容積式流量計的選型和應用
2018-03-14 10:56:20 點擊：
摘 要 : 介紹了容積式流量計的特點,探討了選型的主要因素和應用的注意事項。
容積式流量計一般體積較大,在大流量、大管徑計量上已逐漸被渦輪式、電磁式、渦街式流量計替代。如果需要顯示瞬時流量, 還需附加其他裝置。但由于容積式流量計具有精度高、穩定性好、壽命長等優勢 ,目前仍然廣泛應用在各行各業。
1.1、容積式流量計的特點：
容積式流量計按測量配件可分為橢圓齒輪流量計、刮板流量計、雙轉子流量計、旋轉活塞流量計、往復活塞流量計、圓盤流量計、液封轉筒式流量計等。容積式流量計的優點是計量精度高, 管道安裝要求條件低 ,可用于高黏度液體的測量 , 測量范圍寬 ,直讀式流量計無需外部能源即可直接獲得累計總量 , 操作簡單。容積式流量計的缺點是結構復雜 , 體積較大, 工作條件局限性較大 ,不適用于高、低溫場所 , 只適用于潔凈的單相流體 ,容易產生噪聲及振動。
1.2 、容積式流量計選型的主要因素：
① 流量范圍和精度制造廠家一般按被測介質的種類 (主要是黏度不同 )、使用特點 (連續使用或間歇使用 )及測量精度規定流量范圍。為了保持流量計良好的性能和較長的使用壽命 ,連續使用時最大流量建議選在流量計上限流量的 80%。如果制造廠家沒有按介質類別和使用特點明確規定流量范圍 , 間歇使用的最大流量可為流量上限的 100%;連續使用時 , 中等黏度液體的最大流量為流量計上限流量的 80%,低黏度和高黏度液體的最大流量為流量計上限流量的50% ～ 60%。
大部分容積式流量計的基本誤差為 ±0.5%, 較高精度流量計的基本誤差為 ±(0.1% ～ 0.2%), 橢圓齒輪式流量計可達到 ±0.05%,較低精度流量計(如彈性刮板式流量計)的基本誤差為 ±(1.0% ～1.5%)。容積式流量計的精度是在實驗室條件下得到的基本誤差。實際使用時現場條件往往偏離實驗室條件 ,產生附加誤差。實際誤差應是基本誤差和附加誤差的和, 在選型和使用時要針對現場情況采取措施 ,確保測量精度。
② 壓力損失容積式流量計要靠流體推動測量配件, 因此壓力損失較高。容積式流量計的壓力損失要比相同口徑和流量的其他類型流量計大。一般液體的壓力損失為 20 ～ 100 kPa。在測量高蒸氣壓的液體時 ,壓降過大會導致氣蝕 ,若長期存在氣蝕會損壞流量計配件 ,某些允許短時間超流到測量上限的 120%的流量計更應注意這一問題。
③ 流體腐蝕性流體腐蝕性是確定流量計材質的主要因素。對于各種石油制品 ,采用鑄鋼、鑄鐵制造;對于腐蝕性輕微的化學液體以及冷水 ,采用銅合金制造;對于純水、高溫水、原油、瀝青、高溫液體、化學液體、食品或食品原料,采用不銹鋼制造。容積式流量計的耐蝕性一般不強。在食品和生物制藥業, 由于衛生要求 , 流量計需經常消毒滅菌 , 與流體接觸的配件必須用不銹鋼及其他符合衛生要求的材料制成, 要易于拆卸。
④ 液體黏度一般來說各種氣體的黏度相近 , 對流量計性能沒有影響,而液體黏度相差較大。容積式流量計為了適應黏度高的液體 ,具有較大間隙的結構。容積式流量計雖然受黏度的影響,但與差壓式、浮子式和渦輪式流量計相比影響要小。黏度一般對容積式流量計的測量誤差、壓力損失和流量范圍產生影響。
⑤ 壓力與溫度當流量計用于較高溫度時, 必須降低最大工作壓力等級。突然開關閥門會產生水錘效應 , 沖擊力可能超過工作壓力,沖擊力還可能引起虛假讀數,必要時可安裝緩沖罐。
溫度既會影響流量計的耐壓強度 ,又會影響測量精度。結構間隙減小會卡住運動配件, 因此用于較高溫度時要預留尺寸間隙來補償, 特別是不同材料組合使用時更要注意熱脹系數的差異。溫度變化還會改變液體黏度 ,引起流量變化。可采用自動溫度補償來修正,使用前要有合適的預熱時間,并觀察是否能正常運轉。
