化工自动化仪表中流量计的使用与选择

2018-06-16 15:26:35 121

介绍

  流量计是过程自动化仪表和设备中的主要仪器之一。广泛应用于冶金,电力,化工,石油,交通,环保,日常生活等国民经济各个领域。在过程自动化仪器和设备中,流量计具有两个主要功能;转移过程中仪器的总量和自动控制系统中物料的量的测量。

  计量室流量生产和能耗评估的正确措施对于提高生产效率,确保生产安全和消除能源浪费具有不可替代的作用。但流量是一个动态量。这是一个物理量,只有当流体移动时才存在。因此,它不仅是基本量的静态组合,而且由于其动态性,流量值受许多复杂因素影响,如流体。内部微观分子,宏观湍流和漩涡运动之间的相互作用也受到特定管道中边界条件(管壁)的限制。面对各种类型的流量计,如何根据流量,流量状态,安装要求,环境条件,经济等因素适当选择类型是流量计应用的前提和基础。本文介绍化工厂中常用流量计的原理,以及它们的选择和应用经验。

1电磁流量计电磁流量计是一种基于法拉第电磁感应原理的仪器,用于测量导电液体的流量。根据法拉第电磁感应定律,当导电体在用于切割磁力的磁场中移动时,在导体中产生感应电压,并且电动势It的大小与导体在磁场中的速度成比例垂直于磁场,然后根据管道和介质的直径转换成流动。


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电磁流量计工作原理图

  电磁流量计无节流部件,压力损失小。该仪表测量的流体流量不受流体温度,压力,密度,粘度和流体组成的影响,适用于悬浮固体颗粒的污水和煤浆。流量,特别适用于腐蚀性介质的测量。

  选择和使用时应小心:电磁流量计测量的流体应具有测量所需的电导率,电导率分布应基本均匀。它不能用于测量低电导率的液体,如石油产品和有机溶剂。 。电磁流量计的测量精度取决于液体是否充满管道。对于管道中的空气,测量问题尚未得到很好的解决。因此,电磁流量计不能测量气体,蒸汽,并且含有大量气泡。液体。同时要注意不同的温度度和腐蚀性介质应使用不同的衬里材料和电极材料。 虽然电磁流量计可以安装在任何管道上,但电磁流量计测量电极的轴线必须保持水平方向并垂直于管道中心线。 为了避免管路中没有液体时指针不在零位的错觉,电磁流量计变送器应随时安装并充满液体。 同时,流量计的型号相对较弱,所以在使用时应注意。 外部干扰对其测量精度的影响,变送器应安装在所有磁源的原理上,不允许有振动。

2涡轮流量计

  涡轮流量计是一种中速流量计。由于其测量精度高,响应速度快,测量范围广,价格低廉,安装方便等优点,广泛应用于化工生产。

  涡轮流量计由涡轮机,轴承,前置放大器和显示仪器组成。涡轮发射机的工作原理是当流体沿管道轴线方向流动并且叶轮叶片被冲洗时,与流量q v,流速V和流体密度ρ的乘积成比例的力作用在叶片上,并且涡轮机旋转。在涡轮机的旋转同事中,叶片周期性地切割由电磁体产生的磁力线并改变线圈的磁通量。根据电磁感应原理,线圈中感应出脉动电位信号(该脉动信号的频率与被测流体的流量成正比)。涡轮发射机输出的脉冲信号经放大器放大后送至显示仪表进行流量测量。


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涡轮流量计结构图

  在选择和使用化学装置时,应注意:316不锈钢用于流量计本体的防腐蚀;应注意确保被测介质不会腐蚀涡轮,特别是轴承,否则应采取措施。在一般化学场所,应优先考虑使用PTFE作为轴承,碳石墨材料;在安装涡轮流量计之前,应清洁管道,当被测介质不干净时,必须加过滤器,否则涡轮和轴承容易卡住,不能测量流量。变送器应水平安装,以避免垂直安装,并确保它具有适应前后的直线段,一般在5D之后的第一个10D。涡轮流量计主要用于高精度,但由于注意,流量计的精度越高,对现场使用条件变化越敏感,因此涡轮流量计的安装要求在以前和管道法兰水平后,否则管道应力对流量计有很大影响。传感器应安装在武强磁干扰和热辐射影响的地方,应易于维修,避免管路振动。

