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            工業過程檢測儀表中的流量計主要有二大功能

            作者: 來源: 發布時間:2018-01-24 11:04:22

                引言:在工業過程檢測儀表中,流量儀表主要有二大功能,即作為過程控制自動化系統的流量參數檢測儀表和測量物料總量參數的計量儀表。在冶金、電力、石油、化工等過程生產領域中,流量參數是zui常見的品質過程控制參數,它是關系到生產過程的產品質量與操作安全的重要參數。如工業產品的物料配比、電廠鍋爐的給水控制等。在物料計量中,特別是能源計量方面,流量儀表更是起著舉足輕重的作用。是一次能源( 石油、天然氣、煤炭) 、二次能源( 成品油、人工燃氣、石油氣、礦井氣、蒸汽) 和含能介質 ( 壓縮空氣、氧、氮、氫氣等) 的成品管理和貿易結算的必備工具,也是環保領域廢液、廢氣、廢渣等三廢排放和治理指標的監測和約束手段。

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              人類工程和科技人員在近百年的技術積累中,發明和開發了數十種原理各異、別具匠心的流量檢測儀表。這些儀表根據所測介質的特殊性以及物料工況場合,結合不同階段人類對物質的科技感知水平,充分體現了人類的智慧和超乎尋常的想象力。但如何認知這些儀表如何使用好它們,是我們工程設計人員面對的一大課題。
             
              1、流量儀表的分類:
             
              流量儀表按測量對象可分為封閉管道式流量計和敞開式流道式流量計二大類。封閉管道的流體是靠壓力源壓力輸送的,而敞開式明渠是根據高位差靠地心引力來提供動力的。
             
              如按測量目來分類,又可分為總量測量和瞬時流量測量兩種。用于計量的屬于前者,過程控制中常使用的是后者。現在瞬時表都帶累積功能,二次表累積也非常容易實現,所以現在區分意義不大。
             
              流量儀表還可以根據測量原理按學科分類。可分力學原理儀表、熱學原理儀表、聲學原理儀表、電學原理儀表、光學原理儀表、原子物理原理儀表、實驗原理儀表等等。
             
              如按標記單位還可分為體積流量計和質量流量計。
             
              我們在工程檢測應用中主要使用的是封閉式流量計。這類流量計基本上可分為推理式流量計和容積式兩大類。
             
              推理式流量計是很龐大的一大類流量儀表,它主要是根據特定流體的物理特性指標的規律性采集,再運用相應的數學模型進行流量再現的一類測量儀表。這類流量儀表主要包括翼輪式流量計、標記式流量計、質量式流量計、振動式流量計、超聲波式流量計、電磁式流量計、渦輪式流量計、面積式流量計、差壓式流量計、沖擊式流量計等。
             
              其中翼輪式流量計常見的有水表和旋翼式流量計。
             
              質量流量計又分克里奧式、熱式和沖擊式三種。振動式流量計有旋進式和漩渦式兩種。
             
              超聲波流量計分多普勒式和速度差式兩種。
             
              電磁式流量計常見的有普通單雙頻式、插入式。渦輪流量計分切向式、軸向式和無軸承式。
             
              面積式流量計分玻璃管轉子流量計和金屬管轉子流量計兩種。
             
              差壓式流量計種類zui多,主要有孔板式、噴嘴式、文丘里管式、均速管式、楔形流量計、平衡式等等。
             
              沖擊式流量計常見的就是沖擊靶類。
             
              容積式流量計常見的主要有橢圓齒輪式流量計、腰輪式流量計、刮板式流量計、活塞式流量計等幾種。
             
              流量計的常見分類及使用適宜條件見表 1所示。

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                表 1 流量測量方法和儀表初選表

              2、流量儀表的選用:
             
              我們在通過流量儀表的分類了解到林林總總有數十種流量儀表后,發現如何選用合適的流量儀表是個很大的難題。其實,每種流量計都有其各自的特點和適應場合,我們選型的目的就是揚長避短,發揮出每臺流量儀表zui大優點。工程設計的選型原則是沒有zui好的儀表,只有zui恰當的儀表! 這個恰當指的就是合適的介質、合適的場合與合適的價格。
             
