对于流量计的如何做到正确选择,并非一件容易的事情。总体归纳下来,正确选择流量传感器取决于以下六个因素:传感器技术参数、流体特性、流动的状态、安装、环境、经济性。这六个因素是决定流量仪表能否正确工作或都是否以理想状态运运的前提条件。
一、传感器技术参数
传感器技术参数是衡量一个仪表重要因素,这些技术参数应该是在仪表设计之初便被确定,并且通过生产和工艺的后续环节予以落实的,其中总量、流量总量(单位为m3或kg),多用于贸易核算,准确度居于首位。流量(瞬时量单位为m3/h,kg/h),多用于流程工业,是控制系统的信息源头,重复性是首位。
连续,开关一般流量传感器的输出为连续量,而开关量可用于简单的二位式控制或设备保护,要求可靠性良好。
二、流体特性
流体类型流体分为液体、气体、蒸汽。有些传感器(如电磁式)不能测气体;插入热式则不能测液体。比如智能电磁流量计就不能够胜任测量气体的流量的测量。
温度、压力、密度它们是选择传感器提供的重要参数,特别是在工况下的参数,对于气体流量还应了解其体积流量是工作状态,还是标准状态。
粘性液体粘性相差较大会影响选型,如粘性大的液体宜用容积式流量传感器,而不宜选用涡轮、浮子、涡街等流量传感器。
腐蚀、结垢、脏污对于这类流体,不宜选用有转动件及有检测件的传感器。即使对于超声、电磁式流量传感器,也会因腐蚀管道带来误差。如口径50mm,结垢0.5~1mm,将带来0.5~1%的误差。
特殊参数某些流体参数会影响传感器的工作,如压缩性系数影响差压式;比热及热传导系数影响热式;电导率影响电磁;声速影响超声。
单相、多相相是指在一个系统中具有相同的物理、化学性质的物质,不同的相有较明显的界面,通常工业中大多为单相,随着工业的发展出现了多相流(气固、气液、液固或气固液)等的流量测量问题。
三、流动的状态
与许多物理参数(如压力、温度、物位、成分)不同的是,流量必须以流体流动为前提,没有流动就不存在流量。
满管、非满管一般流体均应充满管道,在实际工作中,比如智能电磁流量计的使用与选型,我们一般都要求用户液体满管的流体参数,因为不满管的状态将会导致数据严重失准。
但当液体流量较小,管道又处于水平时,则可能出现非满管流动,目前已有非满管流量传感器。
层流、紊流反映流体在管道中流动的状态,影响流量系数的大小,当Re<2320时为层流,仅有很少情况,如流体粘性大,管道小,流速低,才会出现层流。工业中多为紊流。
封闭、明渠工业中多为封闭管道,明渠仅用于液体的排放。
充分发展紊流流量传感器多为速度型,即管内流速分布影响流量系数,所以要求流量传感器应安装在一种特定的充分发展紊流中。只要传感器前具有30倍直径长度即可取得。
脉动流流体中任一参数(流速、温度、压力、密度)随时间变化的流动,易产生误差,应附加设备去掉脉动流,准确进行测量。
四、安装及环境
流量传感器常由于安装不当而无法正常工作,如:方向装反,流速分布不理想,引压管中出现二相,环境恶劣,缺少必要的附件等。
管道的布局有些传感器(如浮子式)只能安装在垂直管道上;而有些为避免流体的重力只能装在水平管道上;而如果流体中含有固体颗粒,传感器又不宜安装在水平管道上。
流向流量传感器中绝大多数不能反向安装。
直管段长度除浮子、容积、科氏外,都要求传感器前后有较长的直管段,以节流装置及测点速的插入式传感器要求最高(达30~50D)。
管径不少流量传感器管径范围较窄,限制了选用,可采用变径管弥补,但要注意变径后仍应处于传感器的正常工作范围,应避免流速过小,输出太弱;流速过高、强度受损的情况。
维护空间应具有必要的装卸、维护空间。
配件针对某一传感器,应考虑安装必要的配件,如流动调整器、过滤器、气体分离器、阻尼器等。
流量传感器应避免安装在高温、振动、粉尘、腐蚀、潮湿、易爆易燃、有电磁干扰的环境中。
五、经济性
初始购置费开始与厂商接触时,应注意:理性对待厂商所宣传的技术指标;根据需求选用,不要盲目选用高指标;注意传感器的制造材料。
安装管径大,特别要注意安装中的附加问题,如是否为方便维修而加装旁路管道、必要的配件等(如过滤器、流动调整器)。
维修、配件有些传感器的检测件,转动件易于磨损,腐蚀(如涡轮、容积、孔板),维修量不小。
校验有些传感器工作一段时间后,因腐蚀、磨损,准确度会下降,如用于贸易核算,应定期校验。
运行费流量传感器一般均有永久压损,因此会带来额外的运行费,特别是管径较大时,其年运行费可能数倍于购置费。
误差的损失如用于贸易核算,特别是较贵重的能源、化工原料,应选用精确度高的传感器,否则因误差造成的经济损失,将数倍于购置费。
任何计量仪表只有经过定期的维护保养才可以确保使用精准度,并延长产品使用寿命。电磁流量计中电极是其重要的组成部分,电磁流量计测量的介质长期处于较污浊的状态,就会导致电极上产生结垢,下面总结了几种电磁流量计电极清洗的方法,供大家参考学习。
