化工儀表在化工工藝生產過程中,起著對工藝參數進行檢測、顯示、記錄或控制的重要作用。工藝生產過程的檢測是瞭解和控制工業生產的基本手段,只有在任何時刻都能準確地瞭解工藝過程的全貌,並進行控制,才能保證生產過程順利,並以高的生產率、小的消耗生產出合格的產品。今天為大家介紹流量儀表的選型。
一般原則
1、刻度選擇
儀表刻度宜符合儀表刻度模數的要求,當刻度讀數不是整數時,為讀數換算方便,也可按整數選用。
(1)方根刻度範圍
- 最大流量不超過滿刻度的95%;
- 正常流量為滿刻度的70%~85%;
- 最小流量不小於滿刻度的30%。
(2)線性刻度範圍
- 最大流量不超過滿刻度的90%;
- 正常流量為滿刻度的50%~70%;
- 最小流量不小於滿刻度的10%。
2、儀表精確度
用作能源計量的流量計,應符合《企業能源計量器具配備和管理通則(試行)》的規定。
(1)用於燃料進出廠結算的計量,±0.1%;
(2)用於車間班組、工藝過程的技術經濟分析的計量,±0.5%~2%;
(3)用於工業及民用水的計量,±2.5%;
(4)用於包括過熱蒸汽和飽和蒸汽的蒸汽計量,±2.5%;
(5)用於天然氣、瓦斯及家用煤氣的計量,±2.0%;
(6)用於重點用能設備及工藝過程控制的油的計量,±1.5%;
(7)用於工藝過程控制的其它含能工質(如壓縮空氣、氧、氮、氫、水等)的計量,±2%。
3、流量單位
- 體積流量用m3/h、l/h;
- 質量流量用kg/h、t/h;
- 標準狀態下氣體體積流量用Nm3/h(0℃,0.1013MPa)。
一般流體、液體、蒸汽流量測量儀表的選型
1、差壓式流量計
(1)節流裝置
①標準節流裝置
一般流體的流量測量,應選用標準節流裝置(標準孔板、標準噴咀)。標準節流裝置的選用,必須符合GB2624-8l的規定或國際標準ISO 5167-1980。如有新的國家標準規定,應執行新規定。
②非標準節流裝置
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符合下列條件者,可選用文丘裡管:
- 要求低壓力損耗下的精確測量;
- 被測介質為乾淨的氣體、液體;
- 管道內徑在100~800mm範圍;
- 流體壓力在1.0MPa以內。
符合下列條件者,可選用雙重孔板:
- 被測介質為乾淨氣體、液體;
- 雷諾數大於(等於)3000、小於(等於))300000範圍內。
符合下列條件者,可選1/4圓噴嘴:
- 被測介質為乾淨氣體、液體;
- 雷諾數大於200、小於100000範圍內。
符合下列條件者,可選圓缺孔板:
- 被測介質在孔板前後可能產生沉澱物的髒汙介質(如高爐煤氣、泥漿等);
- 必須具有水平或傾斜的管道。
③取壓方式的選擇
應考慮整個工程儘量採用統一的取壓方式。
- 一般採用角接取壓或法蘭取壓方式。
- 根據使用條件和測量要求,可採用徑距取壓等其它取壓方式。
(2)差壓變送器差壓範圍的選擇
差壓範圍的選擇應根據計算確定,一般情況下根據流體工作壓力高低不同宜選:
- 低差壓:6kPa,10kPa;
- 中差壓:16kPa,25kPa;
- 高差壓:40kPa,60kPa。
(3)提高測量精確度的措施
- 溫度壓力波動較大的流體,應考慮溫度壓力補償措施;
- 當管道直管段長度不足或管道內產生旋轉流時,應考慮流體校正措施,增選相應管徑的整流器。
(4)特殊型差壓流量計
①蒸汽流量計
飽和蒸汽的流量,當要求的精確度不高於2.5級,併為就地或遠傳積算時,可採用蒸汽流量計。
②內藏孔板式流量計
無懸浮物的潔淨液體、蒸汽、氣體的微小流量測量,當量程比不大於3∶l,測量精度要求不高,管道通徑DN<50mm時,可選用內藏孔板流量計。測蒸汽時,蒸汽溫度不大於120℃。
2、面積式流量計
當要求精度不高於1.5級,量程比不大於10∶1時,可選用轉子流量計。
(1)玻璃轉子流量計
中小流量、微小流量,壓力小於1MPa,溫度低於100℃的潔淨透明、無毒、無燃燒和爆炸危險且對玻璃無腐蝕無粘附的流體流量的就地指示,可採用玻璃轉子流量計。
(2)金屬管轉子流量計
①普通型金屬管轉子流量計
對易汽化、易凝結、有毒、易燃、易爆不含磁性物質、纖維和磨損物質,以及對不鏽鋼(1Crl8Ni9Ti)無腐蝕性的流體中小流量測量,當需就地指示或遠傳信號時,可選用普通型金屬管轉子流量計。
②特殊型金屬管轉子流量計
- 帶夾套的金屬管轉子流量計
- 當被測介質易結晶或汽化或高粘度時,可選用帶夾套金屬管轉子流量計。在夾套中通以加熱或冷卻介質。
- 防腐型金屬管轉子流量計
- 對有腐蝕性介質流量測量,可採用防腐型金屬管轉子流量計。
(3)轉子流量計
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要求垂直安裝,傾斜度不大於5°。流體應自下而上,安裝位置應振動較小,易於觀察和維護,應設上、下游切斷閥和旁路閥。對髒汙介質,必須在流量計的進口處加裝過濾器。
