工业生产中会使用过大量的仪表,无论是测压的压力仪表,还是测液位的液位计,或是测流量的流量计等,无一不需要根据具体的工况要求进行配套选择安装,我们只有在选型阶段有一个正确的方案,才能够在设备投产以后能够稳定正确地输出生产中需要的正确数据,通过大量的服务电话咨询统计,由于前期选错误而造成的数据出入过大,误差值超出生产上的系统要求,或者仪表勉强使用却大大的缩短工作寿命,增加生产运营成本等情况比比皆是,因此我们说前期的测量方法的选择和过程仪表的正确选型是一个非常重要的事情,一点不能马虎。
流量测量方法和仪表种类繁多,其分类方法亦多。按测量对象划分就有封闭管道用和明渠用两大类。按测量目的又可分为总量测量和流量测量,其仪表分别称作总量表和流量计。
1.考虑因素和选择步骤
要正确和有效地选择流量测量方法和仪表,必须熟悉被测对象流体特性和仪表两方面的情况,还应考虑各个方面因素和选择步骤。
(1)确认是否真正要求安装流量仪表
如果仅希望知道流体是否在管道中流动或大约流量,那么选用流动窥视窗(flow sight)或流动指示器(flow indicator)就能以较低的费用达到目的。
(2)初选测量方法和仪表
确定必须安装流量仪表后,{**}先按照流体特性采取排除法在初选表上舍去不能和不宜采用的方法,然后选几种测量方案,作为第二步深入考虑和分析。
(3)分析各因素
按初选方案向仪表厂索取样本、技术数据、选用手册或使用说明书等,充分了解仪表性能规范,再分别按五个方面的问题逐一分析,列表比较。
(4)线性度
流量仪表输出有线性和非线性二种。大部分流量仪表的非线性误差不单{**}列出,包含在基本误差内。对于宽流量范围脉冲输出用作总量积算的仪表,线性度是一个重要指标,使有可能用一个仪表常数。线性度差就要降低仪表{**}度。作为管道流量配比,热量计用温度差和流量相乘,以及流量相加,应选择线性输出仪表,以简化计算过程。
(5)上限流量的流量范围
上限流量也称温度流量。应按被测管道使用流量范围和待选仪表 的上限流量和下限流量来选配仪表口径,而不是简单地按管道通径配用。虽然通常管道流体较大流速是按经济流速(例如水等低粘度液体为1.5~3m/s)来设 计的,而大部分流量仪表上限流量流速接近或略高于管道经济流速,因此仪表选择口径与管径相同的机会较多。
但对于生产能力分期增加的工程设计,管网往往按全能力设计,运行初期物流量小,应按流量安装较小口径仪表以相适应。否则仪表运行于下限流量附近所增加测量误差的经济损失,可能大大地超过改装仪表的费用。
同一口径不同类型仪表上限流量的流速受工作原理和结构所约束,差别很大。以液体为例,玻璃碓管浮子流量计的上限流量 流速较低,为0.5~1.5m/s,容积式流量计为2.5~3.5m/s,涡街流量计较高为5.5~7m/s,污水流量计较宽为1~7m/s(甚{**} 0.5~10m/s)。
液体的上限流量还需结合工作压力一起考虑,不要使仪表产生气穴现象。
有些仪表订购以后,其流量值不能改变,如容积式仪表和浮子流量计等;差压式仪表孔板等一般设计确定后下限流量不能改变,但上限流量可以调整差压变送器量程以相适应;有些仪表(如某些型号电磁流量计和超声流量计)可不经实流校准,用户自行设定新流量上限值就能使用。
(6)输出信号特性
流量计的信号输出显示有几种:
(6-1)流量(体积流量或质量流量)
(6-2)总量
(6-3)平均流速
(6-4)点流速。亦可分为模拟量(电流或电压)和脉冲量。模拟量输出适合于过程控制,与调节阀接配,但较易受干扰;脉冲量适用于总量和高{**}度测量,长距信号传输不受干扰。
(7)压力损失
除无阻碍流量传感器(电磁式、超声式)外,大部分流量传感器在仪表表体内有固定或活动部件,流体流经这些阻力件将产 生不可恢复压力损失,其值有时高达数十千帕,压损大可能限制管道的流通能力,因此有些测量对象提出压力损失的较大允许值,它是仪表选型的一个限制条件。对 于大口径流量计压力损失造成的附加能耗可能相当可观,宁可选择压损小价格贵的流量计而不采用价廉压损大的流量计。对于高蒸汽压的液体(如某些碳氢液体)大 压损使流量计下游压力降{**}蒸汽压会产生气穴现象,它使测量误差大幅增加甚{**}损坏仪表部件。
(8)响应时间
应用于脉动流场所应注意仪表对流动阶跃变化的响应。有些使用场所要求仪表输出跟随流动变化,而另一些为获得综合平均 值要求有较慢响应的输出。瞬态响应(transient response)常以时间常数几毫秒到几秒,或响应频率数百赫等以下表示。配用显示仪表可能要相当大地延长响应时间。有人认为仪表流量增加和流量减小的 动态响应不对称,会急剧增加测量误差。