3差压流量计

  差压式流量计是根据差压,已知流体状态以及设置在管道和流量检测装置中的试件和管道的几何尺寸来测量流量的仪表,并且是早期的 - 用于测量流量的测量仪表。 。

  差压流量计由三部分组成:(1)将待测液体流量转换为差压信号的节流装置; (2)发送压差信号的信号流水线; (3)测量差压差压力表或差压变送器和显示仪表。差压流量计通常以测试件的形式分类如孔板流量计,文氏管流量计和恒速管流量计。

  在化工厂选用差压式流量计时应注意:差压式流量计的安装应包括节流装置,差压压力管,差压表三部分。在测量液体流量时,为防止液体中的气体进入导压管并防止液体中的沉淀,应在节流装置下方安装差压表,以防止液体污垢或灰尘测量气体流。在压力管中,差压表应安装在节流装置上方。水蒸气的测量是为了保持两个压力注射管中冷凝柱的高度相等,以防止高温蒸汽和差压计直接接触。压差导管的材料应根据被测介质的性质和参数确定,其内径不小于6mm,长度小于16mm。压差导管应垂直或倾斜放置,倾斜度不小于1:12。对于高粘度的流体,倾角应该更大。当压差导管长度超过30m时,导压管应分阶段倾斜,并应在最高点和最低点安装集热器(或排气阀)和沉降器(或排水阀)。在寒冷地区,差压和导压导管应防冻。同时,有必要防止过热。侧压差和压力感应导管中的流体的蒸发是否会产生假压差。

4转子流量计

  转子流量计属于可变面积流量计,属于中等精度仪表。转子流量计是体积流量计,用于在流量发生变化时测量垂直椎管中的浮子流量,从而改变它们之间的流动面积。一般分为玻璃转子流量计和金属转子流量计,转直流量指示仪或测量精度不高的现场指示仪表,转子流量计广泛用于化工行业。

  该转子流量计适用于测量中,小孔径和低雷诺数流体的流量。转子流量计具有较低的压力损失并具有较宽的流量范围,通常为10:1,低5:1和高25:1。

  在选择和使用时,应注意转子流量计的主要目标是单相流体或气体。液体含有颗粒状固体或通常不使用气体中的液滴。玻璃转子流量计应该配备透明保护盖。一旦玻璃椎管破裂,它可以阻止液体的正向扩散以进行经济治疗。在气体中使用时,应使用导向杆或带有弯曲导向装置的装置,以避免浮子意外操作破坏锥体。

  转子流量计必须垂直安装在非振动管道上。流体从下到上流过仪器。它的中心线是铅垂线之间的角度不超过5°。仪器安装时,上游直管段的长度没有严格要求。如果测量介质含有颗粒杂质,则应将过滤器安装在流量计的上游。为了确保长期使用时的测量精度,应特别注意保持浮子和锥形管的清洁,特别是对于小直径仪器。如有必要,可提供冲洗管,特别是小口径器械。冲洗管路可根据需要进行设置并定期冲洗。

5热质量流量计

  热式质量流量计是一种使用传热原理测量流量的仪表,即流体中的流体与热源(流体中的被加热物体或流体的外部加热体)之间的热交换关系。测量管)。热质量流量计目前主要用于测量气体。

  有两种主要类型的热流量计:(1)热分布式流量计,利用热量从流动的流体传递热量来改变壁的温度分布以测量传热; (2)Kim定律的散热(冷却)效应的热量质量流量计。

  选择和使用时应注意:与其他流量计相比,热式质量流量计具有中等测量精度,使用和测量低流量范围,因其响应时间长,不适合脉冲流量测量;当测量气体时,流体温度的变化不会影响质量流量,但是如果温度变化太大,比热容的变化会引起范围变化;热式质量流量计只能用于测量清洁的单相流动气体或液体,并且气体的模型不能用于液体中,反之亦然。对于热分配气体,它也必须是干燥的气体,不得含有水分。安装在设备中的大多数热式质量流量计可以安装在任何位置(水平,垂直或倾斜)。他们的表现不受安装姿势的影响。通常认为,上下直管段的长度不需要热量分配,但应小心测量管浸入式流量传感器和插入式仪器需要一定长度的直管段。

六,结论

  大多数流量计需要适当的测量介质和工作条件才能依靠正确的角色。目前没有只有流量计性能没有缺点的优点。合理选择仪器对现场工程师和管理人员至关重要。综上所述,在化工厂要正确有效地选择和使用流量测量方法和仪器,有必要熟悉流量计和生产流程的流体特性。同时,还应考虑经济因素。总结起来有五个方面。因素,即性能要求,流体性能,安装要求,环境条件和成本。


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