业务工作总结-化工生产中流量的测量方法和仪表选择的考虑因素.doc

化工生产中流量的测量方法和仪表选择的考虑因素（李群山 陕西陕化煤化工有限公司 邮编 714100）在多年的工作实践中，无论是新项目的建设，还是老装置的技术改造，常常会遇到流量仪表的选型问题。现将自已的工作经验与学习积累总结如下。在化工生产中，大量使用流量测量仪表对流量进行测量，而在实际生产中，我们也经常遇到因考虑不当和选型不当造成的测量不准确。因此要根据不同的工艺状况，正确和有效地选择流量测量的方法和仪表。一 流量测量方法和仪表初选符号说明：最适用通常适用不适用液体特性和工艺过程条件液体气体流体特性工艺过程条件清洁脏污含颗粒纤维浆腐蚀性浆腐蚀性粘性非牛顿流体液液混合液气混合高温低温小流量大流量脉动流一般小流量大流量腐蚀性高温蒸汽差压式孔板喷嘴文丘里管弯管楔形管均速管浮子式玻璃锥管金属锥管容积式椭圆齿轮腰轮刮板膜式涡轮式电磁式流体振荡式涡街旋进式超声式传播时间法多普勒法靶式热式科式力质量式插入式二 分析因素当有了一个初步选择的方案后，就要收集资料（包括仪表样本，技术数据，选用手册等），充分了解仪表规范性能，再从仪表规范，流体特性，安装场所，环境条件和经济费用五个方面的因素，进行分析，列表和比较。2.1仪表规范和性能要求方面的考虑2.1.1测量流量还是总量生产过程中，工艺控制调节中主要是测量流量，灌装容器以及商贸核算和储运交接等使用场所大部分是要计量总量的。这两种不同的要求，在选择测量方法上就有不同的侧重点。象容积式流量计，涡轮流量计等，测量原理上是以机械计数或脉冲频率输出，直接得到总量，因此有较高的精度，适用于计量总量，而电磁流量计，超声波流量计等仪表原理上是以测量流速推导出流量，响应快适于过程控制。2.1.2仪表精度的考虑仪表厂家在标注仪表的误差百分率时，常用%FS表示，即测量量程的百分率，也有用%R表示的，即测量值的百分率，当然是%R更为严谨。在用于商贸核算，储运交接和物料平衡时，要选择高精度的仪表，还要考虑精度的持久性，是否易于重新校验，以及是否有在线校验的可能。而对于没有总量计量的要求，只是应用于流量控制系统中，则流量检测仪表的精度要在整个系统控制精度的要求下来确定。比如未经实物标定的均速管，楔形管，弯管等差压装置的误差可达5%左右，选用高精度的差压计与之相配也就没有实际意义，反而会增加仪表投资的成本。2.1.3仪表的重复性重复性由仪表原理与制造质量决定，是一个非常重要的指标。在实际使用中，仪表的重复性常常被流体粘度，密度等参数变化所影响。因此受这些参数变化影响大的仪表，就不能被选择使用。例如浮子流量计受流体密度影响，小口径仪表还受粘度影响，有些未做修正处理的超声波流量计受流体温度的影响。有关资料显示，若仪表输出是非线性的时候，这种影响更为突出。2.1.4仪表的上限流量和流量范围选择流量仪表的口径应按被测管道使用流量范围和被选仪表的上限流量和下限流量来选配，而不能简单地按管道通径配用。通常管道流体最大流速是按经济流速来确定的。因为流速选择的低，管径粗，投资大，流速过高则输送功率大，增加了运行费用。例如水等低粘度的液体，经济流速为1.5-3m/s，高粘度液体在0.2-1m/s。大部分流量仪表上限流量的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，安装较方便。如不同也不会相差太多，可采用异径管连接。同一口径不同类型的仪表上限流量受各自工作原理和结构的约束，差别也是很大，以液体为例，上限流量的流速，玻璃管浮子流量计在0.5-1.5m/s,容积式流量计在2.5-3.5m/s,涡街流量计在5.5-7m/s，电磁流量计在1-7m/s(也有的仪表厂家介绍说达到0.5-10m/s)。要注意液体的上限流速不要因流速过高而产生气穴现象。