渦輪流量計介紹 發布時間:2016-10-17
第一節 概論 渦輪流量計(以下簡稱渦輪流量計)是葉輪式流量(流速)計的主要品種,葉輪式流量計還有風速計、水表等。 在各種流量計中渦輪流量計、容積式流量計和科氏質量流量計是三類重複性、精度最佳的產品,而渦輪流量計又具有自己的特點,如結構簡單、加工零部件少、重量輕、維修方便、流通能力大(同樣口徑可通過的流量大)和可適應高參數(高溫、高壓和低溫)等。至今,這類流量計產品可達技術參數:口徑4~750mm,壓力達250MPa,溫度為-240~700℃,像這樣的技術參數其他兩類流量計則是難以達到的。 渦輪流量計廣泛應用於以下一些測量對象:石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣、煤氣和低溫流體等。在國外液化石油氣、成(cheng)品(pin)油(you)和(he)輕(qing)質(zhi)原(yuan)油(you)等(deng)的(de)轉(zhuan)運(yun)及(ji)集(ji)輸(shu)站(zhan),大(da)型(xing)原(yuan)油(you)輸(shu)送(song)管(guan)線(xian)的(de)首(shou)末(mo)站(zhan)都(dou)大(da)量(liang)采(cai)用(yong)它(ta)進(jin)行(xing)貿(mao)易(yi)結(jie)算(suan)。在(zai)歐(ou)洲(zhou)和(he)美(mei)國(guo)渦(wo)輪(lun)流(liu)量(liang)計(ji)是(shi)僅(jin)次(ci)於(yu)孔(kong)板(ban)流(liu)量(liang)計(ji)的(de)天(tian)然(ran)氣(qi)計(ji)量(liang)儀(yi)表(biao),僅(jin)荷(he)蘭(lan)在(zai)天(tian)然(ran)氣(qi)管(guan)線(xian)上(shang)就(jiu)采(cai)用(yong)了(le)2600多台各種尺寸,壓力從0.8MPa到6.5MPa的氣體渦輪流量計,他們已成為優良的天然氣流量計。 jinguanwolunliuliangjideyouliangjiliangtexingshoudaorenmendeqinglai,keshigeirendeyinxiangshiyouhuodongbujian,shiyongqiduan,zaixuanyongshibumianchouchu,jingguorenmendebuxienuli,yinggaishuoqingkuangdayougaiguan。 渦輪流量計作為最通用的流量計,其產品已發展為多品種、全係列、多規格批量生產的規模。應該指出,渦輪流量計除前述工業部門大量應用外,在一些特殊部門亦得到廣泛應用,如科研實驗、國防科技、計量部門,這些領域的使用恰好避開了其弱點(不適於長期連續使用),充分發揮其特點(精度佳,重複性好,可用於高壓、高溫、低溫及微流量等條件)。在這些領域,大多是根據被測對象的特殊要求進行專門的結構設計,它們是專用儀表不進行批量生產。 第二節 工作原理 圖1所suo示shi為wei渦wo輪lun流liu量liang計ji傳chuan感gan器qi結jie構gou圖tu,由you圖tu可ke見jian,當dang被bei測ce流liu體ti流liu過guo傳chuan感gan器qi時shi,在zai流liu體ti作zuo用yong下xia,葉ye輪lun受shou力li旋xuan轉zhuan,其qi轉zhuan速su與yu管guan道dao平ping均jun流liu速su成cheng正zheng比bi,葉ye輪lun的de轉zhuan動dong周zhou期qi地di改gai變bian磁ci電dian轉zhuan換huan器qi的de磁ci阻zu值zhi。檢jian測ce線xian圈quan中zhong磁ci通tong隨sui之zhi發fa生sheng周zhou期qi性xing變bian化hua,產chan生sheng周zhou期qi性xing的de感gan應ying電dian勢shi,即ji電dian脈mai衝chong信xin號hao,經jing放fang大da器qi放fang大da後hou,送song至zhi顯xian示shi儀yi表biao顯xian示shi。 渦輪流量計的實用流量方程為 qv=f/K (7.1) qm=qvρ (7.2) 式中 qv,qm-分別為體積流量,m3/s,質量流量,kg/s; f-流量計輸出信號的頻率,Hz; K-流量計的儀表係數,P/m3。 流量計的儀表係數與流量(或管道雷諾數)的關係曲線如圖2所suo示shi。由you圖tu可ke見jian,儀yi表biao係xi數shu可ke分fen為wei二er段duan,即ji線xian性xing段duan和he非fei線xian性xing段duan。線xian性xing段duan約yue為wei工gong作zuo段duan的de三san分fen之zhi二er,其qi特te性xing與yu傳chuan感gan器qi結jie構gou尺chi寸cun及ji流liu體ti粘zhan性xing有you關guan。