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石油化工行業常見流量儀表的選用

發布日期:2018-08-17 09:10:37  來源:  作者:  瀏覽次數:
【導讀】:流量是流程工業生產過程主要測量參數之一,選用合適、可靠性高的流量測量儀表需要考慮多種因素。遵循選型原則,介紹了流量計的分類及常用流量計的特點及應用。......

 摘 要 :流量是流程工業生產過程主要測量參數之一,選用合適、可靠性高的流量測量儀表需要考慮多種因素。遵循選型原則,介紹了流量計的分類及常用流量計的特點及應用。

 
1 流量計的分類
       流量計按計量方式可分為體積計量和質量計量兩大類。體積計量可分為速度式、變面積式、容積式和差壓式。速度式流量計包括超聲波流量計、渦街流量計、電磁流量計、靶式流量計、渦輪流量計。
 
變面積式 :浮子式流量計、活塞式流量計。容積式 :橢圓齒輪流量計、刮板式流量計、羅茨流量計及雙轉子流量計。
 
差壓式:文丘里流量計、孔板流量計、平衡流量計、皮托管、均速管、阿牛巴、楔式流量計、矩形流量計、V 錐流量計等。質量計量分為科里奧利質量流量計和熱式質量流量計。
 
2 石化行業常見的幾種流量計
2.1 質量流量計
科里奧利質量流量計是根據流體在振動管中流動時產生一種與流體質量流量成正比的科里奧利力制成的直接式質量流量儀表。主要用于貿易結算、高精度過程測量控制、性能考核計量等。例如測量原油及各種油品、液體原料、化工產品、催化劑、阻聚劑的測量和計量等,也可以用來測量雙向流體和微小流量。
 
強振動、強磁場、流體中有水擊效應、強脈動流、夾帶氣流等場合,不應選用科里奧利質量流量計。熱式質量流量計是利用流體與熱源之間的熱量交換的關系測量流量的儀表。分為熱分布式和熱消散式兩種。熱式質量流量計響應慢,不宜用于脈動流體,組分變化大、黏性或臟污流體流量測量。
 
熱分布式質量流量計用于超凈氣體,如 H 2 ,NH 3 等流量測量 ;熱消散式質量流量計用于 HVAC、給排水、水處理、風機量、大氣排放等。
 
熱式質量流量計用于測量低流速的微小流量,N 2 ,O 2 ,H 2 等雙原子氣體,無活動部件,可靠性高,測量范圍寬。在測量微小氣體流量時,確保配管干凈,吹掃并在傳感器前加雙過濾器。
 
2.2 電磁流量計
電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律原理制造的一種測量導電液體的流量計,從它的測量原理上可以看出其局限性 :不能測量蒸汽與氣體,所測介質必須導電,且電導率不能低于5μs/cm。其優勢是可以測量臟污、黏稠及腐蝕性流體,如紙漿、泥漿、污水等。不產生流量檢測而造成的壓力損失,流量范圍大,口徑范圍寬,對于大口徑管道可以采用插入式電磁流量計。
 
電磁流量計的電極和襯里都是與被測介質直接接觸的,因此對于被測介質的腐蝕性和操作溫度來選擇合適的電極和襯里材料。
 
2.3 渦街流量計
渦街流量計是根據卡門渦街原理研究生產的,主要用于工業管道介質流體的流量測量,適用的流體種類多,如氣體、液體、蒸氣等多種介質。其特點是壓力損失小,量程范圍大,精度較高。缺點是不適用于低雷諾數流體的測量,安裝所需直管段較長,管道振動較大的場合不宜選用渦街流量計。
 
2.4 渦輪流量計
渦輪流量計是葉輪式流量計的主要品種,傳感器采用多葉片的轉子通過流體的平均流速從而得到流量。適用于自來水、汽油、柴油、輕質成品油,空氣、天然氣等低黏度介質的流量測量,非常高精度可達 ±0.5% 和 ±0.2%。
局限性:不能夠長期保持其校驗特性,需要定期進行校驗;普通型渦輪流量計不能測量高黏度介質 ;
傳感器需要上下游直管段較長,可以加裝整流器來減小直管段長度 ;
 
對介質的清潔度要求較高,盡管可以加裝過濾器除去介質中雜質,但加裝過濾器會增加壓力損失同時會增加維護量。
 
2.5 差壓式流量計
差壓類流量儀表的種類較多,如上文提到的孔板流量計、平衡流量計、皮托管、均速管、阿牛巴、楔式流量計、矩形流量計、V 錐流量計等。差壓式流量計是根據流體流經節流裝置時產生差壓從而實現流量的計量。
 
標準節流裝置包括孔板、噴嘴、文丘里噴嘴及文丘里管。非標準節流裝置包括:限流孔板、偏心孔板、平衡流量計、楔形流量計、均速管等。
 
差壓式流量計的種類比較多,現就非標準節流裝置的平衡式流量計的應用情況作以簡單介紹。
 
平衡流量計的測量原理是根據伯努利能量守恒定律,實現等雷諾數、動量平衡。通過優化設計的多孔圓盤節流裝置的傳感器(平衡流量傳感器),當流體穿過多孔圓盤節流裝置時,流體被傳感器平衡調整,渦流被非常小化進而形成理想流場,通過節流裝置取壓獲得差壓從而計算出流體流量。
 
3 流量計的選型原則
流量儀表的合理設計選型應是在滿足使用要求的前提下,儀表的可靠性高,維護方便,費用節省的方案。流量儀表的選用需要考慮的因素主要包括 :流體特性、流量計特性要求、安裝條件、環境條件以及費用。此外,流量儀表的選用不能完全追求高性能、高精度,這樣不僅增加采購費用,同時備品備件的費用也會增加。
 
4 結束語
流體流量的準確測量和調節是保證石油化工生產過程安全、提高產品質量、降低能源消耗的基礎。由于流量測量的介質的復雜性和多樣性,沒有通用型的流量計,沒有一種流量計能夠適用于任意不同條件的各類介質。每一種流量計都有其測量的優勢和局限性,不同原理、不同結構、不同功能的流量計在其各自適用的范圍內發揮作用。因此流量計的選用需要遵循標準規范及選型原則同時綜合考慮影響流量測量的各種因素。

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