流量計量表的選用及安裝

發(fā)布：2018-12-18 | 點擊：人次

摘要：流量計量表的選用及安裝資訊由優(yōu)秀的流量計、流量儀生產(chǎn)報價廠家為您提供。氣液兩相流的流量測量液體及其蒸氣或組分不同的氣體及液體-起流動的現(xiàn)象稱為氣液兩相流。前者稱為單組分氣液兩相流，后者稱為多組分氣液兩相流入氣液兩相流在動力、化工、石。更多的流量計廠家選型號價格報價歡迎您來電咨詢，下面是流量計量表的選用及安裝文章詳情。

氣液兩相流的流量測量

液體及其蒸氣或組分不同的氣體及液體-起流動的現(xiàn)象稱為氣液兩相流。前者稱為單組分氣液兩相流，后者稱為多組分氣液兩相流入氣液兩相流在動力、化工、石油及冶金等工業(yè)設(shè)備中是常見的，在流動時氣相和液相間存在流速差，在測量流量時應(yīng)考慮此相對速度。

制造商通常聲稱含有百分之幾體積比游離氣體的液體對流攀示值影響不大，但其影響值無具體數(shù)據(jù)^然而有關(guān)文獻提供的信息表明，液體中含有游離氣體對流量示值的影響，不同設(shè)計的儀表差異很大，流體的壓力、流速、粘度和氣體在液體中的分布狀態(tài)等不同，帶來的影響也不一樣6因此，zui好在流量計上游加裝消氣器。

當液體中含有少量氣體時，氣體在液體中的分布呈微小氣泡狀，可用電磁流量計進行測量，只是所測得的為氣泡混合物的體積流量。當液體中所含氣體數(shù)量增加后，氣泡的幾何尺寸逐漸增大，進而向彈狀結(jié)構(gòu)過渡。當氣泡的尺寸等于或大于流量計電極端面尺寸并從電極處掠過時，電極就有可能被氣體蓋住，使電路瞬時斷開，出現(xiàn)輸出晃動現(xiàn)象。

高飽和蒸氣壓液體的流量測量

下面以液氨為例，討論乙烯、丙烯及氯乙烯等易蒸發(fā)、高飽和蒸氣壓液體的流量測量。

液氨流量測量同水流量測量、油流量測量有以下兩個重大時差別：①液氨時飽和蒸氣壓高，在標準大氣壓條件下，其沸點為-33.41，因此必須在壓力條件下輸送和儲存；②在這種流體的流量測量中容易因儀表的壓力損失而在流量計的出口處產(chǎn)生氣穴和伴隨而來的氣蝕現(xiàn)象，引起流量計示值偏高和流量一次裝置受損。液態(tài)乙烯、丙烯等流量測量中遇到的情況也相同。這里分析的液氨流量測量中遇到的問題及其處理方法，對其他飽和蒸氣壓較高的液體的流量測量也有參考價值。

1.液氨流量測量的特點

1) 儲存在儲槽中的液氨的氣液分界面一般處于氣液平衡狀態(tài)。圖4-46所示為氨廠人庫液氨流量測量的典型流程：來自氨冷凝器的合成氣、氣態(tài)氨和液態(tài)氨混合物在氨分離器中進行分離，液態(tài)氨經(jīng)流量計和液位調(diào)節(jié)閥送至低壓氨中間槽。顯然，圖中氨分離器和中間槽的氣液分界面處，氣液兩相均處于平衡狀態(tài)。

液氨的流量測量中應(yīng)盡量避免出現(xiàn)兩相流。然而接近氣液平衡狀態(tài)的液態(tài)氨，在流過流量計時，如果壓力損失較大，則很容易引起部分氣化,影響測量精確度

2) 流體密度的溫度系數(shù)較大。從液氨的p=/(i)函數(shù)表可知，在常溫條件下，液氨溫度每變化1℃，其密度變化0.2%以上。因此，液氨計量必須進行溫度補償

3) 精確度要求高。原化工部有關(guān)文件要求，液氨計量應(yīng)達到1級精確度。如果不采取有效措施，是很難達到這個要求的0

4) 流體易燃易爆。儀表選型時應(yīng)選用防爆型儀表，儀表安裝、使用和維修中，都應(yīng)遵守防爆規(guī)程。

5)被測介質(zhì)有腐蝕性。氨對銅等材料有強烈的腐蝕作用，因此’儀表與被測，質(zhì)直接接觸的部分應(yīng)該能夠耐受氨的腐蝕，儀表的電子電路部分應(yīng)有1P67及以上的防護能力，以防周圍環(huán)境中腐蝕性氣體對電子學部分的腐蝕。