在zai非fei線xian性xing段duan,特te性xing受shou軸zhou承cheng摩mo擦ca力li,流liu體ti粘zhan性xing阻zu力li影ying響xiang較jiao大da。當dang流liu量liang低di於yu傳chuan感gan器qi流liu量liang下xia限xian時shi,儀yi表biao係xi數shu隨sui著zhe流liu量liang迅xun速su變bian化hua。壓ya力li損sun失shi與yu流liu量liang近jin似si為wei平ping方fang關guan係xi。當dang流liu量liang超chao過guo流liu量liang上shang限xian時shi要yao注zhu意yi防fang止zhi空kong穴xue現xian象xiang。結jie構gou相xiang似si的de渦wo輪lun流liu量liang計ji特te性xing曲qu線xian的de形xing狀zhuang是shi相xiang似si的de,他ta僅jin在zai係xi統tong誤wu差cha水shui平ping方fang麵mian有you所suo不bu同tong。 傳感器的儀表係數由流量校驗裝置校驗得出,它完全不問傳感器內部流體的流動機理,把傳感器作為一個黑匣子,根據輸入(流量)和輸出(頻率脈衝信號)確定其轉換係數,它便於實際應用。但要注意,此轉換係數(儀表係數)shiyoutiaojiande,qixiaoyantiaojianshicankaotiaojian,ruguoshiyongshipianlicitiaojian,xishujiangfashengbianhua,bianhuadeqingkuangshichuanganqileixing,guandaoanzhuangtiaojianheliutiwuxingcanshudeqingkuangerding。 第三節 主要特點 1)精度佳,對於液體一般為±0.25%R-±0.5%R,精度型可達±0.15%R;而介質為氣體,一般為±1%R-±1.5%R,特殊專用型為±0.5%R-±1%R。在所有流量計中,它屬於最精確的。 2)重複性好,短期重複性可達0.05%-0.2%,正是由於具有良好的重複性,如經常校準或在線校準可得極高的精度,在貿易結算中是優先選用的流量計。 3)輸出脈衝頻率信號,適於總量計量及與計算機連接,無零點漂移,抗幹擾能力強。 4)可獲得很高的頻率信號(3-4kHz),信號分辨力強。 5)範圍度寬,中大口徑可達40:1-10:1,小口徑為6:1或5:1。 6)結構緊湊輕巧,安裝維護方便,流通能力大。 7)適用高壓測量,儀表表體上不必開孔,易製成高壓型儀表。 8)專用型傳感器類型多,可根據用戶特殊需要設計為各類專用型傳感器,例如低溫型、雙向型、井下型、混砂專用型等。 9)可製成插入型,適用於大口徑測量,壓力損失小,價格低,可不斷流取出,安裝維護方便。 10)難(nan)以(yi)長(chang)期(qi)保(bao)持(chi)校(xiao)準(zhun)特(te)性(xing),需(xu)要(yao)定(ding)期(qi)校(xiao)驗(yan)。對(dui)於(yu)無(wu)潤(run)滑(hua)性(xing)的(de)液(ye)體(ti),液(ye)體(ti)中(zhong)含(han)有(you)懸(xuan)浮(fu)物(wu)或(huo)磨(mo)蝕(shi)性(xing),造(zao)成(cheng)軸(zhou)承(cheng)磨(mo)損(sun)及(ji)卡(ka)住(zhu)等(deng)問(wen)題(ti),限(xian)製(zhi)了(le)其(qi)適(shi)用(yong)範(fan)圍(wei),采(cai)用(yong)耐(nai)磨(mo)硬(ying)質(zhi)合(he)金(jin)軸(zhou)和(he)軸(zhou)承(cheng)後(hou)情(qing)況(kuang)有(you)所(suo)改(gai)進(jin)。對(dui)於(yu)貿(mao)易(yi)儲(chu)運(yun)和(he)高(gao)精(jing)度(du)測(ce)量(liang)要(yao)求(qiu)的(de),最(zui)好(hao)配(pei)備(bei)現(xian)場(chang)校(xiao)驗(yan)設(she)備(bei),可(ke)定(ding)期(qi)校(xiao)準(zhun)以(yi)保(bao)持(chi)其(qi)特(te)性(xing)。 11)一般液體渦輪流量計不適用於較高粘度介質(高粘度型除外),隨著粘度的增大,流量計測量下線值提高,範圍度縮小,線性度變差。 12)流體物性(密度、粘度)對儀表特性有較大影響。氣體流量計易受密度影響,而液體流量計對粘度變化反應敏感。由於密度和粘度與溫度、壓力關係密切,在現場溫度、壓力波動是難免的,要根據它們對精度影響的程度采取補償措施,才能保持高的計量精度。 