化工裝置常用流量計(jì)及選擇誤區(qū)

陳明（兗礦魯南化工有限公司，山東滕州277500）

0 引言

隨著我國(guó)化工技術(shù)不斷發(fā)展，新型化工裝置逐漸趨向規(guī)?；?。生產(chǎn)過(guò)程的控制越來(lái)越受到各大企業(yè)的重視，先進(jìn)過(guò)程控制系統(tǒng)的應(yīng)用，可以保證生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定和高效，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的操作方式的改進(jìn)，降低生產(chǎn)過(guò)程中的損耗和生產(chǎn)消耗，提高企業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量?；ぷ詣?dòng)化控制逐漸由單體向總體控制系統(tǒng)發(fā)展，單體之間關(guān)聯(lián)性制約性越來(lái)越大，作為自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的保證和基礎(chǔ)，檢測(cè)儀表的選擇也受到越來(lái)越多的重視。

作為過(guò)程儀表的大類儀表之一，測(cè)量?jī)x表在保證安全生產(chǎn)和降低能源消耗方面發(fā)揮著不可替代的作用。作為一個(gè)動(dòng)態(tài)測(cè)量參數(shù)，只有當(dāng)流體運(yùn)行時(shí)才會(huì)存在流量，流量不是基本量的組合，實(shí)際測(cè)量中受到許多復(fù)雜外來(lái)因素的影響，流體的湍流、旋渦運(yùn)行、管道管壁等因素都會(huì)對(duì)流量測(cè)量產(chǎn)生影響。實(shí)際生產(chǎn)中，流量流量測(cè)量?jī)x表的種類繁多，可供生產(chǎn)實(shí)際使用的流量?jī)x表多達(dá)百種。每種流量測(cè)量?jī)x表都有其特定的適用性和局限性。根據(jù)流體流態(tài)、流量、及安裝和使用環(huán)境等進(jìn)行合理選型，滿足測(cè)量要求的同時(shí)兼顧使用的經(jīng)濟(jì)性，是做好流量?jī)x表選型的基礎(chǔ)和前提。本文根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，簡(jiǎn)單介紹了幾種化工生產(chǎn)常用流量測(cè)量?jī)x表的原理和選用經(jīng)驗(yàn)。

1 幾種常用流量計(jì)原理和選用

1.1 渦街流量計(jì)原理和選用

渦街流量計(jì)是一種依據(jù)卡門旋渦原理進(jìn)行流量測(cè)量的流量計(jì)，屬于流量計(jì)中最年輕的一類。在測(cè)量流體介質(zhì)中安放一根或多跟非流線型旋渦發(fā)生體，測(cè)量流體介質(zhì)在旋渦發(fā)生體的兩側(cè)交替釋放出排列規(guī)則的渦列（如圖1渦街流量計(jì)工作原理圖），渦列頻率在一定的范圍內(nèi)與管道流體介質(zhì)的流速成正比例關(guān)系，通過(guò)電晶體或差動(dòng)電容對(duì)渦列的產(chǎn)生頻率進(jìn)行檢測(cè)，得到測(cè)量介質(zhì)的流量。渦街流量計(jì)具有在規(guī)定范圍內(nèi)測(cè)量精確度不受介質(zhì)的壓力、溫度、粘度、密度影響，可直接測(cè)量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝維護(hù)方便、壽命長(zhǎng)、通用性好和穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，發(fā)展迅速,已成為目前通用流量計(jì)的一類。

渦街流量計(jì)要求測(cè)量流體介質(zhì)具有較高的流速，以產(chǎn)生渦列，因此會(huì)產(chǎn)生噪音，流量測(cè)量精度在1.0%～2.0%之間，一般口徑在300mm 以內(nèi)，再大就得使用插入型的，精度下降非常明顯。渦街流量計(jì)按照渦列頻率檢出的方式分為：電容式、應(yīng)變式、應(yīng)力式、振動(dòng)體式、熱敏式、光電式及超聲式等。

