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氣體流量計與楔形流量計的優缺點及產品選型注意事項

點選次數▩☁:946 釋出時間▩☁:2021-03-19 08:12:23
在工業生產中☁✘•☁◕,流量測量是一項非常重要也非常普遍存在的工作☁✘•☁◕,利用差壓變送器透過測量差壓值從而計算管道內流量的流量計有很多種☁✘•☁◕,氣體流量計☁✘•☁◕,楔形流量計☁✘•☁◕,V錐流量計☁✘•☁◕,阿牛巴流量計☁✘•☁◕,威力巴流量計☁✘•☁◕,彎管流量計等☁✘•☁◕,其中氣體流量計和楔形流量計是兩種使用量很大☁✘•☁◕,也較為常見的兩類差壓式流量計☁✘•☁◕,氣體流量計與楔形流量計同屬於壓差測流量☁✘•☁◕,而不易被髒汙介質堵死☁✘•☁◕,更適合粘稠↟✘₪◕•、雜質↟✘₪◕•、高溫等各種狀況的楔形流量計在維護方面優勢明顯◕╃↟·。那麼☁✘•☁◕,氣體流量計又有哪些不可替代的優勢呢↟☁?本文即從兩類流量計的不同的產品結構和測量功能方面來給各位作一個簡單的介紹◕╃↟·。
孔板↟✘₪◕•、楔形流量計一樣的原理
氣體流量計↟✘₪◕•、楔形流量計☁✘•☁◕,屬於恆截面☁✘•☁◕,變壓差型流量計◕╃↟·。也就是說它們的概念相同

氣體流量計☁✘•☁◕,就是在管道內部加裝一箇中間開孔的圓板☁✘•☁◕,然後測量蒸汽在孔板前後的壓力差☁✘•☁◕,經過計算換算出蒸汽的流量◕╃↟·。
因為蒸汽的流速在節流件處(孔板)形成區域性收縮☁✘•☁◕,靜壓力降低☁✘•☁◕,流速增加☁✘•☁◕,於是在節流件前後便產生了壓差◕╃↟·。根據流動連續性方程(質量守恆定律)和伯努利方程(能量守恆定律)☁✘•☁◕,流量的大小與差壓的大小存在一定的比例關係▩☁:M2∝ΔP◕╃↟·。式中☁✘•☁◕,M 為流量;ΔP 為差壓◕╃↟·。
透過引壓管將差壓訊號引入差壓變送器☁✘•☁◕,差壓變送器將差壓訊號送入流量積算儀☁✘•☁◕,積算儀將差壓訊號換算成流量訊號◕╃↟·。同時透過溫度和壓力感測器測出蒸汽的溫度和壓力☁✘•☁◕,積算儀根據當時的溫度和壓力計算出補償後的流量◕╃↟·。

楔形流量計是流體透過楔形流量計時☁✘•☁◕,由於楔塊的節流作用☁✘•☁◕,在其上↟✘₪◕•、下游側產生了一個與流量值成平方關係的差壓☁✘•☁◕,將此差壓從楔塊兩側取壓口引出☁✘•☁◕,送至差壓變送器轉變為電訊號輸出☁✘•☁◕,再經經專用智慧流量積算儀運算後☁✘•☁◕,即可獲知流量值◕╃↟·。
孔板↟✘₪◕•、楔形流量計不一樣的特點
為什麼選擇氣體流量計

氣體流量計的優點:
▲節流裝置結構易於複製☁✘•☁◕,簡單↟✘₪◕•、牢固☁✘•☁◕,效能穩定可靠☁✘•☁◕,使用期限長☁✘•☁◕,
▲適用於較大口徑管道的計量(目前口徑大於DN 600 mm 的流量計一般只能選用孔板);
▲經久耐用;
▲標定全面;
▲價格便宜◕╃↟·。
氣體流量計的缺點▩☁:
▲對節流裝置↟✘₪◕•、引壓管↟✘₪◕•、冷凝罐安裝要求很高☁✘•☁◕,安裝較為複雜◕╃↟·。
氣體流量計整體校驗比較困難☁✘•☁◕,目前只能對差壓感測器↟✘₪◕•、壓力感測器↟✘₪◕•、溫度感測器單獨進行校驗☁✘•☁◕,整體的精度難於確保◕╃↟·。