13)流量計受來流流速分布畸變和旋轉流的影響較大,傳感器上下遊側需設置較長的直管段,如安裝空間有限製,可加裝流動調整器(整流器)以縮短直管段長度。 14)不適於脈動流和混相流的測量。 15)對被測介質的清潔度要求較高,限製了其適用領域,雖可安裝過濾器以適應髒汙介質,但亦帶來壓損增大、維護量增加等副作用。 16)小口徑(DN50以下)儀表的流量特性受物性影響嚴重,故小口徑渦輪流量計的儀表性能難以提高。 第四節 分類與傳感器結構 4.1 分類 (1)按傳感器結構分類 1)軸向型(普通型)葉輪軸中心與管道軸線重合,是渦輪流量計的主導產品,有全係列產品(DN10-DN600)。 2)切向型 葉輪軸與管道軸線垂直,流體流向葉片平麵的衝角約90度,適用於小口徑微流量產品。 3)機械型 葉ye輪lun的de轉zhuan動dong直zhi接jie或huo經jing磁ci耦ou合he帶dai動dong機ji械xie計ji數shu機ji構gou,隻zhi是shi積ji算suan總zong量liang,測ce量liang精jing度du比bi電dian信xin號hao檢jian測ce的de傳chuan感gan器qi稍shao低di,其qi傳chuan感gan器qi與yu顯xian示shi裝zhuang置zhi組zu成cheng一yi體ti式shi,受shou到dao用yong戶hu歡huan迎ying。 4)井下專用型 適用於石油開采井下作業及采輸用,測量介質有泥漿及油氣流等,傳感器體積受限製,需耐高壓、高溫及流體衝擊等。 5)自校正雙渦輪型 可用於天然氣等氣體流量測量,傳感器由主、輔雙葉輪組成,可由二葉輪的轉速差自動校正流量特性的變化。 6)廣粘度型 在zai波bo特te型xing浮fu動dong轉zhuan子zi壓ya力li平ping衡heng結jie構gou基ji礎chu上shang擴kuo大da上shang錐zhui體ti與yu下xia錐zhui體ti的de直zhi徑jing,增zeng加jia粘zhan度du補bu償chang翼yi及ji承cheng壓ya葉ye片pian等deng結jie構gou措cuo施shi,使shi傳chuan感gan器qi適shi用yong於yu高gao粘zhan度du液ye體ti,如ru重zhong油you,粘zhan度du可ke達da30mm2/s。 4.2 傳感器結構 渦輪流量計傳感器由表體、導向體(導流器)、葉輪、軸、軸承及信號檢測器組成(見圖1)。 1)biaoti。biaotishichuanganqidezhutibujian,taqidaochengshoubeiceliutideyali,gudinganzhuangjiancebujian,lianjieguandaodezuoyong。biaoticaiyongbudaocibuxiuganghuoyinglvhejinzhizao。duiyudakoujingchuanganqiyikeyongtangangyubuxiugangzuhedexiangqianjiegou,biaotiwaibizhuangxinhaojianceqi。 2)導(dao)向(xiang)體(ti)。在(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)進(jin)出(chu)口(kou)裝(zhuang)有(you)導(dao)向(xiang)體(ti),他(ta)對(dui)流(liu)體(ti)起(qi)導(dao)向(xiang)整(zheng)流(liu)以(yi)及(ji)支(zhi)撐(cheng)葉(ye)輪(lun)的(de)作(zuo)用(yong),通(tong)常(chang)選(xuan)用(yong)不(bu)導(dao)磁(ci)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)或(huo)硬(ying)鋁(lv)材(cai)料(liao)製(zhi)作(zuo)。反(fan)推(tui)式(shi)渦(wo)輪(lun)流(liu)量(liang)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)後(hou)導(dao)流(liu)件(jian)還(hai)要(yao)求(qiu)能(neng)產(chan)生(sheng)足(zu)夠(gou)的(de)反(fan)推(tui)力(li),其(qi)結(jie)構(gou)形(xing)式(shi)很(hen)多(duo)。前(qian)導(dao)流(liu)器(qi)有(you)專(zhuan)利(li)產(chan)品(pin)可(ke)以(yi)抗(kang)流(liu)體(ti)流(liu)動(dong)的(de)嚴(yan)重(zhong)幹(gan)擾(rao)。 3)渦輪。亦稱葉輪,是傳感器的檢測元件,它由高導磁性材料製成。