密(mì)度K=0.63Kg/m',二氧(yang)化碳的(de)摩⭐爾分(fen)數Xc=0.00%，氮氣(qi)的摩爾(er)分數Xn=0.00%。
3選(xuǎn)型的實(shi)例分析(xi)
已知一(yī)用戶在(zai)輸氣時(shi)實際的(de)工作壓(ya)力範圍(wei)是0.5-1.5MPa,介質(zhi)的🚶♀️溫度(dù)爲10--50度,供(gong)氣時最(zui)小.的流(liú)量爲2500m3/h;經(jing)過分析(xi)知⭐道,天(tiān)然氣🔴的(de)實☀️際密(mì)度爲ρ=0.55Kg/m3,供(gòng)氣最大(dà)流量爲(wei)6000m3/h,氮氣的(de)摩爾分(fèn)數爲Mn=1.5%,二(er)氧化碳(tàn)的摩爾(er)分數爲(wèi)Mc=0.6%;經測得(de)知道🛀,當(dāng)地的大(da)氣壓值(zhi)爲🔆101.3kPa,試确(que)定所選(xuan)用流量(liàng)計的口(kou)徑和流(liú)量範圍(wéi)。
由剛才(cai)的流量(liàng)計流量(liàng)範圍計(jì)算模型(xíng)公式知(zhī)道，當介(jiè)質壓力(lì)爲0.5MPa、溫度(dù)爲50度時(shi)天然氣(qi)壓縮因(yin)子影響(xiǎng)最💘小，此(ci)時供氣(qi)量最小(xiǎo)，具有🔅最(zui)大的工(gōng)況體積(jī)流量;而(er)當介質(zhi)壓力爲(wei)1.5MPa、溫度爲(wei)15度時,壓(ya)縮因子(zi)影響最(zuì)大,此時(shi)的供氣(qi)量最大(dà),具有最(zui).小工🐇況(kuang)體積流(liu)量。
在工(gong)作狀态(tai)下它的(de)流量範(fan)圍爲147.6--1107.78m3/h，所(suo)以選擇(ze)流量範(fan)🐆圍爲100--1500m3/h的(de)渦輪流(liú)量計。
4結(jie)束語
渦(wō)輪流量(liàng)計選型(xing)模型和(he)計算實(shi)例爲今(jīn)後渦輪(lún)流量㊙️計(ji)在實際(jì)中的應(ying)用和選(xuǎn)型提供(gòng)了一定(dìng)的理論(lùn)🈚借鑒依(yī)據。
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