▲孔板的結構決定了流體流經孔板時流體的靜壓明顯減小☁✘•☁◕,流速顯著加大☁✘•☁◕,造成流體沖刷孔板嚴重☁✘•☁◕,侵蝕孔板中心的銳口金屬邊緣☁✘•☁◕,致使孔板精度不斷下降◕╃↟·。液化氣↟✘₪◕•、丙烯等易氣化的液體流量測量中☁✘•☁◕,流體物理形態的改變造成孔板侵蝕更加嚴重◕╃↟·。
▲孔板的結構形式造成了流體流過孔板後有較大的靜壓損失☁✘•☁◕,從整體上看氣體流量計是一個耗能較大的儀表☁✘•☁◕,使機泵機械功率的損失加大☁✘•☁◕,不利於裝置的能效提高☁✘•☁◕,對於越來越嚴格的節能要求是一個不利因素◕╃↟·。
為什麼選擇楔形流量計
楔形流量計的優點
▲特別適合於高粘度↟✘₪◕•、低雷諾數↟✘₪◕•、帶懸浮顆粒或氣泡的介質測量;
▲測量精度不受流體介質介電常數等特性的影響和限制;
▲楔形件結構設計特殊☁✘•☁◕,有導流作用☁✘•☁◕,防堵塞;
▲具有流體粘度變化↟✘₪◕•、溫度變化↟✘₪◕•、密度變化等補償功能;
▲抗振動↟✘₪◕•、抗衝擊↟✘₪◕•、抗髒汙↟✘₪◕•、抗腐蝕;
▲具有雙向流量測量功能;
▲節能減排▩☁:楔形流量計結構簡單↟✘₪◕•、牢固↟✘₪◕•、高可靠性☁✘•☁◕,安裝方便☁✘•☁◕,執行維護費用低;
▲無運動部件↟✘₪◕•、無磨損☁✘•☁◕,長期使用時不需要重新標定◕╃↟·。
楔形流量計的缺點
但相對於氣體流量計來說☁✘•☁◕,楔形流量計還具有價格高↟✘₪◕•、必須每臺標定等不足☁✘•☁◕,無論是在設計↟✘₪◕•、製造↟✘₪◕•、計算☁✘•☁◕,還是安裝使用等方面☁✘•☁◕,楔形流量計尚缺乏相應的資料和規範◕╃↟·。
總結▩☁:就目前而言☁✘•☁◕,楔形流量計與氣體流量計共存☁✘•☁◕,發揮各自的優勢☁✘•☁◕,但從長遠來看☁✘•☁◕,楔形流量計是新一代差壓式流量計的發展趨勢◕╃↟·。
安裝注意事項
氣體流量計安裝前的十條注意事項

1.儀表安裝前☁✘•☁◕,工藝管道應進行吹掃☁✘•☁◕,防止管道中滯留的鐵磁性物質附著在儀表裡☁✘•☁◕,影響儀表的效能☁✘•☁◕,甚至會損壞儀表◕╃↟·。如果不可避免☁✘•☁◕,應在儀表的入口安裝磁過濾器◕╃↟·。儀表本身不參加投產前的氣掃☁✘•☁◕,以免損壞儀表◕╃↟·。
2.儀表在安裝到工藝管道之前☁✘•☁◕,應檢查其有無損壞◕╃↟·。
3.儀表的安裝形式分為垂直安裝和水平安裝☁✘•☁◕,如果是垂直安裝形式☁✘•☁◕,應保證儀表的中心垂線與鉛垂線夾角小於2°;如果是水平安裝☁✘•☁◕,應保證儀表的水平中心線與水平線夾角小於2°◕╃↟·。
4.儀表的上下游管道應與儀表的口徑相同☁✘•☁◕,連線法蘭或螺紋應與儀表的法蘭和螺紋匹配☁✘•☁◕,儀表上游直管段長度應保證至少是儀表公稱口徑的5倍☁✘•☁◕,下游直管段長度大於等於250mm◕╃↟·。
5.由於儀表是透過磁耦合傳遞訊號的☁✘•☁◕,所以為了保證儀表的效能☁✘•☁◕,安裝周圍至少250px處☁✘•☁◕,不允許有鐵磁性物質存在◕╃↟·。
6.測量氣體的儀表☁✘•☁◕,是在特定壓力下校準的☁✘•☁◕,如果氣體在儀表的出口直接排放到大氣☁✘•☁◕,將會在 ?浮子處產生氣壓降☁✘•☁◕,並引起資料失真◕╃↟·。如果是這樣的工況條件☁✘•☁◕,應在儀表的出口安裝一個閥門◕╃↟·。
7.安裝在管道中的儀表不應受到應力的作用☁✘•☁◕,儀表的出入口應有合適的管道支撐☁✘•☁◕,可以使儀表處於最小應力狀態◕╃↟·。
8.安裝PTFE(聚四氟乙烯)襯裡的儀表時☁✘•☁◕,要特別小心◕╃↟·。由於在壓力的作用下☁✘•☁◕,PTFE會變形☁✘•☁◕,所以法蘭螺母不要隨意擰得過緊◕╃↟·。
9.帶有液晶顯示的儀表☁✘•☁◕,安裝時要儘量避免陽光直射顯示器☁✘•☁◕,降低液晶使用壽命◕╃↟·。
10.低溫介質測量時☁✘•☁◕,需選夾套型◕╃↟·。
氣體流量計安裝過程中的二十八條注意事項

