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        流量儀表選型的方法

        發布時間:2015-07-27      點擊次數:1199

        如何選擇流量儀表,歸納起來選擇流量儀表取決于以下六個因素:
        一、儀表技術參數
        選擇的依據首先是工藝對流量儀表的技術要求,如:
        1)總量、流量
        總量(單位為m3或kg),多用于貿易核算,準確度是*。
        流量(瞬時量單位為m3/h,kg/h),多用于流程工業是控制系統的信息源頭,重復性常是*。
        2)連續,開關
        一般儀表的輸出為連續量,而開關量可用于簡單的二位式控制,或設備保護,要求可靠性良好。
        3)準確度
        準確度不僅取決儀表本身,還取決于校驗系統,是外加特性。要說明在什么流量范圍內的準確度,如用于控制系統還應考慮與整個系統準確度相匹配。
        注意:廠家注明的誤差是%Fs(上限);還是%RD(測值)。
        4)重復性
        重復性是指環境條件介質參數不變時,對某*量值多次測量的一致性,是儀表本身的特征。
        不少廠家把重復性誤導為準確度,準確度應由重復性與標定裝置的流量不確定度兩部分組成。
        5)量程比,在一定準確度范圍內,zui大與zui小流量之比。
        差壓式流量儀表,從儀表本身可以有較大量程比,因受二次表制約,一般只有3:1。
        6)壓力損失
        流量儀表(除電磁、超聲)都有檢測件(如孔板、渦輪……),以及強制改變流向(如彎頭、科氏)都將產生不可恢復壓力損失,它將額外增加了輸送的動力,才能維持正常運行,有些儀表*壓縮很可觀,在歷行節能的今天應引起重視。
        7)輸出信號
        一般為標準的模擬信號(0-10V,4~20mA等)已不能適應系統發展要求。
        通訊要求數字信號,Rosemount推出了HART協議,RS232/RS485轉換器,RS232限于2Km以內,RS485可達10km。
        8)響應時間
        輸出信號隨流量參數變化反應的時間,對控制系統來說短越好;對脈動流則希望有較慢的輸出響應。
        9)綜合性能
        儀表的性能指標是相互制約的,如樣本中壓力上限為2mpa;溫度為250℃,口徑為1m;則當口徑為1m時,壓力可能只能為1.5mpa,溫度只能是200℃,不可能同為極限值。
        二、流體特性
        1)流體類型:液體、氣體,還是蒸汽,有些儀表如電磁不能測電導率太低的流體;插入熱式則不能測液體。
        2)溫度、壓力、密度,是選擇儀表提供的重要參數,特別是在工況下的參數,對于氣體流量還應了解其體積流量是工作狀態、還是標準狀態。
        3)粘性:液體粘性相差較大會影響選型,如粘性大的液體宜用容積式流量計,而不宜選用渦輪、浮子、渦街等流量計。
        4)腐蝕、結垢、臟污:這類流體,不宜選用有轉動件及有檢測件的儀表。即使對于超聲、電磁這種流量計,也會因腐蝕管道帶來誤差。如口徑50mm,結垢0.5~1mm,將帶來0.5~1%的誤差。
        5)特殊參數:某些流體參數會影響儀表的工作,如壓縮性系數影響差壓式;比熱及熱傳導系數影響熱式;電導率影響電磁;聲速影響超聲。
        6)單、多相
        相是指在一個系統中具有相同的物理、化學性質的物質,不同的相有較明顯的界面,通常工業中大多為單相,隨著工業的發展出現了多相流(氣固、氣液、液固或氣固液)等的流量測量問題。
        三、流動的狀態
        與許多物理參數(如壓力、溫度、物位、成分)不同的是流量必須以流體流動為前提,沒有流動就不存在流量。
        1)滿管、非滿管。一般流體均應充滿管道,但當液體流量較小,管道又處于水平時,則可能出現非滿管流動,大多數流量儀表都無法解決,目前電磁已有非滿管流量計型號。
        2)層流、紊流。反映流體在管道中流動的狀態,影響流量系數的大小,當Re<2320時為層流,僅有很少情況如流體粘性大,管道小,流速低才會出現層流,工業中多為紊流。
        3)封閉、明渠。流程工業中多為封閉管道。
        4)充分發展紊流。流量儀表多為速度型,即管內流速分布影響流量系數,所以要求流量儀表應安裝在一種特定的充分發展紊流中。只要儀表前具有30倍管徑長度即可取得。
        5)脈動流,流體中任一參數(流速、溫度、壓力、密度)隨時間變化的流動,易產生誤差,應附加設備去掉脈動流準確進行測量。
        四、安裝
        流量儀表常由于安裝不當無法正常工作,如方向裝反、流速分布不理想,引壓管中出現二相,環境惡劣,缺少必要的附件……
        1)管道的布局。有些儀表如浮子式只能安裝在垂直管道上;而有些為避免流體的重力只能裝在水平管道上;而流體中含有固體顆粒又不宜安裝在水平管道上。
        2)流向。流量儀表中絕大多數不能反向安裝。
        3)直管段長度。除浮子、容積、科氏外,都要求儀表前后有較長的直管段,以節流裝置及測點速的插入式儀表要求zui高(達30~50D)。
        4)管徑。不少流量儀表管徑范圍較窄,限制了選用,可采用變徑管彌補,但要注意變徑后仍應處于儀表的正常工作范圍,應避免流速過小,輸出太弱;流速過高、強度受損的情況。
        5)維護空間。應具有必要的裝卸、維護空間。
        6)配件。針對某一儀表,應考慮安裝必要的配件,如流動調整器、過濾器、氣體分離器、阻尼器……等等。
        五、環境
        流量儀表應避免安裝在以下環境。
        1)高溫。流量儀表的檢測部分無法避開,則應使變送器部分遠離高溫區。
        2)振動。在壓縮機、定排量泵、振蕩伐門后,不能安裝渦街、漩進、科氏等流量計。
        3)粉塵。儀表的變送器應遠離或加防護罩。
        4)腐蝕。潮濕,如無法避閉應選用耐蝕材料做儀表殼體。
        5)防爆易燃。應增加儀表的防爆安全事故,采用氣密性外殼及降低電源電壓。
        6)電磁干擾:儀表在強電磁干擾附近應加裝防護罩,以屏蔽電磁干擾。
        處于惡劣工作環境,流量儀表的檢測儀表難以回避,而二次表(變送器)則不然,此時不宜用一體化儀表。
        六、經濟性
        1)初始購置費。開始與廠商接觸時,應注意:①理性對待廠商所宣傳的技術指標;②根據需求選用,不要盲目追求高指標。③要注意儀表的制造材料。
        2)安裝。管徑大特別要注意安裝中的附加問題,如是否為便于維修加裝旁路管道;必要的配件,如過濾器、流動調整器……
        3)維修、配件。有些儀表的檢測件,轉動件易于磨損,腐蝕(如渦輪、容積、孔板)維修量不小。
        4)校驗。有些儀表工作一段時間后,因腐蝕、磨損,準確度會下降,如用于貿易核算,應定期校驗。
        5)運行費。流量儀表一般均有*壓損,因此會帶來額外的運行費,特別是管徑較大時,其年運行費可能數倍于購置費。
        6)誤差的損失。如用于貿易核算,特別是較貴重的能源、化工原料,應選用度高的儀表,否則因誤差造成的經濟損失,將數倍于購置費。
        七、小結
        流量儀表的選擇,可根據以上六類影響因素,選擇大致可按以下程序:

        滿足同一工藝要求的流量儀表可能不止一種,可以同時做幾套方案進行比較。

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