葉輪有直板葉片、luoxuanyepianhedingzixingyepiandengjizhong,yekeyongqianyouxuduodaocitideduokonghuzhaohuanlaizengjiayidingshuliangyepianwolunxuanzhuandepinlv,yelunyouzhijiazhongzhouchengzhicheng,yubiaotitongzhou,qiyepianshushikoujingdaxiaoerding。yelunjihexingzhuangjichicunduichuanganqixingnengyoujiaodayingxiang,yaogenjuliutixingzhi、流量範圍、使用要求等設計,葉輪的動平衡很重要,直接影響儀表性能和使用壽命。 4)軸與軸承。它支撐葉輪旋轉,需有足夠的剛度、強度和硬度、耐磨性、耐nai腐fu蝕shi性xing等deng。它ta決jue定ding著zhe傳chuan感gan器qi的de可ke靠kao性xing和he使shi用yong期qi限xian。傳chuan感gan器qi失shi效xiao通tong常chang是shi由you軸zhou與yu軸zhou承cheng引yin起qi的de,因yin此ci它ta的de結jie構gou與yu材cai料liao的de選xuan用yong以yi及ji維wei護hu是shi很hen重zhong要yao的de。 5)信號檢測器。國內常用變磁阻式,如圖1上半部分所示。由永久磁鋼、導磁棒(鐵芯)、xianquandengzucheng。yongjiucigangduiyepianyouxiyinli,chanshengcizuliju,xiaokoujingchuanganqizaixiaoliuliangshi,cizulijuzaizhuzulijuzhongchengweizhuyaoxiang,weicijiangyongjiucigangfenweidaxiaoliangzhongguige,xiaokoujingpeixiaoguigeyijiangdicizuliju。shuchuxinhaoyouxiaozhizai10mV以上的可直接配用流量計算機,配上放大器則輸出伏級頻率信號。 傳感器結構類型很多,這裏介紹幾種廣泛應用的產品。 1)止推式渦輪流量傳感器 這類產品的結構簡圖於圖3。其中圖(a)與圖(b)weizhoujianzhituilei,caiyongpingmianhuoqiumiandianjiechu,jiechudianyuchuanganqizhouxianzhonghe,dianjiechudeyoudianshimocalijuhenxiao,keyongyujiaodidexiaxianliuliang,danshidaliuliangshimosunyanzhong。tu(c)為端麵麵接觸止推型,端頭呈球形,軸承為平麵型。此類結構僅用於小口徑(DN≤15mm)傳感器,發揮其靈敏度高的特點。 2)反推式渦輪流量傳感器這類產品的結構簡圖如圖4所示。圖4(a)中在輸入端麵處的壓力pH降低,產生反推力;圖4(b)是流體經前麵孔引入產生反推力;圖4(c)表biao示shi流liu體ti由you後hou反fan向xiang推tui。反fan推tui式shi結jie構gou在zai一yi定ding流liu量liang範fan圍wei內nei可ke使shi葉ye輪lun處chu於yu浮fu遊you狀zhuang態tai,軸zhou向xiang不bu存cun在zai接jie觸chu點dian,無wu端duan麵mian摩mo擦ca和he磨mo損sun,可ke延yan長chang使shi用yong期qi限xian。 3)切向式渦輪流量傳感器 圖5所(suo)示(shi)為(wei)用(yong)於(yu)微(wei)流(liu)量(liang)測(ce)量(liang)的(de)渦(wo)輪(lun)流(liu)量(liang)傳(chuan)感(gan)器(qi)。流(liu)體(ti)由(you)葉(ye)輪(lun)的(de)切(qie)向(xiang)流(liu)過(guo),衝(chong)擊(ji)其(qi)葉(ye)片(pian)旋(xuan)轉(zhuan)。由(you)於(yu)被(bei)測(ce)流(liu)量(liang)小(xiao),為(wei)加(jia)大(da)流(liu)體(ti)對(dui)葉(ye)輪(lun)的(de)衝(chong)力(li),入(ru)口(kou)處(chu)裝(zhuang)有(you)噴(pen)嘴(zui),可(ke)以(yi)更(geng)換(huan)噴(pen)嘴(zui)孔(kong)徑(jing)以(yi)調(tiao)節(jie)流(liu)量(liang)範(fan)圍(wei)。葉(ye)輪(lun)的(de)轉(zhuan)速(su)采(cai)用(yong)光(guang)電(dian)法(fa)檢(jian)測(ce),以(yi)避(bi)免(mian)如(ru)磁(ci)阻(zu)法(fa)產(chan)生(sheng)磁(ci)阻(zu)力(li)矩(ju)。 