3、速度式流量計
(1)靶式流量計
粘度較高,含少量固體顆粒的液體流量測量,當要求精確度不高於1.5級,量程比不大於3∶1時,可採用靶式流量計。
靶式流量計一般安裝在水平管道上。前直管段長度為15~40D,後直管段長度為5D。
(2)渦輪流量計
潔淨的氣體及運動粘度不大於5×10-6m2/s的潔淨液體的流量測量,當要求較精確計量,量程比不大於10∶1時,可採用渦輪流量計。
渦輪流量計應安裝在水平管道上,使液體充滿整個管道,並設上、下游截止閥和旁路閥,以及在上游設過濾器,下游設排放閥。
直管段長度:上游不少於20D,下游不少於5D。
(3)旋渦流量計(卡門渦街流量計或渦街流量計)
潔淨氣體、蒸汽和液體的大中流量測量,可選用旋渦流量計。低速流體及粘度大於20×10-3pa·s液體的測量,不宜選用旋渦流量計。選用時應對管道流速進行驗算。
該流量計具有壓力損失較小、安裝方便的特點。
對直管段要求:上游為15~40D(視配管情況而定);上游加整流器時,上游不小於10D;下游至少為5D。
(4)水錶
就地累積水的流量,當量程比要求小於30∶1時,可採用水錶。
水錶安裝於水平管道上,並要求直管段長度為:上游不少於8D,下游不少於5D。
腐蝕、導電或帶固體微粒流量測量儀表的選型
1、電磁流量計
用於電導率大於10μS/cm的液體或均勻的液固兩相介質流量測量。具有良好的耐腐蝕性和耐磨性,無壓力損失。可測量各種強酸、強鹼、鹽、氨水、泥漿、礦漿、紙漿等介質。
安裝方向可以垂直、水平,也可傾斜,垂直安裝時,液體必須自下而上。對液固兩相介質,最好是垂直安裝。
當安裝在水平管道上時,應使液體充滿管段,並應使變送器的電極處於同一水平面上;直管段長度,上游不少於5~10D,下游不小於3~5D或無要求(廠家不同,要求不同)。
變送器不應設置在磁場強度大於398A/m的場所。
2、非標準節流裝置
見前述
高粘度流體流量測量儀表的選型
1、容積式流量計
(1)橢圓齒輪流量計
- 潔淨的、粘度較高的液體,要求較準確的流量測量,當量程比小於10∶1時,可採用橢圓齒輪流量計。
- 橢圓齒輪流量計應安裝在水平管道上,並使指示刻度盤面處於垂直平面內;應設上、下游切斷閥和旁路閥。上游應設過濾器。
- 對微流量,可選用微型橢圓齒輪流量計。
- 當測量各種易氣化介質時,應增設消氣器。
(2)腰輪流量計
- 潔淨的氣體或液體,特別是有潤滑性的油品,精確度要求較高的流量測量,可選腰輪流量計。
- 流量計應水平安裝,設置旁通管路,進口端裝過濾器。
(3)刮板流量計
- 連續測量封閉管道中的液體流量,特別是各種油品的精確計量,可選用刮板流量計。
- 刮板流量計的安裝,應使流體充滿管道,並應水平安裝,使計數器的數字處於垂直的方向上。
- 當測量各種油品並要求精確計量時,應增設消氣器。
2
靶式流量計
粘度較高,含少量固體顆粒的液體流量測量,當要求精確度不高於1.5級,量程比不大於3∶1時,可採用靶式流量計。
靶式流量計一般安裝在水平管道上。前直管段長度為15~40D,後直管段長度為5D。
大管徑流量測量儀表的選型
當管徑大時,壓損對能耗有顯著影響。常規流量計價格貴,當壓損大時,可根據情況選用笛形均速管、插入式渦街、插入式渦輪、電磁流量計、文丘裡管、超聲波流量計。
1
笛形均速管流量計
潔淨氣體、蒸汽、粘度小於0.3Pa·s的潔淨液體的流量測量,當要求壓力損失較小時,可選用笛形均速管流量計。
笛形均速管安裝在水平管道上,直管段長度:上游不少於6~24D,下游不少於3~4D。
2
插入式渦輪流量計、插入式旋渦流量計、電磁流量計、文丘裡管
見前述。
新型流量測量儀表的選型
1、超聲波流量計
凡能導聲的流體均可選用超聲波流量計,除一般介質外,對強腐蝕性、非導電、易燃易爆、放射性等惡劣條件下工作的介質,當無法採用接觸式測量時,可採用超聲波流量計。
2、質量流量計
需直接精確測量液體、高密度氣體和漿體的質量流量時,可選用質量流量計。
質量流量計可以不受流體溫度、壓力、密度或粘度變化的影響而提供精確可靠的質量流量數據。
質量流量計可在任何方向安裝,不需直管段。
粉粒及塊狀固體流量測量儀表的選型
1、衝量式流量計
自由落下的粉粒及塊狀固體流量測量,當要求封閉傳送物料時,宜選用衝量式流量計;衝量流量計適用於任意粒度的各種散料,且在塵埃極多的情況下也能準確計量,但散料的料重不得大於預定衝料板重量的5%。
衝量式流量計的安裝,要求物料必須保證自由落下,不得有外加力作用於被測物體上。衝板安裝角度、進料口與衝板間角度及高度有一定要求,並與量程選擇有一定關係,選用前應進行計算。
2、電子皮帶稱
用於皮帶輸送的固體流量測量,安裝在符合標準性能的皮帶輸送機上。其稱框安裝要求嚴格,稱框在皮帶上的位置與落料口的距離對測量精度都有影響,應選擇好安裝位置。
3、軌道衡
鐵路貨車的連續自動稱量宜選擇動態軌道衡。
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