1.儀表開孔應避免在成型管道上開孔◕╃↟·。
2.注意流量計前後直管段長度◕╃↟·。
3.如有接地要求的電磁↟✘₪◕•、質量等流量計☁✘•☁◕,應按說明進行接地◕╃↟·。
4.工藝管道焊接時☁✘•☁◕,接地線應避開儀表本體☁✘•☁◕,防止接地電流流經儀表本體入地☁✘•☁◕,損壞儀表◕╃↟·。
5.工藝焊接時☁✘•☁◕,避免接地電流流經單↟✘₪◕•、雙法蘭儀表的毛細導壓管◕╃↟·。
6.中↟✘₪◕•、高壓引壓管能採用氬弧焊或承插焊的☁✘•☁◕,應採用氬弧焊或承插焊◕╃↟·。風速>2m/s☁✘•☁◕,應有防風措施☁✘•☁◕,否則應採用藥皮焊絲☁✘•☁◕,風速>8m/s☁✘•☁◕,必須有防風措施☁✘•☁◕,否則應停止施焊◕╃↟·。
7.注意流量計節流裝置取壓口的安裝方向◕╃↟·。
8.不鏽鋼引壓管嚴禁熱煨;嚴禁將引壓管煨扁◕╃↟·。
9.儀表引壓管↟✘₪◕•、風管↟✘₪◕•、穿線管的安裝位置☁✘•☁◕,應避免將來妨礙工藝生產操作☁✘•☁◕,應避開高溫腐蝕場所☁✘•☁◕,應固定牢固;從上引下的穿線管☁✘•☁◕,其最低引線端應低於所接儀表的接線進口端;穿線管最低端應增加滴水三通;靠近儀表側宜增加Y型或錐形防爆密封接頭;儀表主風線最低處應加排凝(汙)閥◕╃↟·。
10.儀表使用的銅墊片☁✘•☁◕,如無退火處理☁✘•☁◕,使用前應退火☁✘•☁◕,並注意各種材質墊片的許用溫度↟✘₪◕•、介質和壓力等條件◕╃↟·。
11.現場儀表接線箱內☁✘•☁◕,不同接地系統的接地不能混接☁✘•☁◕,所有儀表的遮蔽線應單獨連線上下遮蔽層☁✘•☁◕,嚴禁擰在一起連線上下遮蔽◕╃↟·。
12.儀表處於不易觀察↟✘₪◕•、檢修位置時☁✘•☁◕,改變位置或加裝平臺◕╃↟·。
13.儀表線中間嚴禁接頭☁✘•☁◕,並做好隱蔽記錄☁✘•☁◕,補償導線接頭應採用焊接或壓接◕╃↟·。
14.不鏽鋼焊口應進行酸洗↟✘₪◕•、鈍化↟✘₪◕•、中和處理◕╃↟·。
15.需要進行脫脂的儀表↟✘₪◕•、管件☁✘•☁◕,應嚴格按照規範進行脫脂處理☁✘•☁◕,並做好儀表↟✘₪◕•、管件脫脂後的密封↟✘₪◕•、保管工作☁✘•☁◕,嚴防保管和安裝過程中被二次汙染◕╃↟·。
16.不鏽鋼管線嚴禁與碳鋼直接接觸◕╃↟·。
17.鍍鋅↟✘₪◕•、鋁合金電纜橋架嚴禁用電↟✘₪◕•、氣焊切割和開孔☁✘•☁◕,應採用無齒鋸及專用開孔器等類似機械切割和開孔◕╃↟·。
18.不鏽鋼管嚴禁用電↟✘₪◕•、氣焊切割和開孔☁✘•☁◕,應採用等離子或機械切割↟✘₪◕•、開孔◕╃↟·。
19.大於36V的儀表穿線管↟✘₪◕•、櫃↟✘₪◕•、盤等應接地☁✘•☁◕,接地儀表穿線管絲扣用導電膏處理;小於等於36V的儀表穿線管絲扣至少應有防鏽處理;外露絲扣不宜大於一個絲扣◕╃↟·。
20.爆炸危險區域的儀表穿線管☁✘•☁◕,應保持電氣的連續性◕╃↟·。
21.100伏以下絕緣儀表線路應用250V搖表測量線路絕緣電阻☁✘•☁◕,且≥5兆歐◕╃↟·。
22.鋁合金橋架應跨接短接線☁✘•☁◕,鍍鋅橋架應不少於兩個防松螺絲擰緊☁✘•☁◕,長度30米以內應兩端可靠接地☁✘•☁◕,超過30米的應每隔30米增加一個接地點◕╃↟·。
23.不同接地系統的儀表線或儀表線與電源線共用一個槽架時☁✘•☁◕,應用金屬隔板隔開◕╃↟·。
24.儀表盤↟✘₪◕•、櫃↟✘₪◕•、箱↟✘₪◕•、臺的安裝及加工中嚴禁使用氣焊方法☁✘•☁◕,安裝固定不應採用焊接方式☁✘•☁◕,開孔宜採用機械開孔方法◕╃↟·。
25.儀表伴熱↟✘₪◕•、回水的盲端不應大於100mm◕╃↟·。
26.變送器排汙閥下口宜增加防閥洩漏的管帽(特別在防爆區)◕╃↟·。
27.儀表及其穿線管↟✘₪◕•、引壓管一端固定於熱膨脹區(如塔↟✘₪◕•、隨塔熱膨脹移動的附件)☁✘•☁◕,一端固定於非熱膨脹區(如勞動保護間)☁✘•☁◕,連線儀表時應根據現場實際情況☁✘•☁◕,其柔性管↟✘₪◕•、穿線管↟✘₪◕•、引壓管必須留出一定熱膨脹裕度◕╃↟·。
28.附塔橋架↟✘₪◕•、穿線管應根據現場實際情況留有熱膨脹伸縮節或柔性連線◕╃↟·。
楔形流量計安裝使用中四條注意事項
1.要按照楔形流量計標註的方向進行安裝
雖然有的文章及資料上說☁✘•☁◕,楔形流量計安裝沒有方向要求☁✘•☁◕,可用於反向流的測量☁✘•☁◕,從楔形流量計的測量原理看如果是標準的V形楔塊☁✘•☁◕,其對於流體的節流正反都一樣◕╃↟·。但在楔形流量計的表體上☁✘•☁◕,生產廠家都標註了楔形流量計流體的流向箭頭☁✘•☁◕,從楔形流量計的兩端法蘭看進去☁✘•☁◕,其楔塊的安裝位置也不在楔形流量計的正中☁✘•☁◕,因此我們要按照楔形流量計的標註方向進行安裝☁✘•☁◕,防止安裝方向不對加大測量誤差◕╃↟·。