4)氣體渦輪流量計氣qi體ti的de密mi度du遠yuan小xiao於yu液ye體ti密mi度du,流liu體ti推tui動dong力li矩ju小xiao,氣qi體ti流liu量liang傳chuan感gan器qi與yu液ye體ti流liu量liang傳chuan感gan器qi在zai結jie構gou參can數shu上shang有you顯xian著zhu差cha別bie。要yao加jia大da輪lun轂gu半ban徑jing,縮suo小xiao流liu道dao截jie麵mian積ji,使shi氣qi流liu流liu速su加jia大da且qie集ji中zhong經jing過guo葉ye片pian邊bian緣yuan。因yin氣qi流liu流liu速su很hen高gao,要yao用yong較jiao小xiao衝chong角jiao的de葉ye片pian。一yi般ban為wei降jiang低di摩mo擦ca阻zu力li矩ju,采cai用yong滾gun動dong軸zhou承cheng,並bing對dui軸zhou承cheng係xi統tong注zhu入ru潤run滑hua劑ji。它ta能neng衝chong洗xi掉diao軸zhou承cheng表biao麵mian的de微wei粒li,延yan長chang軸zhou承cheng壽shou命ming。多duo孔kong狀zhuang的de儲chu油you室shi能neng在zai換huan加jia潤run滑hua劑ji期qi間jian向xiang軸zhou承cheng持chi續xu供gong油you。典dian型xing的de燃ran氣qi渦wo輪lun流liu量liang計ji如ru圖tu6所示。圖6(a)所示為氣體渦輪流量計的剖麵圖。圖6(b)所示為傳感器顯示裝置上附加氣體體積補償器,補償器把傳感器測量的實際體積流量經壓力、溫度換算為標準狀態下的體積流量。另外還有報警、自診斷、遠傳信號等多種功能,他是一台功能齊全的流量計算機。 第五節 選用考慮要點 (1)精度 一般說來,選用渦輪流量計主要是看中其精度佳。目前渦輪流量計的精度大致為液體:國際市場為±0.15%R,±0.2%R,±0.5%R和±1%R,國內定型產品為±0.5%R和±1%R;氣體:國際市場為±0.5%R和±1%R,國內為±1%R和±1.5%R,以上精度指範圍度為6:1或10:1。若幹渦輪流量傳感器典型參數如表1所示。精度除與本身產品質量有關外,還與使用條件密切相關。 若縮小範圍度可提高精度;特別是作為標準表法流量標準裝置的標準流量計,若定點使用,精度可大為提高。 流量計精(jing)度(du)愈(yu)高(gao),對(dui)現(xian)場(chang)使(shi)用(yong)條(tiao)件(jian)的(de)變(bian)化(hua)就(jiu)越(yue)敏(min)感(gan),要(yao)想(xiang)保(bao)持(chi)其(qi)高(gao)精(jing)度(du),需(xu)要(yao)對(dui)儀(yi)表(biao)係(xi)數(shu)特(te)別(bie)的(de)處(chu)理(li)。一(yi)種(zhong)處(chu)理(li)方(fang)法(fa)就(jiu)是(shi)所(suo)謂(wei)儀(yi)表(biao)係(xi)數(shu)浮(fu)動(dong)處(chu)理(li)法(fa)。即(ji)由(you)現(xian)場(chang)以(yi)下(xia)條(tiao)件(jian)實(shi)時(shi)進(jin)行(xing)處(chu)理(li):a)粘度受溫度的影響;b)密度受壓力、溫度的影響;c)傳感器信號冗餘(一台傳感器輸出二個信號,監視其比值;d)係數的長期穩定性(采取控製圖確定)等。 對於貿易儲運交接計量,常配備在線校驗裝置,以便定期進行校驗。 生產廠使用說明書列舉的儀表精度為基本誤差,現場應估算附加誤差,現場誤差應為兩者的合成。 (2)流量範圍的選擇 渦(wo)輪(lun)流(liu)量(liang)計(ji)的(de)流(liu)量(liang)範(fan)圍(wei)的(de)選(xuan)擇(ze)對(dui)其(qi)精(jing)度(du)及(ji)使(shi)用(yong)期(qi)限(xian)有(you)較(jiao)大(da)的(de)影(ying)響(xiang)。一(yi)般(ban)在(zai)工(gong)作(zuo)時(shi)最(zui)大(da)流(liu)量(liang)相(xiang)應(ying)的(de)轉(zhuan)速(su)不(bu)宜(yi)過(guo)高(gao)。使(shi)用(yong)狀(zhuang)況(kuang)分(fen)連(lian)續(xu)工(gong)作(zuo)和(he)間(jian)歇(xie)工(gong)作(zuo)兩(liang)種(zhong),連(lian)續(xu)工(gong)作(zuo)是(shi)指(zhi)每(mei)天(tian)工(gong)作(zuo)時(shi)間(jian)超(chao)過(guo)8小時,間歇工作是每天工作時間少於8小時。對於連續工作最大流量應選在儀表上限流量的較低處,而間歇工作可選在較高處。