關(guān)于常用粗柴油流量計(jì)的選型的案例分析說明
點(diǎn)擊次數(shù)：1961 發(fā)布時(shí)間：2021-01-19 15:32:11
粗柴油流量計(jì)是目前在工業(yè)領(lǐng)域使用較為廣泛的流量計(jì)類型之一，其產(chǎn)品特點(diǎn)是精度高、安裝方便、使用性能的穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于石化、冶金、城市燃?xì)庑袠I(yè)。這種基于渦輪感應(yīng)流體平均流速來測量流量的流量計(jì)，由于精度高，常應(yīng)用于昂貴的介質(zhì)（介質(zhì)、天然氣等介質(zhì)）的計(jì)量與貿(mào)易結(jié)算。在渦量流量計(jì)的使用過程中，如何實(shí)現(xiàn)流量計(jì)的合理選型，達(dá)到高效利用的目的，不僅能夠節(jié)約使用單位的使用成本，也能夠?qū)崿F(xiàn)儀表儀器的利用效益的*大化。本文針是根據(jù)粗柴油流量計(jì)的產(chǎn)品特點(diǎn)，介紹了流量計(jì)的選型依據(jù)，同時(shí)以案例計(jì)算分析了粗柴油流量計(jì)的選型，為今后粗柴油流量計(jì)的合理選型提供了一定的理論依據(jù)。
粗柴油流量計(jì)一般由流量變送器、前置放大器和顯示計(jì)算儀組成。它具體的工作原理是：當(dāng)被測流體介質(zhì)通過管內(nèi)的渦輪葉片時(shí)，渦輪因?yàn)楦惺艿搅黧w的沖擊而做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在流量計(jì)量程的范圍內(nèi)渦輪的轉(zhuǎn)速和流量成正比。粗柴油流量計(jì)的轉(zhuǎn)數(shù)是通過磁電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)，再被前置放大器放大，由顯示計(jì)算儀顯示流量的大小。這樣根據(jù)單位時(shí)間的脈沖數(shù)和累計(jì)的脈沖數(shù)就可以反映出單位時(shí)間的瞬時(shí)流量和累計(jì)流量。通過流量計(jì)的流體體積示值是以渦輪葉輪轉(zhuǎn)數(shù)為基準(zhǔn)的，即通過測量葉輪的轉(zhuǎn)速來反映通過管道的體積流量大小。
粗柴油流量計(jì)結(jié)構(gòu)如圖一所示。
粗柴油流量計(jì)整流器通常也叫導(dǎo)流器，主要作用是消除和減少流體流動(dòng)中的漩渦流、偏心流等各種不是中心軸對(duì)稱的流體。軸承用來固定轉(zhuǎn)子使其很好地安裝在管道的中心線處。
葉輪是轉(zhuǎn)子式粗柴油流量計(jì)的主要組成部分，一般主要由螺旋形的葉片組成。一般葉片的直徑剛好充滿管道，葉片的軸向長度近似為葉片的高度。一般所說的儀表管段是指流量計(jì)的管段部分，里面包含了整流器、軸承、轉(zhuǎn)子傳感器等部分，有時(shí)候也包括上游和下游的直管部分。
傳感器的主要作用是把轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。通常將粗柴油流量計(jì)中感知流體流速的渦輪及其組合(包括前后導(dǎo)流架、軸承、殼體及前置放大器)統(tǒng)稱為渦輪流量傳感器。前置放大器是為了傳送傳感器的電信號(hào)而對(duì)其放大，整型從而得到輸出型號(hào)，再將信號(hào)處理轉(zhuǎn)換為二次儀表顯示的信號(hào)。顯示器為粗柴油流量計(jì)接受輸出輸出信號(hào)的裝置。在流量計(jì)運(yùn)行的過程中，瞬時(shí)流量、累計(jì)流量、儀表系數(shù)都可以在顯示器上顯示出來。
每個(gè)規(guī)格的流量計(jì)，均有其流量范圍。也即說，當(dāng)介質(zhì)流量低于下限流量時(shí)，介質(zhì)流速太低，以致無法檢測流速，或無法保證精度；而當(dāng)流量高于流量上限時(shí)，產(chǎn)生壓力損失過大，會(huì)產(chǎn)生丟脈沖、漏計(jì)等現(xiàn)象，即使不漏計(jì)，流量計(jì)也無法保證精度。由于流量計(jì)的使用環(huán)境條件一般較為惡劣，有振動(dòng)、脈動(dòng)等干擾存在，因此，若流量計(jì)經(jīng)常處于下限流量工作時(shí)，就很難保證計(jì)量精度。一般應(yīng)使流量計(jì)的工作流量范圍處于*大工況流量的20％一90％。當(dāng)使用環(huán)境很理想時(shí)，流量計(jì)可工作于*小流量和*大流量之間，但這僅考慮到流量計(jì)的流量范圍。若在低壓介質(zhì)使用，還應(yīng)考慮壓力損失的影響。壓力損失大是流量計(jì)選型必須考慮的一個(gè)重要因素，在有壓力損失要求時(shí)，應(yīng)考慮此因素。
