容积式流量计

1、容积式流量计,现场仪表部分,主要内容,容积式流量计的原理和分类 容积式流量计选型和使用 容积式流量计的优、缺点 椭圆齿轮流量计 1. 结构和工作原理 2.工作特性 3.常见故障和排除方法 罗茨流量计 1. 结构和工作原理 2. 工作特性 3. 维护保养 4. 故障分析与排除方法,金属刮板流量计 1.工作原理 2.适用场合 3.主要特点 4.安装使用 5.定期维护 双转子流量计 1.工作原理 2.优点和特点,容积式流量计的原理和分类,容积式流量计,又称定排量流量计,简称PD流量计,在流量仪表中是精度最高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分,根据测量室逐次重复地充满和

2、排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。 容积式流量测量是采用固定的小容积来反复计量通过流量计的流体体积所以，在容积式流量计内部必须具有构成一个标准体积的空间，通常称其为容积式流量计的 “计量空间”或“计量室”这个空间由仪表壳的内壁和流量计转动部件一起构成。,流体通过流量计，就会在流量计进出口之间产生一定的压力差流量计的转动部件(简称转子)在这个压力差作用下特产生旋转，并将流体由入口排向出口在这个过程中，流体一次次地充满流量计的“计量空间”，然后又不断地被送往出口在给定流量计条件下，该计量空间的体积是确定的，只要测得转子的转动次数就可以得到通过流量计的流体体积的累积值。,应用概况: 容积式

3、流量计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类使用量最大的流量计,常应用于昂贵介质(油品、天然气等)的总量测量。,容积式流量计的工作原理,容积式流量计选型和使用,容积式流量计在石油产品的计量方面有悠久史的使用历史，石油行业积累了丰富的经验。容积式流量计在石油计量中具有独特的优势，关键原因是流体本身的润滑作用，使这种仪表能长期、稳定运行。而且精确度高，范围度较大（一般可达101）。 石油计量用的容积式流量计常用的有椭圆齿轮式、腰轮式、刮板式和双转子流量计等多种，不同的种类其口径、范围和适用的流体黏度也不同。,2、流体黏度对测量误差有一定影响。与涡轮流量计等其他流量计相比，黏度影响较小，此外，还与许多

4、其他流量计随黏度增大而误差增大不同，黏度增大因间隙间泄露减小而性能改善。 3、不同型式的仪表适用黏度范围有较大差异。用于油品测量的容积流量计常用的有椭圆齿轮式、腰轮式、螺杆式、刮板式、旋转活塞式等。其中螺杆式对高黏度流体的适应性最佳。,容积式流量计选型和使用中应注意如下几点 1、精确度与流量范围度有关。同一台仪表如果额定精确度等级较高，只能在较低的范围度内得到，如果想得到较大的范围度则必须要降低精确度等级。例如，各类转子式液体仪表范围度为51时，基本误差为0.2R；范围度为101时，则降为0.5R。,容积式流量计选型和使用,5、压力损失及黏度对压力损失的影响。容积式流量计是由流体能量来推动测量

5、元件，因此带来相当高的压力损失。此压力损失 要比同样口径和流量的涡轮式或其他有阻碍流量计大。液体用仪表在最大流量时黏度为15mPas，液体的压力损失在20100kPa之间。若黏度增加，压力损失随着增加。,4、流体温度对测量误差的影响。容积式流量计的测量误差同仪表计量室容积和间隙大小密切相关。流体温度升高时，计量室容积增大转动部件每转一周，通过仪表的液体量相应增大。例如椭圆齿轮流量计计量室和齿轮均为铸钢时，测量值变化0.36/10；均为铸铁时，测量值变化0.33/10；计量室为铸铁，齿轮为铸铝时，则为0.14/10。,容积式流量计选型和使用,缺点: 1、结构复杂,体积庞大; 2、被测介质种类、口

6、径、介质工作状态局限性较大; 3、不适用于高、低温场合; 4、大部分仪表只适用于洁净单相流体; 5、产生噪声及振动。,优点: 1、计量精度高; 2、安装管道条件对计量精度没有影响; 3、可用于高粘度液体的测量; 4、范围度宽; 5、直读式仪表无需外部能源可直接获得累计,总量,清晰明 了,操作简便。,容积式流量计的优、缺点,椭圆齿轮流量计,1. 结构和工作原理 椭圆齿轮流量计属于容积式流量测量仪表。其主要部分是壳体和装在壳体内的一对相互啮合的椭圆齿轮，它们与盖板构成了一密闭的流体计 量空间， 流体的进出口分别位于两个椭圆齿 轮轴线构成平面的两侧壳体上， 如图所示： 椭圆齿轮流量计工作原理图,流体