一般連續工作是將實際最大流量乘以1.4作為流量範圍的上限流量,而間歇工作則乘以1.3。 如果儀表口徑與工藝管道通徑不一致時,則應以異徑管和等徑直管改裝管道。 對於流速偏低的工藝管道,最小流量成為選擇儀表口徑首先要考慮的問題,通常以實際最小流量乘以0.8作(zuo)為(wei)流(liu)量(liang)範(fan)圍(wei)的(de)下(xia)限(xian)流(liu)量(liang),使(shi)其(qi)留(liu)有(you)一(yi)定(ding)的(de)裕(yu)量(liang)。若(ruo)配(pei)有(you)分(fen)段(duan)線(xian)性(xing)化(hua)功(gong)能(neng)的(de)顯(xian)示(shi)儀(yi),在(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)流(liu)量(liang)下(xia)限(xian)值(zhi)不(bu)能(neng)滿(man)足(zu)實(shi)際(ji)最(zui)小(xiao)流(liu)量(liang)時(shi),應(ying)要(yao)求(qiu)生(sheng)產(chan)廠(chang)在(zai)實(shi)際(ji)最(zui)小(xiao)流(liu)量(liang)及(ji)其(qi)附(fu)近(jin)進(jin)行(xing)流(liu)量(liang)校(xiao)驗(yan),將(jiang)測(ce)得(de)的(de)儀(yi)表(biao)係(xi)數(shu)輸(shu)入(ru)顯(xian)示(shi)儀(yi),這(zhe)樣(yang)就(jiu)能(neng)既(ji)降(jiang)低(di)儀(yi)表(biao)的(de)流(liu)量(liang)下(xia)限(xian)值(zhi),還(hai)能(neng)保(bao)持(chi)測(ce)量(liang)的(de)精(jing)度(du)。 (3)精度等級 對於儀表精度等級的要求要慎重,應該從經濟角度來考慮,例如大口徑輸油(輸氣)管(guan)線(xian)的(de)貿(mao)易(yi)結(jie)算(suan)儀(yi)表(biao),經(jing)濟(ji)上(shang)關(guan)係(xi)重(zhong)大(da),在(zai)儀(yi)表(biao)上(shang)多(duo)投(tou)入(ru)是(shi)合(he)算(suan)的(de)。至(zhi)於(yu)輸(shu)送(song)量(liang)不(bu)大(da)或(huo)作(zuo)為(wei)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)用(yong)隻(zhi)需(xu)中(zhong)等(deng)精(jing)度(du)水(shui)平(ping)即(ji)可(ke),切(qie)忌(ji)盲(mang)目(mu)追(zhui)求(qiu)精(jing)度(du)。本(ben)安(an)型(xing)防(fang)爆(bao)傳(chuan)感(gan)器(qi)適(shi)配(pei)安(an)全(quan)柵(zha)型(xing)號(hao)及(ji)製(zhi)造(zao)廠(chang),核(he)查(zha)防(fang)爆(bao)等(deng)級(ji)及(ji)批(pi)準(zhun)文(wen)號(hao)等(deng)。若(ruo)要(yao)顯(xian)示(shi)質(zhi)量(liang)流(liu)量(liang)(或標準狀態下體積流量)要選配壓力、溫(wen)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)或(huo)密(mi)度(du)儀(yi)表(biao)。渦(wo)輪(lun)流(liu)量(liang)計(ji)顯(xian)示(shi)儀(yi)現(xian)已(yi)由(you)以(yi)微(wei)處(chu)理(li)器(qi)為(wei)基(ji)礎(chu)可(ke)與(yu)上(shang)位(wei)計(ji)算(suan)機(ji)進(jin)行(xing)通(tong)信(xin)的(de)流(liu)量(liang)計(ji)計(ji)算(suan)機(ji)所(suo)包(bao)括(kuo),該(gai)儀(yi)表(biao)在(zai)儀(yi)表(biao)功(gong)能(neng)及(ji)使(shi)用(yong)範(fan)圍(wei)等(deng)都(dou)遠(yuan)超(chao)過(guo)老(lao)式(shi)渦(wo)輪(lun)流(liu)量(liang)顯(xian)示(shi)儀(yi)。目(mu)前(qian)作(zuo)為(wei)貿(mao)易(yi)計(ji)量(liang)的(de)各(ge)類(lei)型(xing)流(liu)量(liang)計(ji)都(dou)趨(qu)向(xiang)於(yu)配(pei)有(you)直(zhi)讀(du)式(shi)顯(xian)示(shi)裝(zhuang)置(zhi)(如圖6所示)。