2.氣穴和氣蝕及防止流體氣化問題 ,

在液體流動的管路中，如果某一區(qū)域的壓力降低到液體飽和蒸氣壓之下’那么在這個區(qū)域內(nèi)液體將會產(chǎn)生氣泡，這種氣泡聚集在低壓區(qū)域附近，就會形成氣穴，發(fā)生氣八現(xiàn)象在裝有翻管道顏驗裝社，.能賄到氣穴肺在，它賴為在管舶—個鉢不變的區(qū)域出現(xiàn)個氣。

在水流管路中，這種氣泡所包含的主要是水蒸氣，但是由于水中溶解有一定量的氣體，所以氣泡中還夾帶有少量從水中析出的氣體。這種氣泡隨著水流到達壓強高的區(qū)域時’氣泡中的蒸氣會重新凝結(jié)為液體，此時氣泡會變形破裂，.四周液體流向氣泡中心，發(fā)生劇烈的撞擊，g力急劇增髙，其值可達幾百個大氣壓，不斷破裂的氣泡會使流道壁面的材料受到不斷的沖擊，從而使材料受到侵蝕。如果管路上裝有流量計，則氣蝕現(xiàn)象將引起測量誤差增大’并能損壞—次裝置。氣泡從形成、增長、破裂以及造成材料侵蝕的整個過程就稱為氣蝕

氣蝕現(xiàn)象與熱力學中的沸騰現(xiàn)象有所不同，兩者雖然都有氣泡產(chǎn)生，但.疋飛蝕的起因是

由于壓強降低，而沸騰則是由于溫度升高液氨同其他飽和蒸氣壓較高的流體一樣，在流量測量中，流量計的一次裝置內(nèi)或出極易出現(xiàn)氣穴現(xiàn)象。

處于氣液平衡狀態(tài)的流體，在溫度升高或壓力降低時，必然有部分液體發(fā)生相父。例如液氨在10X；條件下，平衡壓力為o.5951MPa。如果將壓力降低一些（例如將氨中間槽中的氣態(tài)氨排掉一些），則必然引起一定數(shù)量的液氨氣化，升騰到氣相中。由于這一蒸發(fā)過程是從液相中吸取氣化熱，所1氣化現(xiàn)象發(fā)生的目時，液相溫度下降’-直降低到與槽中新的H力相對應(yīng)的平衡溫度。同樣，如果為槽中的氣相提供一定的冷量，則有一部分氣態(tài)氨變成液態(tài)氨，槽中氣相壓力相應(yīng)下降。

處于氣液平衡狀態(tài)的氨，在輸送過擇中，如果溫度不變而將其壓力升咼（例如用水加壓），寧者壓力不變而將其溫度降低（例如用冷卻器將液氨冷卻），則液氨進人過冷狀態(tài)。.處于過冷狀態(tài)的液氨，如果壓力降低一些，只要不低于與當時液氨溫度相對應(yīng)的平衡壓力，液氨就不會出現(xiàn)氣化現(xiàn)象。

液氨儲槽或中間槽，總有一定，的高度，在穩(wěn)態(tài)情況下，處于氣液平衡狀態(tài)的液氨，僅僅是氣液兩相分界面處的那一部分，如果槽中無冷卻管之類的附件，槽中液體的溫度可看作是均勻一致的。因此，分界面以下液位深處的液氨，由于液柱的作用使靜壓升高，所以進人過冷狀態(tài)。離分界面越遠，液氨的過冷深度越深。

3.流量計的選用及安裝

為了避免在液氨流量測量時出現(xiàn)氣化現(xiàn)象，選用下面的設(shè)計和安裝方法將是有效的。

1) 選用壓力損失較小的儀表。例如有一液氨流量測量對象的zui大流量為40m3/h,選用渦街流量計時的zui大壓力損失0.02MPa,比選用渦輪流量計的壓力損失小；而且，渦街流量計完全沒有可動部件，液氨對旋渦發(fā)生體也無磨損，因此，可以說其壽命是無限的。

2) 合理選擇安裝位置。流量傳感器的安裝位置應(yīng)選擇在槽的底部出口管道上。在保證直管段的前提下，與槽的出口處應(yīng)盡量近些。這樣，液氨在輸送過程中，可減少經(jīng)輸送管道從大氣中吸收的熱量。同時，安裝位置應(yīng)盡量低些，這樣可提高過冷深度。

3) 將調(diào)節(jié)閥安裝在流量計的后面，氨中間槽與氨分離器之間有較大的差壓，此差壓絕大部分降落在調(diào)節(jié)閥上s液氨流過此閥時，壓力突然降低，有一定數(shù)量的液體氣化，從而出現(xiàn)氣液兩相流，為了避免流過流量計的流體中存在氣液兩相流，調(diào)節(jié)閥必須裝在流量計的下游。如果氨分離器的液相出口配有切斷閥，則正常測量時必須將切斷閥開到zui大開度。在現(xiàn)場曾經(jīng)發(fā)生過切斷閥逐漸關(guān)小的同時，流量計示值不僅不下降反而大幅度升高的情況，就是因為切斷閥關(guān)小時，液氨迅速氣化，體積膨脹數(shù)十倍到數(shù)百倍，從而使輸出與體積流量成正比的速度式流量計的輸出突然升高，出現(xiàn)短時間的虛假指示。

