更新時間:2025-03-11
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針對化工企業(ye) 流量儀(yi) 表選型困難的問題,介紹了旋進流量計與(yu) 轉子流量計的工作原理,並將這兩(liang) 種流量計進行了特性對比,得出了在中小管徑中含顆粒物的化工介質、密度發生變化的介質工況下,旋進流量計比轉子流量計更有優(you) 勢的結論。
0 引言
在化工企業(ye) 中,流量儀(yi) 表在生產(chan) 過程控製、能源計量等活動中是非常重要的測量設備,它的選型和配置是否合理將直接影響化工運行效率和產(chan) 品質量。因此,針對不同的測量目的、實際工況、介質參數等,儀(yi) 表的配置選型非常重要。
由於(yu) 儀(yi) 表種類繁多,儀(yi) 表選型要依據測量介質、儀(yi) 表工作特性進行綜合考慮,結合現場經驗設計*的解決(jue) 方案。通常情況下,選用沒有運動部件的流量儀(yi) 表,這種儀(yi) 表在現場使用中更穩定、更可靠。結合筆者多年的現場使用情況得出以下結論:在中小管徑中,含顆粒物的化工介質、密度發生變化的介質在流量儀(yi) 表的使用效果上,旋進流量計比轉子流量計更有優(you) 勢。
1 測量原理
1.1 旋進流量計(旋進旋渦流量計)
旋進流量計(圖1)原理上屬於(yu) 流體(ti) 振動速度型流量計,它是在流量計內(nei) 部植入一個(ge) 起旋器,當流體(ti) 通過起旋器後迫使流體(ti) 沿軸旋轉並形成漩渦流,旋轉的中心形成渦核,渦核在回流作用下形成二次螺旋形旋轉。這種二次旋轉的頻率與(yu) 流量呈正比,流量計形狀設計合理時,在很寬的流量範圍內(nei) ,頻率與(yu) 流量呈線性關(guan) 係,通過測量得到旋轉流體(ti) 頻率就可以求得流體(ti) 的體(ti) 積流量。
Qv=K/ f
式中,Qv為(wei) 體(ti) 積流量(m3/ s);f為(wei) 旋渦頻率(Hz);K為(wei) 流量計儀(yi) 表係數(脈衝(chong) 數/ m3)。
旋轉頻率由信號檢測體(ti) (壓電)測得,通過信號處理器被轉換成4~20 m A的標準電流輸出信號,也可以不經轉換直接輸出脈衝(chong) 頻率信號。旋進流量計原理如圖2所示。
1.2 轉子流量計
轉子流量計(圖3)的工作原理:通過改變流體(ti) 的流通麵積,保持轉子上下的差壓恒定,故又稱為(wei) 變流通麵積恒差壓流量計,也稱為(wei) 浮子流量計。測量部分流向自下而上為(wei) 倒錐管,浮子隨流量大小懸停在任何位置,浮力+差壓力=重力。流量增大時,浮子上移則流通麵積增大,通過改變流通麵積實現恒差壓。
2兩(liang) 種流量計特性比對
旋進流量計和轉子流量計的特性對比如表1所示。
通過表1的對比分析,根據儀(yi) 表優(you) 缺點可知,在流量較小時,這兩(liang) 種流量計從(cong) 原理上說都可以選擇,但在實際運用中有差異。
轉子流量計的小流量測量必須選擇輕質材料(塑料等)的浮子,而且浮子通過上下運動工作,會(hui) 造成以下幾個(ge) 主要缺陷:
(1)不能耐受介質衝(chong) 擊,如果流量波動大(例如閥門快速開啟),浮子太輕會(hui) 被吹翻或卡在軌道上,造成損壞無法工作;
(2)帶有一些顆粒物(有一定黏性)的介質,會(hui) 附著在浮子上,造成計量誤差或無法工作,嚴(yan) 重時浮子被卡住形成斷流,帶來嚴(yan) 重的安全隱患。
(3)轉子流量計的浮子是根據被測介質的密度設計,當被測介質的密度與(yu) 設計密度發生變化時,必須及時修正。如果測量介質的密度發生了變化或者測量變組分的介質,轉子流量計都不能準確計量甚至得到的是無效的計量數值。
(4)通常情況下,轉子流量計必須垂直安裝,限製了現場管道的位置。
而旋進流量計鑒於(yu) 它的原理和特性,正好可以規避上述問題,同時具有和轉子流量計相同的優(you) 點,*可以取代轉子流量計,且使用壽命更長、計量精度更準確。
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