楔形流量計表體上標註了流體的流動方向
2.關於取壓介面的方向問題
按照測量儀表取壓引壓規範☁✘•☁◕,測量氣體流量時☁✘•☁◕,取壓口在節流元件的中上部☁✘•☁◕,測量液體流量時取壓口在節流元件的中下側☁✘•☁◕,測量髒汙介質時取壓口在節流元件的中部位置◕╃↟·。但楔形流量計與氣體流量計的不同之處在於節流楔塊在表體內腔不是均勻分佈的☁✘•☁◕,取壓口的位置生產廠家已給固定預製好☁✘•☁◕,其在楔塊焊接處的前後上方◕╃↟·。
若嚴格按照取壓規範☁✘•☁◕,當測量液體時☁✘•☁◕,如果取壓口安裝在管線的中下部☁✘•☁◕,那麼其楔形流量計內部的楔塊也在管線的中下部☁✘•☁◕,而造成流體要從楔形流量計的上方流過☁✘•☁◕,這種方式會造成流體內介質雜質顆粒的沉澱在楔形流量計的下部表體內腔☁✘•☁◕,有堵塞楔塊前方取壓口的隱患☁✘•☁◕,易造成流量計失靈☁✘•☁◕,因此在現場安裝過程中要根據實際情況區別對待◕╃↟·。
3.垂直管道安裝
楔形流量計建議水平安裝☁✘•☁◕,儘可能的減少垂直安裝方式☁✘•☁◕,是因為在垂直安裝過程中☁✘•☁◕,楔形流量計零點的校準無法進行◕╃↟·。
楔形流量計零點校準的要求時☁✘•☁◕,工況介質充滿楔形流量計☁✘•☁◕,後關閉管線前後閥門☁✘•☁◕,在確保楔形流量計內部流體靜止狀態下☁✘•☁◕,進行流量計的校準◕╃↟·。由於節流元件的流量表普遍不設計副線切除設施☁✘•☁◕,因此節流元件前後普遍無工藝切斷閥門☁✘•☁◕,這種狀況下校準楔形流量計就比較困難◕╃↟·。如果楔形流量計水平安裝☁✘•☁◕,我們可以認為靜止的流體對於楔形流量計檢測的差壓沒有附加影響☁✘•☁◕,因此我們只需把楔形流量計的前後取壓閥門關閉同時洩壓通大氣即可實現流量計的零點校準◕╃↟·。
若楔形流量計垂直安裝☁✘•☁◕,此時靜止的介質在楔形流量計內腔會產生一個靜止的靜壓力☁✘•☁◕,這個靜壓作用於變送器的正壓室會增大差壓變送器的壓差值☁✘•☁◕,使楔形流量計的零點差壓值不在是零☁✘•☁◕,且負壓測引壓管內也會產生靜壓附件誤差◕╃↟·。所以此時對於零點的校準變得困難◕╃↟·。即使使用雙法蘭變送器☁✘•☁◕,負壓測的靜壓附加我們可以算出☁✘•☁◕,但被測介質的密度我們只能透過設計時的理想值進行計算☁✘•☁◕,而粗略的算出楔形流量計測量管內的靜壓☁✘•☁◕,在進行校準修訂☁✘•☁◕,這種方法其零點的可信度就會降低◕╃↟·。
下圖垂直安的楔形流量計給流量計零點校準帶來困難