7、进入流量计时，进出口压力差Dp=p1-p2的存在，使得椭圆齿轮受到力矩的作用而转动。在图a所示位置时，由于p1p2，在p1 和p2 所产生的合力矩作用下，使齿轮A与壳体所形成的计量空间内的流体排至出口，并带动轮B顺时针方向转动，这时A为主动轮、B为从动轮；在图b所示位置上，A与B二轮都产生转矩，两轮继续转动，并逐渐将流体封入B轮和壳体所形成的计量空间内；当继续转到图c所示位置时，p1 和p2作用A轮上的转矩 为零，而B轮入口压力大于出口压力，产生转矩，使B轮成为主动轮并继续作顺时针转动，同时把B轮与壳体所形成的计量空间内的流体排至出口。,椭圆齿轮流量计,如此往复循环，A、B两轮交替带动，以椭圆

8、齿轮与壳体间固定的月牙型计量空间为计量单位，不断地把入口处的流体送到出口。图中所示仅为椭圆齿轮转动1/4周的情况，相应排出的流体量为一个月牙型空腔容积。所以，椭圆齿轮每转一周所排流体的容积为固定的月牙型 计量空间容积V0的4倍。若椭圆齿轮 的转数为n，则通过椭圆齿 轮流量计的流量为: 由此可知，已知排量q值的椭圆齿轮流量计，只要测量出转数n，便可确定通过流量计的流量大小。,椭圆齿轮流量计,2.工作特性 椭圆齿轮流量计是借助于固定的容积来计量流量的，与流体的流动状态及粘度无关。但是，粘度变化会引起泄漏量的变化，泄漏过大将影响 测量精度。椭圆齿轮流量计只要保证加工精度，和各运动部件的配合紧密，保证

9、使用中不腐蚀和磨损，便可得到很高的测量精度，一般情况下为 0.51%，较好时可达0.2%。 值得注意的是，当通过流量计的流量为恒定时，椭圆齿轮在一周的转速是变化的，但每周的平均角速度是不变的。在椭圆齿轮的短轴与长轴 之比为0.5的情况下，转动角速度的脉动率接近0.65。由于角速度的脉动，测量瞬时转速并不能表示瞬时流量，而只能测量整数圈的平均转速来 确定平均流量。,椭圆齿轮流量计,椭圆齿轮流量计的外伸轴一般带有机械计数器，由它的读数便可确定流量计的总流量。这种流量计同秒表配合，可测出平均流量。但由于用 秒表测量的人为误差大，因此测量精度较低。现在大多数椭圆齿轮流量计的外伸轴都带有测速发电机或光电

10、测速盘。再同二次仪表相连，可准确 地显示出平均流量和累积流量。,椭圆齿轮流量计,椭圆齿轮流量计常见故障和排除方法,故障现象： 一、椭圆齿轮不转 原因：1、安装时有杂质落入表内，卡住椭圆齿轮。 2、被测液体有杂质，过滤器堵塞。 3、被测液体压力过低。 处理措施：1、拆洗，清洗后重新安装并按椭圆齿轮上所标记号 安放。新表常易发生，按所标记号安放椭圆齿轮。 2、洗涤过滤器，清除杂质。 3、增加压力。 二、椭圆齿轮转动时有不正常噪音 原因：流量过大，超过了规定值。 处理措施：调整流量至规定值。,三、无脉冲输出 原因： 1、4芯电源插头座接触不良或线断。 2、永久磁铁吸有导磁材料碎屑。 3、霍尔器件损坏

11、 处理措施：1、检查插头座是否插好。 2、去除永久磁铁上导磁材料碎屑 3、调换霍尔器件 四、无电源 原因：1、霍尔器件引线之间或线与外壳有短路现象。 2、霍尔器件损坏。 处理措施：1、排除引出线之间或线与外壳之间的短路 2、调换霍尔器件,椭圆齿轮流量计常见故障和排除方法,五、误差过大 （1）负差 原因：1、流量过小，低于规定值 2、旁路泄漏 3、使用年限过久，椭圆齿轮等磨损 处理措施：1、换较小口径流量表 2、检查旁路，防止泄漏 3、更换齿轮 （2）正差 原因：1、液体内含有气体。 2、液体拈度与校验拈度相差过多。 处理措施：1、表前增装气体分离器，及防止法兰渗漏 2、更换齿轮,椭圆齿轮流量计