1粗柴油流量計(jì)的選型數(shù)學(xué)依據(jù)
用戶在實(shí)際的流量計(jì)選擇應(yīng)用中，要盡量選擇合適的流量計(jì)，既要避免資源浪費(fèi)造成的過度花費(fèi)，又要避免選擇不合適的流量計(jì)影響測量的精度，造成用戶雙方的貿(mào)易糾紛。用戶在選擇流量計(jì)之前應(yīng)*先估計(jì)管線輸送介質(zhì)的量和介質(zhì)可能達(dá)到的溫度和壓力范圍，估算出輸送介質(zhì)的*高和*低的工況流量，正確選擇規(guī)格合適的流量計(jì)。選擇粗柴油流量計(jì)的總體原則是：盡量使流量計(jì)在*大流量的20％--90％的范圍內(nèi)運(yùn)行，這樣流量計(jì)的*佳計(jì)量性能及測量精度也是*高的。
粗柴油流量計(jì)選型流程如圖二所示
二、選型的數(shù)學(xué)計(jì)算依據(jù)
已知介質(zhì)的*低壓力、*高溫度和所需的*大標(biāo)準(zhǔn)狀況下的流量，計(jì)算*大工況下的流量：
三、選型的實(shí)例
分析已知一用戶在輸氣時(shí)實(shí)際的工作壓力范圍是O．5-1.5MPa，介質(zhì)的溫度為10-50度，供氣時(shí)*小的流量為2500m3／tl；經(jīng)過分析知道，天然氣的實(shí)際密度為P=o．55Kg／m3,供氣*大流量為6000m3／h，氮?dú)獾哪柗謹(jǐn)?shù)為Mn=1．5％，二氧化碳的摩爾分?jǐn)?shù)為Mc=0．6％；經(jīng)測得我們知道，當(dāng)?shù)氐拇髿鈮褐禐?01．3kPa，試確定所選用流量計(jì)的口徑和流量范圍。
由剛才的流量計(jì)流量范圍計(jì)算模型公式我們知道，當(dāng)介質(zhì)壓力為0．5MPa、溫度為50度時(shí)天然氣壓縮因子影響*小，此時(shí)供氣量*小，具有*大的工況體積流量；而當(dāng)介質(zhì)壓力為1．5MPa、溫度為15度時(shí)，壓縮因子影響*大，此時(shí)的供氣量*大，具有*小工況體積流量。在工作狀態(tài)下它的流量范圍為147．6—1107．78m訛，所以選擇流量范圍為100----1500m3／h的粗柴油流量計(jì)。
四、結(jié)束語
本文的粗柴油流量計(jì)選型模型和計(jì)算實(shí)例為今后粗柴油流量計(jì)在實(shí)際中的應(yīng)用和選型提供了一定的理論借鑒依據(jù)。
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粗柴油流量計(jì)一般由流量變送器、前置放大器和顯示計(jì)算儀組成。它具體的工作原理是：當(dāng)被測流體介質(zhì)通過管內(nèi)的渦輪葉片時(shí)，渦輪因?yàn)楦惺艿搅黧w的沖擊而做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在流量計(jì)量程的范圍內(nèi)渦輪的轉(zhuǎn)速和流量成正比。粗柴油流量計(jì)的轉(zhuǎn)數(shù)是通過磁電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)，再被前置放大器放大，由顯示計(jì)算儀顯示流量的大小。這樣根據(jù)單位時(shí)間的脈沖數(shù)和累計(jì)的脈沖數(shù)就可以反映出單位時(shí)間的瞬時(shí)流量和累計(jì)流量。通過流量計(jì)的流體體積示值是以渦輪葉輪轉(zhuǎn)數(shù)為基準(zhǔn)的，即通過測量葉輪的轉(zhuǎn)速來反映通過管道的體積流量大小。
粗柴油流量計(jì)結(jié)構(gòu)如圖一所示。
粗柴油流量計(jì)整流器通常也叫導(dǎo)流器，主要作用是消除和減少流體流動(dòng)中的漩渦流、偏心流等各種不是中心軸對(duì)稱的流體。軸承用來固定轉(zhuǎn)子使其很好地安裝在管道的中心線處。
葉輪是轉(zhuǎn)子式粗柴油流量計(jì)的主要組成部分，一般主要由螺旋形的葉片組成。一般葉片的直徑剛好充滿管道，葉片的軸向長度近似為葉片的高度。一般所說的儀表管段是指流量計(jì)的管段部分，里面包含了整流器、軸承、轉(zhuǎn)子傳感器等部分，有時(shí)候也包括上游和下游的直管部分。