因此實際安裝中最好不要垂直安裝楔形流量計☁✘•☁◕,若工藝無法滿足水平安裝☁✘•☁◕,垂直安裝過程中除保證楔形流量計滿管的情況下☁✘•☁◕,我們還要對楔形流量計零點的修正壓差進行準確的換算☁✘•☁◕,而不能只單單的關閉正負取壓閥門後就進行零點校準◕╃↟·。
4.安裝排汙減壓閥
楔形流量計+雙法蘭變送器的流量檢測模式☁✘•☁◕,在取壓閥門與雙法蘭連線部件之間要設定排汙洩壓閥門◕╃↟·。這個閥門非常重要☁✘•☁◕,在流量計校準過程中既可以保證正負雙法蘭之間的受壓一致都為大氣壓確保校準可靠☁✘•☁◕,更能保證維修人員的安全◕╃↟·。
若雙法蘭變送器損壞需要更換☁✘•☁◕,透過排汙洩壓閥門能夠判斷取壓一次閥門是否滲漏☁✘•☁◕,只有在確保安全的情況下☁✘•☁◕,才能拆卸雙法蘭變送器◕╃↟·。很多工程安裝過程中☁✘•☁◕,省略了排汙洩壓閥門的安裝☁✘•☁◕,這是不正確的☁✘•☁◕,一定要進行整改◕╃↟·。

安裝排汙閥的楔形流量計維護維修工作更加方便
總結▩☁:無論哪一種流量計的安裝使用都需要按照說明書所寫以及結合它自身的特性來操作◕╃↟·。
技術引數:

應用範圍
氣體流量計可廣泛應用於石油↟✘₪◕•、化工↟✘₪◕•、天然氣↟✘₪◕•、冶金↟✘₪◕•、電力↟✘₪◕•、製藥↟✘₪◕•、食品↟✘₪◕•、農藥↟✘₪◕•、環境保護等行業中☁✘•☁◕,各種液體↟✘₪◕•、氣體↟✘₪◕•、天燃氣以及蒸汽的體積流量或質量流量的連續測量◕╃↟·。
楔形流量計是一種新型節流差壓式流量測量儀表☁✘•☁◕,它可以在高粘度↟✘₪◕•、低雷諾數↟✘₪◕•、雷諾數↟✘₪◕•、500即可使用的流體情況下進行高精度的流量測量☁✘•☁◕,在流速較低↟✘₪◕•、流量小↟✘₪◕•、管徑大的流量測量場合有無可比擬的優勢和不可替代的作用◕╃↟·。
如在石化/煤化工行業的應用▩☁:
煉油裝置↟✘₪◕•、乙烯裝置
高粘度和很髒的介質
高溫和高壓☁✘•☁◕,高磨損的介質
水煤漿(黑水☁✘•☁◕,灰水)↟✘₪◕•、油煤漿等

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