圖1 渦街流量計(jì)工作原理

1.2 電磁流量計(jì)原理和選用

電磁流量計(jì)利用電磁感應(yīng)進(jìn)行流量測(cè)量，利用測(cè)量流體介質(zhì)切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)測(cè)量流體介質(zhì)流量大小，因此只能測(cè)量導(dǎo)電流體介質(zhì)，可用于測(cè)量電導(dǎo)率≥5μs/cm的鹽、酸、堿溶液、水等流體介質(zhì)，同時(shí)能夠測(cè)量泥漿、紙漿、礦漿等具有導(dǎo)電性漿體流量。

電磁流量計(jì)產(chǎn)生的壓損極小，可以測(cè)量流量介質(zhì)流量范圍較大，最小流量與最大流量的比值一般可以達(dá)到1：20 以上，測(cè)量流體介質(zhì)流量與產(chǎn)生的輸出信號(hào)成線性，測(cè)量精度優(yōu)于0.5%。電磁流量計(jì)屬于體積流量測(cè)量?jī)x表一種，測(cè)量不受被測(cè)流體介質(zhì)的粘度、粘度、溫度影響。因此，電磁流量計(jì)只需用水進(jìn)行標(biāo)定后，就可以用于其它導(dǎo)電性流體介質(zhì)的流量。目前可以選用的工業(yè)電磁流量計(jì)的口徑從幾個(gè)毫米到幾米都有，國(guó)內(nèi)已有實(shí)流校驗(yàn)設(shè)備最大口徑也已經(jīng)達(dá)到3米。

1.3 科里奧利質(zhì)量流量計(jì)原理和選用

流體體積是因變量，隨溫度和壓力變化，而流體質(zhì)量不隨溫度、壓力變化。在精確的生產(chǎn)過(guò)程控制、質(zhì)量控制、交易結(jié)算、消耗控制等要求測(cè)量數(shù)據(jù)必須準(zhǔn)確，如果采用渦街流量計(jì)、電磁流量計(jì)、孔板流量計(jì)等體積流量計(jì)，不能滿足要求，需要通過(guò)壓力、溫度、密度等參數(shù)進(jìn)行修正間接得到測(cè)量流體介質(zhì)的質(zhì)量，經(jīng)過(guò)的中間環(huán)節(jié)多、人為因素多，準(zhǔn)確性難以保證。隨著科技進(jìn)步，出現(xiàn)了直接對(duì)流體介質(zhì)質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量的質(zhì)量流量計(jì)。質(zhì)量流量計(jì)主要分為差壓式質(zhì)量流量計(jì)、熱式質(zhì)量流量計(jì)和科里奧利質(zhì)量流量計(jì)，三種質(zhì)量流量計(jì)工作原理也不一樣。其中科里奧利質(zhì)量流量計(jì)是利用流體直線運(yùn)動(dòng)同時(shí)處于旋轉(zhuǎn)體系中，產(chǎn)生與流體介質(zhì)質(zhì)量流量成正比的科里奧利力原理制成的直接測(cè)量質(zhì)量流量的儀表，因其能夠準(zhǔn)確的測(cè)量管道內(nèi)流體介質(zhì)的質(zhì)量流量，并且具有穩(wěn)定性高、可靠度好、量程比較大、可以適用于高粘度流體測(cè)量等特點(diǎn)，受到化工生產(chǎn)企業(yè)的青睞。

1.4 差壓式流量計(jì)原理和選用

差壓式流量計(jì)是一種利用被測(cè)量流體介質(zhì)通過(guò)節(jié)流裝置時(shí)流通面積變小局部收縮，產(chǎn)生的壓力差值與流量間存在固有關(guān)系的原理，實(shí)現(xiàn)流體介質(zhì)流量的測(cè)定儀表。通常使用的節(jié)流裝置有孔板、文丘里、和噴嘴等。壓差式流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)牢固、性能穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)、便于規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，是至今使用最為廣泛的流量計(jì)。但差壓式流量計(jì)也有其固有的缺點(diǎn)，測(cè)量精度普遍不高、測(cè)量范圍窄，一般僅有3：1～4：1、現(xiàn)場(chǎng)安裝要求高、壓損大。