4) 提高過冷深度。橫河電機公司提出了該公司生產(chǎn)的YF100型渦街流量計的壓力損失和不發(fā)生氣穴現(xiàn)象的管道壓力的計算公式，即或式中，卸為壓力損失，單位MPa;p為液體的密度，單位kg/m3; 為流速，單位m/sp為zui低管道壓力（絕對壓力），單位MPa;凡為流體的飽和蒸氣壓（絕對壓力），單位MPa。如果能滿足式（4-44)的要求，那么肯定不能產(chǎn)生氣穴，但是在使用現(xiàn)場往往滿足不了這一要求,幸運的是該公式的第二項提供了解決問題的另一個方法，即降低液體的飽和蒸氣壓：隊ft面的分析可知，對于T種確定的液體，其飽和蒸氣壓是其溫度的函數(shù)，溫度越趑低。液氨在進人流量計前，經(jīng)適度冷卻，使溫度降低，從而使凡降低，這樣，盡管K量:-進口壓力不變，也能收到不產(chǎn)生氣穴的效果。

在氨廠液氨冷卻后進入流量計不是一件難事，只要將流量計前一定長度的管道改為夾套管，并引人少量的液氨，經(jīng)節(jié)流膨脹、氣化后的氨溫度降低，為管中的液氨提供冷量，放出?令量氣化后的氨進回收系統(tǒng)：流程示意圖如圖4-47所示。

大口徑管路液體的流量測量

1. 大口徑管路液體流量測量的特點

1) 管路口徑大，要求壓損越小越好。般不允許用局部縮徑的方法提高流速。

2) 流速一般都不高新設(shè)計安裝的管路,.:一般均選擇經(jīng)濟流速。因為流速太低，勢必增加管路的投資，流速太高，會造成動力損耗大幅度增加，導致運行成本上升，都是不經(jīng)濟的g但有些老管路，由于增產(chǎn)的需要而提高了流速。

3) 由于流速較低，流體中的污垢、淤泥等極易在管道內(nèi)壁沉積。進行系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)考慮儀表與流體接觸部分的清洗。

4) 測量范圍度要求大。有些水管夜間和日間、冬季和夏季流量相差懸殊，多達10~20倍；有些空調(diào)用水，到一定季節(jié)干脆就停用，因此，安裝在這些水管中的流量計，就要求范圍度特別大。

5) 防護等級要求高。大口徑管路大多埋地敷設(shè)，為的是節(jié)省空間，在北方，也是防凍的需要Q因此流量傳感器大多被安裝在儀表井內(nèi)的管段上。由于雨水、井壁滲透和管路外漏等原因常常引起井內(nèi)水位上升而淹沒流量傳感器，所以設(shè)計時就應(yīng)估計到這種情況，選用防持續(xù)浸水影響的流量傳感器。

2. 流量計的選用和安裝

根據(jù)大口徑管路液體流量測量的特點，經(jīng)常采用插人式流量計。插入式儀表有點流速計型和徑流速計型。其中插人式渦街、渦輪、電磁流量傳感器以及皮托管等屬點流速計型。差壓式均速管流釐傳感器、熱式均速管流量傳感器等屬徑流速計型。

插入式流量計的原理雖多種多樣，但其結(jié)構(gòu)卻大同小異。

1).點流速計型傳感器由測量頭、插入桿、插入機構(gòu)、轉(zhuǎn)換器和儀表表體五部分組成

①測量頭，其結(jié)構(gòu)實際上就是一臺流量傳感器，不過在這里作為局部流速測量的流速計使用o

②插人桿，支撐測量頭的一根支桿，將測量頭的信號電纜引至儀表表體外部。

③插人機構(gòu)，由連接法蘭、插人桿提升機構(gòu)及球閥組成。可在不斷流的情況下將測量'頭由管道內(nèi)提升到表體外，以便檢查維修。

④轉(zhuǎn)換器，測量頭信號輸出轉(zhuǎn)換的電子部件。

⑤儀表表體，對于大口徑管道般都不帶儀表表體，而是利用工藝管道的一段作為測量管。

在大口徑管路流量計中，由于流速普遍較低，泥沙、污垢等容易在儀表表面沉積，因.此，插人式流量計常常配套球閥，實現(xiàn)在不斷流的情況下拆下儀表進行維護和檢査，從而提%測量系統(tǒng)的可靠性。

2)差壓式均速管流量傳感器包括檢測件（均速管）、閥、插人機構(gòu)和取壓裝置等部件

從以上的分析可知，在實際選用流量計時，一定要根據(jù)測量條件和要求，選用合適的流量計，并嚴格按照規(guī)程安裝調(diào)試，以便實現(xiàn)精確測量。