              自動化儀表選型的五大原則在流量儀表的選擇上是通用的。儀表性能、介質流體特性、現場安裝狀況、自然環境條件、經濟適應條件這五項依然是我們選擇流量儀表的原則步驟。
             
              先說儀表性能,這是五大原則中weiyi一個具有較強專業色彩的。
             
              不同的工藝要求對測量對象的測量目的不同,儀表的性能因素選擇的側重點也不同。如貿易結算和儲運管理流程對流量檢測儀表的準確性要求很高,而過程控制流程中的時時檢測則要求流量儀表要具備有良好的重復性和很高的可靠性。在實際使用中,較寬的適用范圍也就是流量儀表的大量程比也是一個重要指標。如速度型儀表就比普通的差壓型儀表要大得多。而有的特殊流程工況對流量儀表的極限流量要求也極為苛刻。流量儀表的特性壓損也是選型時需要注意的一個指標,系統阻力能耗和對象產品的單位生產能耗,在目前的大經濟環境下都越來越受到業主的重視。再說介質流量特性。

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                流量計的初選是要按照流體的介質流量屬性來確定的。流體的介質物性、流動特性對不同流量儀表的測量精度有很大的影響;而流體的化學性質對流量儀表的可靠性和長期穩定使用性的影響也非常大。我們三暢儀表一般在工程設計選型時作為主參照的流量特性參數是壓力、溫度、密度、壓縮系數、等熵指數、比熱容、電導率、流速、導熱系數、粘度、潤滑性、化學性、顆粒磨損、腐蝕、結垢、臟污、多相流性、脈動性等等。介質特性指標的明確對儀表的選擇是很重要的,微小的疏忽就會直接導致流量計的測量精度和使用周期在適用性上不達標,從而造成流量測量系統的先天錯誤,對施工、調調校等后期工序產生誤導。
             
              流量儀表的安裝條件是一個多專業的問題,也是長期以來困擾儀表設計人員的老、大、難問題。
             
              首先,各種類型的流量儀表本身對安裝要求差異很大,也很苛刻,不達要求就會嚴重影響儀表的使用性能和測量指標。如:流量儀表的上、下游直管段要求、測量儀表的介質流向要求等。
             
              其次是工藝安裝條件要求,如:上、下游工藝管件的數量和型式的要求、閥門位置、防護( 保溫) 附屬設備、非定向流等。而正常生產狀況下的震動情況、電磁干擾、操作和維修空間等也是流量儀表設計選型時必須要注意的因素。
             
              另外,流量儀表安裝的環境因素也是一個重要方面。
             
              流量儀表一般由檢測部件、傳感轉換器、顯示表頭三大部分組成。其中傳感顯示和電子轉換部分一般都是由電子線路基板和大量的微處理器、微存儲器等集成。這些電子元器件在通電工作時受環境影響較大。環境因素中,一般需要考慮的有使用環境溫度、環境濕度、大氣壓、防爆、防塵、系統強電干擾、雷擊、鹽霧腐蝕等。這些看似簡單的問題往往在流量儀表的使用中會引發重大的生產技術事故,所以在流量儀表選型時,設計人員必須要搞清儀表使用的自然環境條件和工況環境條件。
             
              流量儀表選型的經濟方面問題,往往是大多設計人員所不注意的。隨著工廠生產的信息集成化推廣,生產成本的能耗越來越透明,在利潤增長乏力的大規模裝置中,降低單位生產能耗是業主單位的重點措施。所以,經濟因素是流量儀表選型要著重考慮的一個大問題。
             
              一般我們在設計選型時常常會忽視這個問題,不去深入考慮儀表的各種衍生費用組成,只考慮購置費用。其實在工程建設期和使用期的費用也是我們設計人員必須要考慮的。這部分費用主要包括儀表購置費( 含運費) 、必備附件費、安裝費、運行費、維護費、調試校驗費、常用備品備件費等。如在設計階段考慮不周,不但會導致工程預算超標,還會給運行方帶來沉重的后續生產經濟負擔。
             
              如安裝費用,有的流量計必須安裝旁路以便維修,有的則要求在線裝卸須不斷流取出;而大口徑高壓型介質測量的儀表壓損太大也會支出一大筆介質輸送費用,一年的電耗就能買好幾臺流量計。再比如儲運結算流量儀表,有的需要配備特殊的在線校驗裝置,其費用也是很可觀的。
             
              總之,流量儀表種類繁多,工業介質千變萬化,我們三暢儀表工程設計人員要時刻牢記,沒有zui好的儀表,只有zui恰當的儀表。

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