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石油化工行业常见流量仪表的选用

发布日期:2018-08-17 09:10:37  来源:  作者:  浏览次数:
【导读】:流量是流程工业生产过程主要测量参数之一,选用合适、可靠性高的流量测量仪表需要考虑多种因素。遵循选型原则,介绍了流量计的分类及常用流量计的特点及应用。......

 摘 要 :流量是流程工业生产过程主要测量参数之一,选用合适、可靠性高的流量测量仪表需要考虑多种因素。遵循选型原则,介绍了流量计的分类及常用流量计的特点及应用。

 
1 流量计的分类
       流量计按计量方式可分为体积计量和质量计量两大类。体积计量可分为速度式、变面积式、容积式和差压式。速度式流量计包括超声波流量计、涡街流量计、电磁流量计、靶式流量计、涡轮流量计。
 
变面积式 :浮子式流量计、活塞式流量计。容积式 :椭圆齿轮流量计、刮板式流量计、罗茨流量计及双转子流量计。
 
差压式:文丘里流量计、孔板流量计、平衡流量计、皮托管、均速管、阿牛巴、楔式流量计、矩形流量计、V 锥流量计等。质量计量分为科里奥利质量流量计和热式质量流量计。
 
2 石化行业常见的几种流量计
2.1 质量流量计
科里奥利质量流量计是根据流体在振动管中流动时产生一种与流体质量流量成正比的科里奥利力制成的直接式质量流量仪表。主要用于贸易结算、高精度过程测量控制、性能考核计量等。例如测量原油及各种油品、液体原料、化工产品、催化剂、阻聚剂的测量和计量等,也可以用来测量双向流体和微小流量。
 
强振动、强磁场、流体中有水击效应、强脉动流、夹带气流等场合,不应选用科里奥利质量流量计。热式质量流量计是利用流体与热源之间的热量交换的关系测量流量的仪表。分为热分布式和热消散式两种。热式质量流量计响应慢,不宜用于脉动流体,组分变化大、黏性或脏污流体流量测量。
 
热分布式质量流量计用于超净气体,如 H 2 ,NH 3 等流量测量 ;热消散式质量流量计用于 HVAC、给排水、水处理、风机量、大气排放等。
 
热式质量流量计用于测量低流速的微小流量,N 2 ,O 2 ,H 2 等双原子气体,无活动部件,可靠性高,测量范围宽。在测量微小气体流量时,确保配管干净,吹扫并在传感器前加双过滤器。
 
2.2 电磁流量计
电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律原理制造的一种测量导电液体的流量计,从它的测量原理上可以看出其局限性 :不能测量蒸汽与气体,所测介质必须导电,且电导率不能低于5μs/cm。其优势是可以测量脏污、黏稠及腐蚀性流体,如纸浆、泥浆、污水等。不产生流量检测而造成的压力损失,流量范围大,口径范围宽,对于大口径管道可以采用插入式电磁流量计。
 
电磁流量计的电极和衬里都是与被测介质直接接触的,因此对于被测介质的腐蚀性和操作温度来选择合适的电极和衬里材料。
 
2.3 涡街流量计
涡街流量计是根据卡门涡街原理研究生产的,主要用于工业管道介质流体的流量测量,适用的流体种类多,如气体、液体、蒸气等多种介质。其特点是压力损失小,量程范围大,精度较高。缺点是不适用于低雷诺数流体的测量,安装所需直管段较长,管道振动较大的场合不宜选用涡街流量计。
 
2.4 涡轮流量计
涡轮流量计是叶轮式流量计的主要品种,传感器采用多叶片的转子通过流体的平均流速从而得到流量。适用于自来水、汽油、柴油、轻质成品油,空气、天然气等低黏度介质的流量测量,最高精度可达 ±0.5% 和 ±0.2%。
局限性:不能够长期保持其校验特性,需要定期进行校验;普通型涡轮流量计不能测量高黏度介质 ;
传感器需要上下游直管段较长,可以加装整流器来减小直管段长度 ;
 
对介质的清洁度要求较高,尽管可以加装过滤器除去介质中杂质,但加装过滤器会增加压力损失同时会增加维护量。
 
2.5 差压式流量计
差压类流量仪表的种类较多,如上文提到的孔板流量计、平衡流量计、皮托管、均速管、阿牛巴、楔式流量计、矩形流量计、V 锥流量计等。差压式流量计是根据流体流经节流装置时产生差压从而实现流量的计量。
 
标准节流装置包括孔板、喷嘴、文丘里喷嘴及文丘里管。非标准节流装置包括:限流孔板、偏心孔板、平衡流量计、楔形流量计、均速管等。
 
差压式流量计的种类比较多,现就非标准节流装置的平衡式流量计的应用情况作以简单介绍。
 
平衡流量计的测量原理是根据伯努利能量守恒定律,实现等雷诺数、动量平衡。通过优化设计的多孔圆盘节流装置的传感器(平衡流量传感器),当流体穿过多孔圆盘节流装置时,流体被传感器平衡调整,涡流被最小化进而形成理想流场,通过节流装置取压获得差压从而计算出流体流量。
 
3 流量计的选型原则
流量仪表的合理设计选型应是在满足使用要求的前提下,仪表的可靠性高,维护方便,费用节省的方案。流量仪表的选用需要考虑的因素主要包括 :流体特性、流量计特性要求、安装条件、环境条件以及费用。此外,流量仪表的选用不能完全追求高性能、高精度,这样不仅增加采购费用,同时备品备件的费用也会增加。
 
4 结束语
流体流量的准确测量和调节是保证石油化工生产过程安全、提高产品质量、降低能源消耗的基础。由于流量测量的介质的复杂性和多样性,没有通用型的流量计,没有一种流量计能够适用于任意不同条件的各类介质。每一种流量计都有其测量的优势和局限性,不同原理、不同结构、不同功能的流量计在其各自适用的范围内发挥作用。因此流量计的选用需要遵循标准规范及选型原则同时综合考虑影响流量测量的各种因素。

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