2 流量計(jì)選擇和使用常見(jiàn)問(wèn)題

流體介質(zhì)流量測(cè)量?jī)x表選擇是一項(xiàng)非常復(fù)雜的科學(xué)工作，其測(cè)量原理多，產(chǎn)品種類繁多，并且更新?lián)Q代快，所以流量計(jì)選擇是一項(xiàng)復(fù)雜且艱辛的工作。在實(shí)際的選擇過(guò)程中往往會(huì)存在誤區(qū)，下面分列了流量計(jì)使用過(guò)程中幾種常見(jiàn)的問(wèn)題。

2.1 選擇同一廠家的流量計(jì)

部分人在選擇過(guò)某一廠家流量計(jì)后，認(rèn)為已經(jīng)建立了一定的信任基礎(chǔ)，其實(shí)流量?jī)x表有幾百種產(chǎn)品，沒(méi)有任何流量計(jì)生產(chǎn)廠家敢能夠生產(chǎn)所有的流體介質(zhì)流量測(cè)量?jī)x表。

2.2 傾向新型流量計(jì)選用

新型流量計(jì)需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的驗(yàn)證，新型流量計(jì)使用初期存在的問(wèn)題比較多，售后比較困難，也許在生產(chǎn)時(shí)驗(yàn)證合格，但是無(wú)法確認(rèn)能否經(jīng)住時(shí)間的考驗(yàn)，化工裝置使用過(guò)程中安全可靠是最主要的，也只有經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期驗(yàn)證的才是最可靠的。

2.3 只根據(jù)管道尺寸選型

尺寸選擇過(guò)大是流量計(jì)選型最容易出現(xiàn)的一種錯(cuò)誤，結(jié)果往往達(dá)不到理想的測(cè)量效果。這種情況并不是流量計(jì)自身的存在問(wèn)題，流量計(jì)是計(jì)量工具，具有自身的使用范圍和使用條件。

2.4 未按照要求進(jìn)行安裝

為了達(dá)到精確的測(cè)量要求，每種流量計(jì)安裝都有其特定的安裝要求。很多流量計(jì)都有前后直管段、水平安裝或豎直安裝等方面的要求。在流量計(jì)安裝前要仔細(xì)閱讀使用說(shuō)明。

2.5 參數(shù)設(shè)定存在問(wèn)題

此種情況在電池供電的流量計(jì)使用過(guò)程中出現(xiàn)較多，認(rèn)定出廠時(shí)流量計(jì)參數(shù)已經(jīng)設(shè)定好了，裝上就能用，不需要重新設(shè)定。很多情況下化工裝置實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，流體介質(zhì)的溫度、壓力、密度等與設(shè)計(jì)存在一定的偏差，這時(shí)就會(huì)造成很大的計(jì)量誤差。

2.6 不進(jìn)行定期維護(hù)

定期維護(hù)時(shí)測(cè)量?jī)x表必須要做的工作，流量計(jì)使用過(guò)程中準(zhǔn)確度會(huì)出現(xiàn)下降，每種流量計(jì)有特定的維護(hù)方法，必須要定期頂上進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)才能保證測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確可靠。

3 結(jié)語(yǔ)

每種流量測(cè)量?jī)x表都存在不用的優(yōu)缺點(diǎn)，合理的選擇測(cè)量?jī)x表對(duì)化工裝置的運(yùn)行至關(guān)重要，不同的工況和介質(zhì)需要選擇合適的儀表，才能得到理想的測(cè)量結(jié)果。正確的選擇化工裝置流體介質(zhì)流量測(cè)量?jī)x表，需要對(duì)流量?jī)x表的特性和化工裝置生產(chǎn)過(guò)程都非常熟悉。