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流量计原理选型安装与维护

文章作者:南京赛亚特福精密仪器有限公司    发布时间:2021-01-11
流量计的原理选择、安装和维护涡轮流量计是目前应用*广泛的流量计品种之一。这种流量计的优点可以说非常多:
小号。
重量轻。
精度高(可作为测量标准的外观)
反应时间快(高达毫秒级)
宽范围比(一般为10:1)
压力损失更少。
合适的工作流体温度高。
脉冲信号输出不易受干扰。
可以远距离传输,方便各种参数的处理等等。
基于这些优点,涡轮流量计现在广泛应用于石油化工、冶金、燃气等行业。看到这么*的流量计,想了解更多吗?现在我将向您展示这个流量计的各个方面。
涡轮流量计的原理
下图是涡轮流量计的透视图。可以看出,流量计的管道中心放置了一个涡轮,涡轮的两端由轴承支撑。
涡轮流量计的结构透视图。
当流体通过管道时,它撞击涡轮叶片,导致涡轮克服摩擦和流体阻力并开始旋转。在一定的流量范围内,对于一定粘度的流体介质,涡轮的旋转角速度与流体流速成正比。涡轮的转速由传感器检测,信号由后续的信号调度电路放大、滤波、整形,产生与脉冲成正比的脉冲信号。处理器对脉冲信号进行处理后,得到瞬时流量值。
涡轮流量计是这样工作的:
注:涡轮流量计虽然和涡街流量计、进动涡街流量计有“涡街”二字,但原理大不相同!
涡街流量计操作示意图。
这是一个涡街流量计。
进动涡街流量计示意图。
涡轮流量计的结构
根据上述涡轮流量计原理,该流量计的结构可分为以下几个部分:
1.涡轮。
涡轮又称叶轮,多采用导磁不锈钢材料制成,包括直叶片、螺旋叶片等。嵌有许多导磁体的多孔屏蔽环可用于增加一定数量的涡轮叶片的旋转频率。涡轮由轴承支撑,与机壳同轴,叶片数量取决于口径。叶轮形状和尺寸对传感器性能有很大影响,应根据流体性质、流动规模和应用要求进行规划。叶轮的动平衡非常重要,直接影响外观功能和使用寿命。
2.轴和轴承。
用于支撑叶轮旋转,要求有刚度、强度和硬度、耐磨性、耐腐蚀性等。它决定了传感器的可靠性和使用寿命。传感器有效性一般由轴和轴承引起,因此选择和保护结构和数据非常重要。
3.整流器。
又称导向体,安装在流量计的进出口处,可以对流体进行导向和整流,支撑叶轮。一般由非磁性材料制成。
4.信号检测传感器。
传感器的主要作用是将滚动信号转换成电信号。国内常用的是变磁阻式,输出信号有效值在10mV以上,电压电平信号可以用放大器输出。
5.壳牌。
壳体具有承受被测流体压力、固定装置检测部件和连接管道的作用。外壳由非磁性材料制成。
6.可视化工具。
可视化仪是涡轮流量计接收输出信号的装置。流量计在运行过程中,瞬时流量、累计流量和外观系数可以在可视化仪中显示。
涡轮流量计的选择
在流量计的实际选择和应用中,有必要尽可能选择合适的流量计,以避免因资源浪费而造成的过高成本,并避免选择不合适的流量计对测量精度的影响。用户在选择流量计前,应首先估算管道输送的介质量和介质可能的温度和压力范围,估算输送介质的*高和*低工况流量,并正确选择合适标准的流量计。选择涡轮流量计的总体原则是尽可能使流量计在*大流量的20%~90%范围内运行,使流量计的*佳计量功能和测量精度也*高。
当涡轮流量计安装在工艺管道上时,应注意以下几点:
1.涡轮流量计应水平安装,流体的流向应与箭头方向一致。该装置的环境温度为20-120℃,相对湿度不应超过80%。
2.涡轮流量计连接的前后管内径应与流量计直径一致。流量计前的直管长度应大于管径的20倍,流量计后的直管长度应大于管径的15倍。