⑥ 壓縮性通常液體的壓縮性可忽略不計 , 然而在高精度測量油品時不應忽視壓縮性。例如重油壓力從 0.5MPa升至 6 MPa時, 體積壓縮 0.45%;LPG的壓縮性更大。氣體有很大的壓縮性 ,在低壓下其體積縮小與壓力增高成比例關系 , 大部分容積式流量計用于低壓狀態,可直接換算 ;但在高壓條件下體積縮小與壓力增高不成比例,應考慮使用氣體壓縮系數。
① 安裝
a.周圍溫度和相對濕度應符合規定要求, 一般溫度為 -15 ～ 50 ℃,相對濕度為 10%～ 90%。
b.在日光直射的場所應采取遮陽或隔熱措施。
c.非防塵、防浸水型流量計應避開腐蝕性和潮
濕的場所。如無法避免, 可采取內腔用潔凈空氣吹氣的方式保持微正壓。
d.避開振動和沖擊的場所。e.要有足夠空間便于安裝和日常維護。 ② 應用注意事項
a.容積式流量計的安裝要橫平豎直, 轉子型流量計的轉子軸要與地面平行 (垂直結構轉子軸例外),其他型號按使用說明書要求一般為水平安裝。
b.實際流動方向應與流量計殼體標明方向一致。容積式流量計一般為單向測量 , 必要時在其下游裝逆止閥,以免損壞流量計。
c.流量計不應承受管線膨脹 、收縮 、變形和振動;應防止系統因閥門及管道設計不合理產生振動,特別要避免諧振。安裝時不要讓流量計承受應力,避免上下游管道兩法蘭平面不平行 , 法蘭面之間距離過大,管道不同心等不合理安裝。特別是對無分離測量室且受壓殼體和測量室一體的容積式流量計更應注意 ,因為安裝應力較大會引起變形,影響測量精度 ,甚至卡死運動配件。
d.防止雜質及異相流體進入流量計。容積式流量計計量室與活動檢測件的間隙很小 ,流體中顆粒雜質影響流量計正常運行 , 常造成卡死或磨損。流量計上游必須安裝過濾器,并定期清洗 ;測量氣體在必要時應考慮加裝沉渣器或水吸收器等保護性設備。用于測量液體時必須避免氣體進入管道系統,必要時設置氣體分離器。
e.減小脈動流 、沖擊流或過載流的危害。流量計應裝在泵的出口端。脈動流和沖擊流會損害容積式流量計 ,理想的流源是離心泵或高位槽。若必須要用往復泵,或管道易產生過載沖擊、水錘沖擊等沖擊流的場所,應裝緩沖罐、膨脹室或安全閥等保護設備。容積式流量計過載超速運行會產生危害, 如管系有可能發生超載流,應在下游安裝限流孔板、定流量閥或流量控制器等保護裝置。
f.不斷流安裝。由于容積式流量計測量配件損壞后會產生管道斷流, 在連續生產或不準斷流的場所 ,應采用能自動切換的并聯系統;也可采取流量計并聯的運行方式 ,一臺出故障另一臺仍可運行。
g.現場校準。若需在現場用車裝標準體積管 、標準表等流量標準裝置校準容積式流量計 , 應在現場適當位置預置支管、連接管件和截止閥等。
h.新管道運行前要清掃 , 隨后還要用水沖洗 。此時應先關閉流量計前后截止閥, 讓液流從旁路管流過;若無旁路管 ,流量計位置應裝短管代替。
i.清洗切換從旁路管轉入流量計時, 開閉要緩慢 ,特別在高溫高壓管道上更應注意。啟動后確認未達到過度流動 , 最佳流量應控制在上限流量的70% ～ 80%, 以保證流量計的使用壽命 。
j.對過濾器 ,試運行后要及時檢查過濾網是否完好。在過濾網清潔無污物時記下常用流量下的壓力損失 ,按壓力損失增加程度判斷是否要清洗。
k.高黏度液體一般要加熱后才能流動 。當流量計停用后 ,其內部液體冷卻變稠, 再啟用時必須先加熱, 待液體黏度降低后再讓液體流過流量計 ,否則會卡住活動測量配件使流量計損壞。
l.氣體用容積式流量計啟用前必須加潤滑油,日常運行也需經常檢查潤滑油的存量。
m.使用氣體腰輪流量計時 ,不能有急劇的流量變化 ,因腰輪的慣性作用 ,急劇流量變化將產生較大附加慣性力,使轉子損壞。對用作控制系統的檢測流量計,若下游控制突然停止流動 ,轉子一時停不下來, 下游壓力升高然后倒流, 會發出錯誤信號。
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