12、常见故障和排除方法,罗茨流量计,1. 结构和工作原理 腰轮转子流量计对流体的计量过程，同椭圆齿轮流量计相类似，是通过腰轮（转子）与壳体之间所形成的固定计量空间来实现的。每当腰轮转过一圈，便排出四个 固定计量体积的流体，只要记下腰轮的转动 转数，就可得到被测流体的体积流量。腰轮 的转动也是靠流体的入口和出口的 压差 Dp=p1-p2来实现的。其工作过程如图1所示。,位置1：当下转子以反时针方向转到水平位置时，流体进入计量室和转子的空间 位置2：下转子在水平位置，底部室内存有一个固定体积的流体 位置3：当上下转子继续旋转时，底部计量室内流体被排出 位置4：与上述过程同时，上转子以顺时针旋转至水平位

13、置，仪表上部计量室存有与底部相同体积的流体。每对转子旋转一周，排出等体积流体4次。,罗茨流量计,所以，当被测气体进入流量计入口端，推动转子旋转，每转动一周就有一定体积流量从出口排出，这就是旋转派量工作原理。转子转动经磁性联轴系统传递给机械计数器，从而累积流经计量室的体积量，达到计量的目的。 如此往复循环，A、B两轮交替带动，其流量的计算公式与式椭圆齿轮流量计相同。,罗茨流量计,2. 工作特性 腰轮转子流量计中，两个腰轮转子的加工精度和表面粗糙度要求较高，安装时必须要保证两腰轮轴线的平行度要求。普通腰轮流量计，随着流量的增大，转子角速度的波动现象较严重，脉冲率约为0.22左右。对大流量的计量，往

14、往都采用450角组 合腰轮，可大大减小转子角速度的波动，脉冲率可减小到0.027左右。此种流量计具有结构简单，使用寿命长，适用性强等特点，对于不同粘度 的流体，均能够保证精确的计量，一般精度可达0.2%。,流体罗茨流量计的维护保养,、对表头齿轮传动部分应每年进行清洗、检查、润滑，并对表头进行调校。 、对温度补偿器准确度修正器应1年检查1次，并对齿轮传动部分进行清洗润滑。 、在流量计规定范围内使用，不得超限；超载20%不得过30分钟，否则会降低计量准确度。 、勿使流体倒流，现场显示器的指针或计数器的字轮反转说明倒流，应详细检查以免事故发生。 、过滤网应用40或60目/英寸的不锈钢丝网。 、应检查

15、磁性密封联轴器或机械密封联轴器传动和磁性情况，查磁场强度是否够，不够应及时更新磁钢。 10、启用前应首先缓慢开启旁通阀然后打开流量计入口阀，再打开出口阀，打开出口阀同时一定要密切注视流量计指针的移动速度，正常工作后，再关闭旁通阀，如出现异常，应立即打开旁通阀，同时关闭出入口阀，进行检查处理。,流体罗茨流量计的维护保养,11、新安管路或检修后，投用一天后，必须打开过滤器清除杂质。正常使用时，轻质油半年、重油个月，必须清洗过滤器次，严禁使用蒸汽吹扫流量计。 12、更换石墨轴承时，对DN50的流量计，间隙最大不超过0.1mm；对DN150的流量计，间隙最大不超过0.2mm；对上、下盖与转子的间隙和转

16、子与计量箱内腔的间隙最大值应不超过0.15mm。 13、维护保养拆卸时，对重要部件应做好标记以免装错。 14、装配时应使转子转动灵活，间隙均匀，啮合正确，转子之间转度内腔，转子与上下盖不要有磨擦碰撞现象。,流体罗茨流量计的维护保养,罗茨流量计的故障分析与排除方法,故障现象： 一）表芯内各齿轮不转或转动不灵活 原因：1、表芯各传动齿轮，蜗轮、蜗杆磨损 2、传动轴轴承磨损，孔径变大或变形 二）计数器不工作 原因：1、各计数轮内齿磨损或脱落 2、计数器轴支架损坏 处理措施：更换表芯,一、表芯计数部分,二、密封连接部分,三、计量室部分,故障现象：供气正常，转子正常工作，表芯齿轮不转，计数 器不工作 原

17、因：1、磁钢套与转子轴脱落或者磁钢套与转子轴之间的固 定螺钉松动 2、磁钢从磁钢套上脱落 处理措施：1、重新固定磁钢套 2、重新固定磁钢,故障现象： 一）燃气不通过仪表，表头不计数 原因：1、过滤器、过滤网罩堵塞 2、计量室进入异物（如焊渣、沙砾、锈蚀物等）出 现卡表,罗茨流量计的故障分析与排除方法,3、安装不当 处理措施：1、清晰或更换滤芯和网罩 2、打开流量取出异物，修复转子表面 3、调整安装管道 二）流量计工作时噪音过大 原因：1、润滑不好 2、轴承出现磨损或轴承刚球碎裂造成转子与计量室和 墙板之间出现摩擦 处理措施： 1、更换补充润滑油 2、更换轴承 三）密封部分出现渗漏现象 原因：“

