自動化儀錶選型設計規定——流量儀錶-知識星球

3流量儀錶

3.1總則
3.1.1本規定適用於化工裝置流量儀錶的選型,包括目前定型並經實踐使用證明可靠的流量儀錶,主要有:
節流裝置及差壓計;
速度式流量計;
容積式流量計;
可變面積式流量計(轉子流量計);
質量流量計;
楔形流量計;
明渠流量計等.
3.1.2刻度選擇
儀錶刻度宜符合儀錶模數的要求,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%.
3.1.3儀錶精確度
用作能源計量的流量計,應符合國家經委關於印發”企業能源計量器具配備和管理通則〔試行)”的通知.經計[1983]244號文規定參見表3.1.3。

表3.1.3對能源計量器具準確度的要求

3.1.4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m3/h(P=0.1013MPa,T=0℃).
3.1.5在執行本規定時,尚應符合國家現行有關標準的規定.
3.2一般流體、液體、蒸汽流量測量儀錶的選型
3.2.1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.標準節流裝置的選用,必須符合GB/T 2624-93規定或ISO5167-1(1991).在執行本規定時,尚應符合國家現行有關標準的要求.
(2)非標準節流裝置
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;
—被測介質為乾凈的氣體、液體;
—管道內徑在100-1200mm範圍;
—流體壓力在1.6MPa以內.
符合下列條件者,可選用雙重孔板:
—被測介質為乾凈氣體、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:
—被測介質為乾凈氣體、液體;
—雷諾數大於200小於100000範圍內.
(3)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臟汙介質(如高爐煤氣、泥漿等);
—必須具有水平或傾斜的管道.
(4)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、lOkPa;
中差壓:16kPa、25kPa;
高差壓:30kPa、6OkPa.
3提高測量精確度的措施
(1)溫度壓力波動較大的流體,應考慮溫度壓力補償措施;
(2)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)一體化節流式流量計
蒸汽、氣體、液體,壓力在20MPa(與口徑有關,口徑越大耐壓越低),溫度在700℃以下,量程比達到10:1,精確度要求±1.00%,口徑在15-1500mm,可以選用一體化節流式流量計.
(2)內藏孔板流量計
無懸浮物的潔凈液體、蒸汽、氣體的微小流量測量,當量程比不大於3：1,測量精確度要求不高,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℃.
(3)楔形流量計
含懸浮物的高粘度液體、蒸汽、氣體的流量測量,雷諾數大於500可選用楔形流量計.

3.2.2可變面積式流量計(轉子流量計)
當要求精確度不優於±1.50%,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℃的潔凈透明、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,以及對不鏽鋼無腐蝕性的流體中小流量測量,當需就地指示或遠傳訊號時,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
對於有腐蝕性介質流量測量,可採用防腐型金屬管轉子流量計.
轉子流量計要求垂直安裝,傾斜度不大於5°.流體大都是自下而上,特殊的金屬管轉子流量計可以水平管道連線,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.對臟汙介質,必須在流量計的進口處加裝過濾器.
3.2.3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.當要求精確度不優於± 1.00%,量程比不大於10:1時,可採用靶式流量計.
靶式流量計一般安裝在水平管道上,前後直管段長度為1OD/5D。
2渦輪流量計
潔凈的氣體及運動粘度不大(粘度越大,量程比越小)的潔凈液體的流量測量,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)
潔凈氣體、蒸汽和液體的大中流量測量,可選用旋渦流量計.低速流體及粘度大的液體,不宜選用旋渦流量計測量.粘度太高會降低流量計對小流量測量的能力,具體表現在保證精確度的雷諾數上,不同製造廠的產品,不同管徑的旋渦流量計對保證測量精確度的液體和氣體最小和最大雷諾數及管道流速有不同要求.選用時應對雷諾數和管道流速進行驗算.管子振動或泵出口也不宜選用.
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15-50D(視配管情況而定);上游加整流器時,上游不小於1OD,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.
需要集中檢測時,可以採用輸出訊號的水錶.
3.2.4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也可選用.
3.2.5科氏力質量流量計
需直接精確測量液體、高密度氣體和漿體的質量流量時,可選用科氏力質量流量計.