一、机械清除法
机械清除法是通过在电极上安装特殊的机械结构来实现电极清除。目前有两种形式:
一种是采用机械刮除器。用不锈钢制成一把带有细轴的刀片,通过空心电极把刀引出,细轴和空心电极之间采用机械密封以防止介质外流,于是组成了机械刮除器。当从外面转动细轴时候,紧贴电极端平面转动,刮除污垢。这种刮除器可以手动,也可以用马达驱动细轴自动刮除。
二、电化学方法
智能电磁流量计的金属电极在电解质流体中存在电化学现象。根据电化学原理,电极与流体存在界面电场,电极与流体的界面是电极/流体相间存在的双电层所引起的。对于电极与流体界面电场的研究发现物质的分子、原子或离子在界面具有富集或贫乏的吸附现象,而且发现大多数无机阴离子是表面活性物质,具有典型的离子吸附规律,而无机阳离子的表面活性很小。因此电化学清洗电极仅考虑阴离子吸附的情况。阴离子的吸附与电极电位有密切关系,吸附主要发生在比零电荷电位更正的电位范围,即带异号电荷的电极表面。在同号电荷的电极表面上,当剩余电荷密度稍大时,静电斥力大于吸附作用力,阴离子很快就脱附了,这就是电化学清洗的原理。
三、电击穿法
这种方法使用交流高压电定期加到电极和介质之间,一般加30~100V。由于电极被附着,其表面接触电阻变大,所加电压几乎集中在附着物上,高电压会将附着物击穿,然后被流体冲走。总安全出发,使用电击穿法必须是在流量计中断丈量、传感器与转换器间信号线断开、停电情况下将交流高压电直接在传感器信号输出端子上进行清洗。
四、超声波清洗方法
超声波清洗方法是运用超声波高频振动的原理,将超声波发生器产生的45~65kHz的超声波电压加到电极上,使超声波的能量集中在电极与介质接触面上,从而利用超声波的能力将污垢击碎,达到清洗的目的。
V锥流量计是一种差压流量计,属高精度、高稳定性的新型差压式流量仪表。和其他差压式仪表一样,也是基于流动连续性原理和伯努利方程来计算流体工况流量的。v锥流量计主要有以下几种安装形式:
1、管道法兰式:是指流量计两端有安装法兰。与工艺管道两端同规格的安装法兰(也称用户法兰)连接,是比较常用的结构形式,适用的口径(dn50mm~3000mm)。此种形式适用于节流装置与差压变送器分体安装时选用,一般常用于测量蒸汽流量时使用,在测量其他高温介质时也可以使用。
2、法兰夹装式:用于小口经流量计的安装形式,每台流量计玉工艺管道只需2片法兰。法兰与工艺管道焊接在一起,再把流量计夹装在两法兰之间。此中安装方法与涡街流量计(≤300mm)安装方法相同。
3、小口径一体化式:适用口径≤dn40mm,介质温度≤120℃的流体。该结构是把差压变送器直接与塔形流量计组合成一个整体。二者之间无导压管、取压阀、三阀组。使安装变的非常简单(与涡街流量计安装方法相同) 。差压变送器调节零点时需要关闭工艺管道的阀门,就可以调零。
注意:此安装方式,不能用于测量高温介质的场合,是因为高温介质会进入差压变送器测量室内,损坏变送器测量膜片。
4、管道对焊式:是指塔形流量计与工艺管道无法兰连接(流量计本体无法兰),安装时直接把流量计与工艺管道焊接在一起。该结构成本相对较低(减少4片法兰的成本),属于一次性安装。一般用于较大口径的场合。
5、常规流体一体化式:是指介质温度≤120℃的流体,适用管径:dn50~dn3000。生产厂家根据不同的流体和用户要求,出厂时在流量计上为用户焊接(或装配)好阀门和三阀组。在现场安装时由用户把流量计与变送器组装在一起即可。
6、蒸汽一体化式:是指测量蒸汽流量时,把变送器与塔形流量计组装在一起,变送器与流量计之间要装配我公司“蒸汽专用三阀组”部件,从而取消了导压管并大大简化了取压结构。
7、液体防冻式:是指塔形流量计与变送器之间装由我公司“液体专用隔离罐”,罐中装有特殊介质,该介质能在较低的温度下不冻结。此种安装方式在测量液体时,特别在北方冬天室外环境比较低的情况下。往往变送器测量室种的液体容易冻结,损坏变送器。
8、方形管道法兰式:是指工艺管道为方形管,而流量计测量管为圆形管道,二者通过一个特制的“方-圆”连接件进行连接。
v锥流量计即使在比较恶劣的条件下也能正常工作,但为了长期安全稳定的使用,在安装时还是要注意以下几点:
1、安装场所冲击与震动
V锥流量计出厂设计上是可以承受一定的冲击与震动。但也应当尽量安装在无震动或震动小的地方。
2、安装场所环境温度条件
请尽量避免将流量计安装在环境温度变化大的场所,如果安装位置直接受到热辐射或暴露在日嗮雨淋中,应采取防水、隔热辐射和通风措施。
3、安装场所环境空气条件
V锥流量计应尽量避免在腐蚀性环境中,如果使用在腐蚀环境中,应有良好的通风并注意避免腐蚀性气体或液体浸入仪表中。