不但有總量計量的顯示,還可附加補償器(一台功能齊全的流量計算機)輸出遠傳信號。 (4)對流體的要求 渦輪流量計對流體的要求為潔淨(或基本潔淨)、單相或低粘度的,常用流體舉例如下:一般流體,包括水、空氣、氧氣、高壓氫氣、牛奶、咖啡等;石油化工類:汽油、輕油、噴氣燃料、輕柴油、石腦油、乙烯、聚乙烯、苯乙烯、液化氣、二氧化碳及天然氣;化學溶液類:氨水、甲醇、鹽水等;有機液體:酒精、乙醚、苯、甲苯、二甲苯、丁二烯、四氯化碳、甲基胺、丙烯腈等;無機液:甲醛、酢酸、苛性鈉、二硫化碳等。對於腐蝕性介質,使用材質選擇要注意,含雜質多及磨蝕性介質不推薦使用。 (5)對液體粘度的要求 液ye體ti渦wo輪lun流liu量liang計ji為wei粘zhan度du敏min感gan的de流liu量liang計ji,當dang液ye體ti粘zhan度du增zeng大da時shi,儀yi表biao係xi數shu的de線xian性xing區qu變bian窄zhai,下xia限xian流liu量liang增zeng大da,當dang粘zhan度du增zeng加jia到dao一yi定ding數shu值zhi時shi,甚shen至zhi無wu線xian性xing區qu域yu。螺luo旋xuan葉ye片pian的de情qing況kuang比bi直zhi葉ye片pian要yao好hao的de多duo。 對於液體,通常用水校驗傳感器,當精度為0.5級時,可在5×10-6mm2/s以下的液體而不必考慮粘度的影響。當流體粘度高於5×10-6mm2/s時(shi),可(ke)用(yong)相(xiang)當(dang)粘(zhan)度(du)的(de)液(ye)體(ti)校(xiao)驗(yan)而(er)不(bu)必(bi)作(zuo)粘(zhan)度(du)修(xiu)正(zheng)。此(ci)外(wai)也(ye)可(ke)采(cai)取(qu)一(yi)些(xie)措(cuo)施(shi)來(lai)補(bu)償(chang)粘(zhan)度(du)的(de)影(ying)響(xiang)。如(ru)縮(suo)小(xiao)使(shi)用(yong)範(fan)圍(wei)度(du),提(ti)高(gao)流(liu)量(liang)下(xia)線(xian)值(zhi)或(huo)儀(yi)表(biao)係(xi)數(shu)乘(cheng)以(yi)雷(lei)諾(nuo)數(shu)修(xiu)正(zheng)係(xi)數(shu)等(deng)。 粘度對儀表係數的影響與傳感器結構類型及參數口徑大小等有關。有幾種粘度對儀表係數影響的表示方法:儀yi表biao係xi數shu與yu雷lei諾nuo數shu的de關guan係xi,在zai幾ji種zhong粘zhan度du下xia,儀yi表biao係xi數shu與yu輸shu出chu頻pin率lv的de關guan係xi和he儀yi表biao係xi數shu與yu輸shu出chu頻pin率lv除chu以yi運yun動dong年nian度du的de比bi值zhi的de關guan係xi等deng等deng。這zhe些xie資zi料liao有you的de生sheng產chan廠chang準zhun備bei有you,但dan並bing非fei所suo有you的de生sheng產chan廠chang都dou有you這zhe些xie資zi料liao。 (6)對氣體密度的要求 氣體渦輪流量計主要考慮流體密度對儀表係數的影響,密度的影響主要在低流量區域,如圖14所示。密度的增大(即壓力增大)使(shi)特(te)性(xing)曲(qu)線(xian)直(zhi)線(xian)部(bu)分(fen)向(xiang)下(xia)限(xian)流(liu)量(liang)區(qu)域(yu)拓(tuo)展(zhan),傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)範(fan)圍(wei)度(du)擴(kuo)大(da),線(xian)性(xing)度(du)改(gai)善(shan)。若(ruo)氣(qi)體(ti)渦(wo)輪(lun)流(liu)量(liang)計(ji)在(zai)常(chang)壓(ya)的(de)空(kong)氣(qi)中(zhong)校(xiao)驗(yan)使(shi)用(yong)時(shi)被(bei)測(ce)介(jie)質(zhi)工(gong)作(zuo)壓(ya)力(li)不(bu)一(yi)樣(yang),其(qi)下(xia)限(xian)流(liu)量(liang)由(you)下(xia)式(shi)計(ji)算(suan)qvmin,qvamin-分別為壓力p和壓力,pa(101.325kPa)下被測介質和空氣的體積流量下限值,m3/h;p,pa-分別為工作壓力(絕壓)和大氣壓(101.325kPa),kPa;d-被測介質的相對密度,無量綱。 (7)體積流量換算到質量流量 渦輪流量計測量的是實際體積流量,無論物料平衡或能源計量,介須測量介質流量(即標準狀態下的體積流量),這是應由下式進行換算 式中 qv,qvn-分別為工作狀態和標準狀態下的體積流量,m3/h; p,T,Z-分別為工作狀態下絕對壓力(Pa),熱力學溫度(K)和氣體壓縮係數; pn,Tn,Zn-分別為標準狀態下絕對壓力(Pa),熱力學溫度(K)和氣體壓縮係數; (8)不宜選用渦輪流量計的場所 含雜質多的流體,如循環冷卻水、河水、排汙水、燃油等;流量急劇變化的場所,如鍋爐供水係統、有空氣錘的供氣係統等;celiangyetishi,guandaoyalibugaoerliuliangyoujiaoda,yibiaoxiayouceyalikenengjiejinbaohezhengqiya,youchanshengqixuedeweixian,ruyeanconggaoweicaokaoweinengziyouliuchu,zaipaifangkouchujiubuyianzhuang;電焊機、電動機、有觸點的繼電器等的附近,存在嚴重電磁幹擾的場所;上下遊直管段長度嚴重不足,如輪船的機艙內;鍋爐自動供水係統如頻繁地起泵和停泵,對葉輪造成衝擊,使傳感器很快損壞;有腐蝕性或磨蝕性介質選型時應慎重,宜與製造廠聯係谘詢。 (9)經濟性 選用渦輪流量計用於精度佳場合,其經濟因素應多方麵考慮。儀表的購置費隻是費用的一部分,還應考慮以下幾方麵的開支:安裝用輔助設備費(如消氣器、過濾器等)或旁路支管包括閥門等;校驗費,為了保持精度必須經常校驗,甚至在現場安裝一套在線校驗裝置,其費用相當可觀;維護費,渦輪流量計的易損件更換用,他是保持高性能必需的。 (10)選用步驟 1)確認可用的測量對象,如前所述。 2)選擇型式。按流體物性選擇,氣體和液體分別用氣體型和液體型,不能通用。在工作狀態下液體粘度超過5mPa.s應選用粘度型(國內尚無定型產品)。酸性腐蝕性液體選用耐酸型(國內尚無定型產品)。 按環境條件選擇,按環境溫度和濕度等選擇合適儀表,如周圍有爆炸易燃性氣氛應選防爆型傳感器。 按管道連接方式選擇,傳感器有水平和垂直兩種安裝方式。水平安裝時與管道連接方式有法蘭連接、螺luo紋wen連lian接jie和he夾jia裝zhuang連lian接jie。中zhong等deng口kou徑jing選xuan用yong法fa蘭lan連lian接jie,小xiao口kou徑jing和he高gao壓ya管guan道dao選xuan用yong螺luo紋wen連lian接jie,夾jia裝zhuang連lian接jie隻zhi適shi用yong於yu低di壓ya中zhong小xiao管guan徑jing。垂chui直zhi安an裝zhuang隻zhi有you螺luo紋wen連lian接jie。 3)選擇規格。按現場使用條件,如流量範圍、管徑、流體壓力和溫度、安裝位置等和性能要求,如精度、重複性、顯示方式等參照製造廠選型樣本或使用說明書選定具體規格型號,也有可能找不到合適的,隻好另選其它流量計。 由於渦輪流量計類型規格繁多,特別是不同製造廠產品質量有差別,必須盡量搜集有關標準等資料進行反複調查比較後再決定取舍。 第六節 安裝注意事項 傳感器應安裝在便於維修,管道無振動、無強電磁幹擾與熱輻射影響的場所。液體渦輪流量計的典型安裝管路係統如圖7所(suo)示(shi)。圖(tu)中(zhong)各(ge)部(bu)分(fen)的(de)配(pei)置(zhi)可(ke)視(shi)被(bei)測(ce)對(dui)象(xiang)情(qing)況(kuang)而(er)定(ding),並(bing)不(bu)一(yi)定(ding)全(quan)部(bu)都(dou)需(xu)要(yao)。渦(wo)輪(lun)流(liu)量(liang)計(ji)對(dui)管(guan)道(dao)內(nei)流(liu)速(su)分(fen)布(bu)畸(ji)變(bian)及(ji)旋(xuan)轉(zhuan)流(liu)是(shi)敏(min)感(gan)的(de),進(jin)入(ru)傳(chuan)感(gan)器(qi)應(ying)為(wei)充(chong)分(fen)發(fa)展(zhan)管(guan)流(liu),因(yin)此(ci)要(yao)根(gen)據(ju)傳(chuan)感(gan)器(qi)上(shang)遊(you)側(ce)阻(zu)流(liu)件(jian)類(lei)型(xing)配(pei)備(bei)必(bi)要(yao)的(de)直(zhi)管(guan)段(duan)或(huo)流(liu)動(dong)調(tiao)整(zheng)器(qi),如(ru)表(biao)2所示。若上遊側阻流件情況不明確,一般推薦上遊直管段長度不小於20D,下遊直管段長度不小於5D,如安裝空間不能滿足上述要求,可在阻流件與傳感器之間安裝流動調整器。傳感器安裝在室外時,應有避直射陽光和防雨淋的措施。 表2 渦輪流量計所要求的最短直管段長度
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