科氏力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資料.
質量流量計可在任何方向安裝,但是液體介質還是需要充滿儀錶測量管,不需直管段.

3.2.6熱導式質量流量計
需要測量氣體流速在0.025-304m/s,管徑在25-5000mm,液體流速在0.0025-0. 76m/s,管徑在1.6-200mm的質量流量可採用熱導式質量流量計.精確度達到±1.00%讀數,量程比最大達到1:1000,介質壓力最大可以達到35MPa,溫度最高達到815℃(氣體).能解決夾帶焦油、灰塵、水等臟汙物的管道煤氣流量測量問題.
3.2.7旋進旋渦流量計
需要前後直管段很短(3D、1D)而現場又有振動時,流量範圍在液體0.2-500m3/h(口徑為DN15-200);氣體1-3600m3/h的流量測量可選用旋進旋渦流量計,它的精確度在±0.50%-±1.50%.
3.3腐蝕、導電或帶固體微粒流量測量儀錶的選型
3.3.1電磁流量計
用於導電的液體或均勻的液固兩相介質流量測量.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.為保證測量精度,流速在0.3-l0m/s。
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5D;下游不小於3D或按廠家要求.
3.3.2非標準節流裝置
圓缺孔板的選用見3.2.1條1款.
3.4高粘度流體流量測量儀錶的選型
3.4.1容積式流量計
1橢圓齒輪流量計
潔凈的、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
潔凈的氣體或液體,特別是有潤滑性的油品精確度要求較高的流量測量,可選用腰輪流量計.
流量計應水平安裝,設定旁通管路,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平面內.
當測量各種油品要求精確計量時,應增設消氣器.
3.4.2靶式流量計
靶式流量計的選用見3.2.3條1款.
3.4.3楔形流量計
楔形流量計的選用見3.2.1條4款.
3.5大管徑流量測量儀錶的選型
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、插人式旋渦、插人式渦輪、電磁流量計、文丘裡管、超聲波流量計.
3.5.1笛形均速管流量計
潔凈氣體、蒸汽、粘度不大的潔凈液體的流量測量,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。
3.5.2插人式渦輪流量計見3.2.3條2款.
3.5.3插人式旋渦流量計見3.2.3條3款.
3.5.4電磁流量計見3.3.1。
3.5.5文丘裡管見3.2.1條1款.
3.5.6超聲波流量計見3.2.4。
3.5.7熱導式質量流量計見3.2.6.
3.6流量開關
需要測量管道中是否有流量時宜選用流量開關.
3.7粉粒及塊狀固體流量測量儀錶的選型
3.7.1沖量式流量計
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,宜選用沖量式流量計;沖量流量計適用於任意粒度的各種散料,但散料的粒重不得大於預定沖料板重量的5%,在塵埃極多的情況下也能準確計量.
沖量式流量計的安裝,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.沖板安裝角度,進料口與沖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.
3.7.2皮帶稱
皮帶輸送的固體流量測量宜選用皮帶電子稱或皮帶核子稱.
皮帶電子稱一般選用全密封型電阻應變式稱重感測器.微粉粒乾燥物料宜選用密封型結構.
皮帶核子稱要註意核衛生.
皮帶核子稱安裝在符合標準效能的皮帶輸送機上.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確度都有影響,應選擇好安裝位置.
3.7.3軌道衡
動態軌道衡應按GB/T 11885-89的規定用於鐵路貨車的連續自動稱量.
3.8不滿管液體流量的測量
3.8.1需要測量明渠液體流量時宜選用明渠流量計.
3.8.2需要測量管道中不滿管液體流量時宜選用不滿管電磁流量計.
3.9流量測量儀錶選型
流量測量儀錶選型見表3.9所示.