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技術文章

選用渦輪流量計考慮的要點


發(fā)布日期:2021-09-23 點擊:1238次
1、精確度
  一般說來,選用渦輪流量計主要是看中其高精確度。目前渦輪流量計的精確度大致為液體:國際市場為
±0.15%R,±0.2%R,±0.5%R和±1%R,國內定型產(chǎn)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,以上精確度指范圍度為6:1或10:1。精確度除與本身產(chǎn)品質量有關外,還與使用條件密切相關。
  若縮小范圍度可提高精確度;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,精確度可大為提高。
  流量計精確度愈高,對現(xiàn)場使用條件的變化就越敏感,要想保持其高精度,需要對儀表系數(shù)特別的處理。一種處理方法就是所謂儀表系數(shù)浮動處理法。即由現(xiàn)場以下條件實時進行處理:a)粘度受溫度的影響;b)密度受壓力、溫度的影響;c)傳感器信號冗余(一臺傳感器輸出二個信號,監(jiān)視其比值;d)系數(shù)的長期穩(wěn)定性(采取控制圖確定)等。
  對于貿(mào)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(chǎn)廠使用說明書列舉的儀表精確度為基本誤差,現(xiàn)場應估算附加誤差,現(xiàn)場誤差應為兩者的合成。
2、流量范圍的選擇
  渦輪流量計的流量范圍的選擇對其精確度及使用期限有較大的影響。一般在工作時最大流量相應的轉速不宜過高。使用狀況分連續(xù)工作和間歇工作兩種,連續(xù)工作是指每天工作時間超過8小時,間歇工作是每天工作時間少于8小時。對于連續(xù)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(xù)工作是將實際最大流量乘以1.4作為流量范圍的上限流量,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。
  對于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作為流量范圍的下限流量,使其留有一定的裕量。若配有分段線性化功能的顯示儀,在傳感器流量下限值不能滿足實際最小流量時,應要求生產(chǎn)廠在實際最小流量及其附近進行流量校驗,將測得的儀表系數(shù)輸入顯示儀,這樣就能既降低儀表的流量下限值,還能保持測量的精確度。
3、精確度等級
  對于儀表精確度等級的要求要慎重,應該從經(jīng)濟角度來考慮,例如大口徑輸油(輸氣)管線的貿(mào)易結算儀表,經(jīng)濟上關系重大,在儀表上多投入是合算的。至于輸送量不大或作為過程控制用只需中等精度水平即可,切忌盲目追求高精度。本安型防爆傳感器適配安全柵型號及制造廠,核查防爆等級及批準文號等。若要顯示質量流量(或標準狀態(tài)下體積流量)要選配壓力、溫度傳感器或密度儀表。渦輪流量計顯示儀現(xiàn)已由以微處理器為基礎可與上位計算機進行通信的流量計計算機所包括,該儀表在儀表功能及使用范圍等都遠超過老式渦輪流量顯示儀。目前作為貿(mào)易計量的各類型流量計都趨向于配有直讀式顯示裝置。不但有總量計量的顯示,還可附加補償器(一臺功能齊全的流量計算機)輸出遠傳信號。
4、對流體的要求
  對流體的要求為潔凈(或基本潔凈)、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、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。對于腐蝕性介質,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
  液體渦輪流量計為粘度敏感的流量計,當液體粘度增大時,儀表系數(shù)的線性區(qū)變窄,下限流量增大,當粘度增加到一定數(shù)值時,甚至無線性區(qū)域。螺旋葉片的情況比直葉片要好的多。
  對于液體,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。當流體粘度高于5×10-6mm2/s時,可用相當粘度的液體校驗而不必作粘度修正。此外也可采取一些措施來補償粘度的影響。如縮小使用范圍度,提高流量下線值或儀表系數(shù)乘以雷諾數(shù)修正系數(shù)等。
  粘度對儀表系數(shù)的影響與傳感器結構類型及參數(shù)口徑大小等有關。有幾種粘度對儀表系數(shù)影響的表示方法:儀表系數(shù)與雷諾數(shù)的關系,在幾種粘度下,儀表系數(shù)與輸出頻率的關系和儀表系數(shù)與輸出頻率除以運動年度的比值的關系等等。這些資料有的生產(chǎn)廠準備有,但并非所有的生產(chǎn)廠都有這些資料。
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系數(shù)的影響,密度的影響主要在低流量區(qū)域,如圖14所示。密度的增大(即壓力增大)使特性曲線直線部分向下限流量區(qū)域拓展,傳感器的范圍度擴大,線性度改善。若氣體渦輪流量計在常壓的空氣中校驗使用時被測介質工作壓力不一樣,其下限流量由下式計算
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(tài)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(tài)和標準狀態(tài)下的體積流量,m3/h;
p,T,Z-分別為工作狀態(tài)下絕對壓力(Pa),熱力學溫度(K)和氣體壓縮系數(shù);
pn,Tn,Zn-分別為標準狀態(tài)下絕對壓力(Pa),熱力學溫度(K)和氣體壓縮系數(shù);
8、不宜選用渦輪流量計的場所
 含雜質多的流體,如循環(huán)冷卻水、河水、排污水、燃油等;流量急劇變化的場所,如鍋爐供水系統(tǒng)、有空氣錘的供氣系統(tǒng)等;測量液體時,管道壓力不高而流量又較大,儀表下游側壓力可能接近飽和蒸汽壓,有產(chǎn)生氣穴的危險,如液氨從高位槽靠位能自由流出,在排放口處就不宜安裝;電焊機、電動機、有觸點的繼電器等的附近,存在嚴重電磁干擾的場所;上下游直管段長度嚴重不足,如輪船的機艙內;鍋爐自動供水系統(tǒng)如頻繁地起泵和停泵,對葉輪造成沖擊,使傳感器很快損壞;有腐蝕性或磨蝕性介質選型時應慎重,宜與制造廠聯(lián)系咨詢。
9、經(jīng)濟性
  選用渦輪流量計用于高精確度場合,其經(jīng)濟因素應多方面考慮。儀表的購置費只是費用的一部分,還應考慮以下幾方面的開支: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,為了保持高精度必須經(jīng)常校驗,甚至在現(xiàn)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。
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