2.1.5仪表的范围度仪表的范围度就是上限流量和下限流量的比值。值愈大，流量测量范围愈宽。线性仪表有较大的范围度，一般为10:1，非线性仪表通常为3:1。在实际选型工作中，常遇到有的厂家把最大上限流速提的很高，液体提高到7-10m/s，气体提高到50-70m/s，而实际上这么高的流速一般是用不上的，因为这么高的流速在生产中是很不经济的，所以范围度宽的关键是要有较低的下限流速，以适应测量的需要。因此下限流速低的宽范围度仪表才是实用的。2.1.6压力损失除电磁式，超声式等外，大部分流量传感器要在流通通道中设置一个静止的或活动的检测元件以改变流动的方向，从而产生个大小随流量而变的不能恢复的压力损失，因此选择了压损过大的仪表会影响流通效率。对于有些液体，过度的压力降还可能引发气穴现象和液相气化，降低测量精度甚至会损坏仪表。2.2液体特性方面的考虑2.2.1流体的温度和压力必须要确切知道压力和温度的最大和最小值。在测量气体时温度压力的变化造成过大的密度变化，要做温度和压力的修正。同时流量仪表外壳的结构强度和材质也取决于流体的温度和压力。测量气体时，还要确认所提出的体积流量是在工况状态下的还是在标准状态下的。2.2.2流体的密度一般来说，液体的密度相对是恒定的，除非温度变化很大而引起较大密度变化，一般不需要修正。2.2.3粘度各种液体之间粘度差别是很大的，并且随着温度的变化有着显著的变化。而气体之间的差别是比较小的，值也较低，也不会因温度和压力的变化而有显著的变化。粘度对各类流量仪表的影响程度不一。电磁式，超声式和科里奥利质量式的流量值在很宽的粘度范围内，可以认为不受液体粘度的影响，容积式略受影响，浮子式，涡轮式和涡街式当粘度超过一定值时就不能使用了。粘度是判别牛顿流体或非牛顿流体的一个参数，大多数流量测量方法和仪表，仅适用于牛顿流体。所有的气体都是牛顿流体，大多数液体以及含有少量球形微粒的液体也是牛顿流体。2.3安装方面的考虑安装方面的考虑因素有：仪表安装方向，流动方向，上下游管道状况，阀门位置，振动，电气干扰和维护空间等。2.3.1仪表的安装方向有些仪表水平安装和垂直安装在测时性能上是不一样的，如流体垂直向下流动会带给仪表转动元件额外力，会明显影响仪表的线性和重复性，还有些水平管道可能沉淀固体颗粒，因此测量浆液的仪表最好安装于垂直管道。2.3.2上游和下游直管段的考虑大部分流量仪表会受到进口流动状态的影响，最好有良好的流动（无旋涡，无流速分布畸变）。容积式和科里奥利质量式仪表基本上不受旋涡的影响，使用涡轮和涡街流量计要尽量降低旋涡，电磁式和差压式则应限制旋涡在较小范围内。2.3.3管径大小的考虑由于有些类型仪表的口径范围并不是很宽，因此在测量低速或高速的流量，可选择与管径尺寸不同的仪表口径，并以异径管连接，使仪表运行在规定的范围内。流量超过范围，流速过低仪表误差增加直到无法工作，流速过高误差也可能增加，同时还有可能造成测量元件损坏。2.4仪表运行环境方面的考虑2.4.1环境温度仪表的电子部件和某些仪表的流量检测部分会受到环境温度变化的影响。因此，有时候要考虑将转换显示部分和流量传感部分分离安装在不同的场所，以保证电子元件免受温度影响。如果环境温度变化会影响流动特性，管道还需要包绝热层。2.4.2环境温度高湿度会加速大气腐蚀和电解腐蚀并降低电气绝缘，而低湿度则容易感生静电。环境温度或介质温度急剧变化会引起湿度方面的问题，如表面结露。达些都应在做仪表选型时予以考虑。2.4.3安全性在有爆炸性危险的环境，要按照爆炸性混合物分级分组，防护电气设备类型以及其它安全标准选择仪表。有可燃性气体或可燃性尘粒时应采取特殊外壳的仪表，同时不能够使用高电平电源。如果有化学腐蚀性气氛，仪表外壳应该具有外部防腐和气密性。如现场经常有冲洗的需要，仪表还应该考虑外壳的防水。2.5经济方面的考虑仪表性能和功能