3.为了消除杂质,流量计前应安装过滤器。为了减少上游管道对环流的扰动,减少流量计前后直管的长度,需要安装整流器。测量易气化液体时,应安装气体消除器,以消除管道中的气体,提高测量精度,延长流量计的使用寿命。
4.工艺管道的中心与流量计的中心一致。管道与流量计连接处不得有伸入管道的突起物,以免改变管道截面,扩大流量计入口处的流场。
5.为了减少上游对流场的干扰,控制阀应放置在流量计的下游侧,以便于流量的平稳控制。独立设置的压力表可设置在流量计的入口或出口;流量计的下游应设置单独的温度计。
6.测量单向流体流量时,应在流量计的下游设置单向阀,以避免流体反冲影响流量计的特性。
7.在流量计安装过程中,应尽量减小应力,以避免设备应力引起的变形和热胀冷缩引起的变形。
8.在可能的情况下,应提供旁通管。这样启动时就能达到保护效果,维修时也不会影响流体的正常输送。
9.对于不带前置放大器的流量计,流量计与前置放大器之间的距离不应超过3~5m,并应使用屏蔽电缆将流量计的输出信号传输到前置放大器的输入端。对于带前置放大器的流量计,应选择四芯屏蔽电缆将其输出信号传输至流量指示器积分器。
10.应保证流量计良好的接地,以保证流量计的正常运行和安全运行。
11.流量计安装前,应清除并清理管道内的铁屑、焊渣和杂物。在开始外观之前,管道中的气体应该被清除。启动外观时,管道阀门不应开得太大、太快,通过流量计的流量过载会损坏外观。
12.智能流量指示器集成的外观应水平放置或水平安装在外观屏幕上,装置高度应以读数和操作方便为准,一般为1.5m左右。
1013-6。
影响涡轮流量计准确度的因素。
1.漩涡活动。
涡流活动会直接影响涡轮流量计叶片的应力,进而影响测量精度。涡轮流量计上游直管段越长,涡流活动对外部常数的影响越小。因此,在安装涡轮流量计时,增加上游直管段的长度有利于减弱涡流活动对涡轮流量计精度的影响。
2.脉动流。
脉动流是指测量区域内流体的速度是时间的函数。但在很长一段时间内有一个稳定的平均值。入口脉动流会导致涡轮流量计的测量结果出现正误差,即测量值大于真值;当入口脉动流的脉动频率小于涡轮流量计叶轮的角频率时,涡轮流量计的测量结果接近真实值,入口脉动流引起的测量误差很小。
3.粘度。
当被测流体的粘度与标定流体的粘度不同时,也会在涡轮流量计的应用中造成误差。经过讨论发现,虽然被测流体的粘度变化很小,但涡轮流量计的功能会发生很大变化。
虽然国内外学者进行了大量的讨论,但仍然没有具体完善的理论来描述被测流体粘度变化对涡轮流量计特性的影响规律。被测流体的粘度影响涡轮流量计特性的重要结论如下:(1)被测流体的粘度影响进入涡轮流量计叶轮前的速度剖面,进而影响涡轮流量计的特性;被测流体的粘度对涡轮流量计叶轮前流体的轴向速度分散有影响,进而影响涡轮流量计的特性:测量低粘度流体时,涡轮流量计上游流体速度剖面的变化首先影响外观恒冲;在测量高粘度流体时,被测流体的粘度和涡轮流量计叶轮的阻塞效应引起的叶轮前轴向流速的从头分散,对外部常数的影响大于涡轮流量计上游流体速度剖面的变化。
涡轮流量计内部结构图。
操作和保护。
1.当工艺管道需要清洗时,清洗液不能直接通过流量计。应打开旁通阀,让清洗液流经旁通管线,以完成工艺管道的清洗操作。
2.管道系统启动时,应首先打开旁路管道,以避免涡轮因流速突然增加而超速损坏流量计。
3.利用漩涡。



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