傳感器的主要作用是把轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。通常將粗柴油流量計(jì)中感知流體流速的渦輪及其組合(包括前后導(dǎo)流架、軸承、殼體及前置放大器)統(tǒng)稱為渦輪流量傳感器。前置放大器是為了傳送傳感器的電信號(hào)而對(duì)其放大，整型從而得到輸出型號(hào)，再將信號(hào)處理轉(zhuǎn)換為二次儀表顯示的信號(hào)。顯示器為粗柴油流量計(jì)接受輸出輸出信號(hào)的裝置。在流量計(jì)運(yùn)行的過程中，瞬時(shí)流量、累計(jì)流量、儀表系數(shù)都可以在顯示器上顯示出來。
每個(gè)規(guī)格的流量計(jì)，均有其流量范圍。也即說，當(dāng)介質(zhì)流量低于下限流量時(shí)，介質(zhì)流速太低，以致無法檢測流速，或無法保證精度；而當(dāng)流量高于流量上限時(shí)，產(chǎn)生壓力損失過大，會(huì)產(chǎn)生丟脈沖、漏計(jì)等現(xiàn)象，即使不漏計(jì)，流量計(jì)也無法保證精度。由于流量計(jì)的使用環(huán)境條件一般較為惡劣，有振動(dòng)、脈動(dòng)等干擾存在，因此，若流量計(jì)經(jīng)常處于下限流量工作時(shí)，就很難保證計(jì)量精度。一般應(yīng)使流量計(jì)的工作流量范圍處于*大工況流量的20％一90％。當(dāng)使用環(huán)境很理想時(shí)，流量計(jì)可工作于*小流量和*大流量之間，但這僅考慮到流量計(jì)的流量范圍。若在低壓介質(zhì)使用，還應(yīng)考慮壓力損失的影響。壓力損失大是流量計(jì)選型必須考慮的一個(gè)重要因素，在有壓力損失要求時(shí)，應(yīng)考慮此因素。
1粗柴油流量計(jì)的選型數(shù)學(xué)依據(jù)
用戶在實(shí)際的流量計(jì)選擇應(yīng)用中，要盡量選擇合適的流量計(jì)，既要避免資源浪費(fèi)造成的過度花費(fèi)，又要避免選擇不合適的流量計(jì)影響測量的精度，造成用戶雙方的貿(mào)易糾紛。用戶在選擇流量計(jì)之前應(yīng)*先估計(jì)管線輸送介質(zhì)的量和介質(zhì)可能達(dá)到的溫度和壓力范圍，估算出輸送介質(zhì)的*高和*低的工況流量，正確選擇規(guī)格合適的流量計(jì)。選擇粗柴油流量計(jì)的總體原則是：盡量使流量計(jì)在*大流量的20％--90％的范圍內(nèi)運(yùn)行，這樣流量計(jì)的*佳計(jì)量性能及測量精度也是*高的。
粗柴油流量計(jì)選型流程如圖二所示
二、選型的數(shù)學(xué)計(jì)算依據(jù)
已知介質(zhì)的*低壓力、*高溫度和所需的*大標(biāo)準(zhǔn)狀況下的流量，計(jì)算*大工況下的流量：
三、選型的實(shí)例
分析已知一用戶在輸氣時(shí)實(shí)際的工作壓力范圍是O．5-1.5MPa，介質(zhì)的溫度為10-50度，供氣時(shí)*小的流量為2500m3／tl；經(jīng)過分析知道，天然氣的實(shí)際密度為P=o．55Kg／m3,供氣*大流量為6000m3／h，氮?dú)獾哪柗謹(jǐn)?shù)為Mn=1．5％，二氧化碳的摩爾分?jǐn)?shù)為Mc=0．6％；經(jīng)測得我們知道，當(dāng)?shù)氐拇髿鈮褐禐?01．3kPa，試確定所選用流量計(jì)的口徑和流量范圍。
由剛才的流量計(jì)流量范圍計(jì)算模型公式我們知道，當(dāng)介質(zhì)壓力為0．5MPa、溫度為50度時(shí)天然氣壓縮因子影響*小，此時(shí)供氣量*小，具有*大的工況體積流量；而當(dāng)介質(zhì)壓力為1．5MPa、溫度為15度時(shí)，壓縮因子影響*大，此時(shí)的供氣量*大，具有*小工況體積流量。在工作狀態(tài)下它的流量范圍為147．6—1107．78m訛，所以選擇流量范圍為100----1500m3／h的粗柴油流量計(jì)。
四、結(jié)束語
本文的粗柴油流量計(jì)選型模型和計(jì)算實(shí)例為今后粗柴油流量計(jì)在實(shí)際中的應(yīng)用和選型提供了一定的理論借鑒依據(jù)。
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