18、O”型圈老化失效 处理措施：更换“O”型圈,罗茨流量计的故障分析与排除方法,四、智能表部分,故障现象： 一）液晶屏显示模糊或无显示 原因：电池电量不足 处理措施：更换电池 二）液晶屏显示不全 原因：显示板损坏 处理措施：更换液晶屏 三）无流量显示，即流量显示为0 原因： 1、信号盘脱落或者信号盘上磁钢脱落 2、脉冲传感器线缆受到损坏 处理措施： 1、重新固定信号盘或磁钢 2、更换脉冲传感器,罗茨流量计的故障分析与排除方法,四）无温度显示 原因：温度传感器线缆受到损坏或温度传感器损坏 处理措施：更换温度传感器 五）无压力显示，即压力显示为0 原因：压力传感器线缆接触不良或压力传感器线缆损坏 处理

19、措施：重新接线或更换压力传感器 六）压力显示为最大值 原因：压力超量程 处理措施：更换压力传感器,罗茨流量计的故障分析与排除方法,金属刮板流量计,工作原理 在流量计测量室内有两对或三对可旋转的刮板，在转子圆筒的槽内刮板沿径向滑动，在有压流体的作用下，推动刮板与转子旋转。刮板把流体连续不断地分割成单个的体积，然后利用驱动齿轮和计数指示机构计量出流体总量。见图 1，其动作过程如下：,当刮板处于图1.1所示位置时，刮板A和 D全部伸出转子与计量腔内壁接触、刮板B和C全部收缩到转子里。当被测液体进入流量计后推动刮板和转子沿顺时针方向旋转。转子和刮板转八分之一圈，即刮板处于图 1.2 的位置时，刮板A仍

20、全部伸出，刮板D开始收缩，刮板C仍处于全部收缩状态，刮板B开始伸出。转子和刮板旋转四分之一圈，即刮板处于图 1.3 的位置时，刮板A和B全部伸出，此时被测液体充满由刮板 A、B、转子、壳体内腔以及上下盖板组成的空间，当刮板转动到图 1.4所示的位置时，刮板A、B之间的液体由于 A 的逐渐缩回开始排出，与此同时，刮板C开始伸出，在刮板B和C之间又开始形成精确计量的液体体积。四个刮板每旋转1圈是4个体积的流量。（流量计若为三对刮板，则排出 6 个体积的流量）从而达到对被测介质进行计量的目的。,金属刮板流量计,适用场合,刮板流量计适用较高粘度的流体，流体粘度变化对示值影响较小。对于连续或间断精确测量

21、管道中流过得液体流量，它采用双壳体结构，转子等速度旋转，运转平稳不产生漏流、无脉冲、振动噪音低、计量精度高、机器摩擦小、使用寿命长，广泛应用于石油化工轻工、环保、交通等部门，适用于原油、渣油及各种成品油的中转和贸易结算的计量。流量计可以现场显示累积流量，并有远传输出接口，与相应的光电式电脉冲转换器和流量积算仪配套使用，可进行远程测量、显示和控制。,主要特点 可选用机械计数表头实现就地指示，并可配备脉冲发讯器或智能表实现远传； 精度高，最高精度等级为 0.2； 刮板不易磨损，能承受高压力，防止渗漏； 压力损失小，精度衰减率低，最大不超过去0.03MPa; 单壳体结构简单，重量轻；双壳体结构不受管

22、热涨及压力的影响，变形量小； 安装方便，不需要直管段、整流器等附属设备，不受弯头、阀门等管件的影响； 运行平稳、无振动、噪声； 比速度式流量计压降大，但优于其它容积式流量计。,适用场合,安装使用,刮板流量计采用如图所示的安装示意图安装:,1消气器 2、6压力计 3过滤器 4、8、9、10、12、14阀门 5温度计 7刮板流量计 11、13检漏阀,1刮板流量计的连接管道应与流量计的进出口同口径同轴线，不得有凸出管壁的凸出物，邻近流量计的接管不得有明显的变形，并使由于管线的膨胀和收缩对流量计的影响减至最小； 2在新制管道上安装流量计，为了避免管道中的杂物随流体进入流量计造成损坏，可暂用短管替代流量

23、计，经对管道进行清洗或吹洗干净后，再换上流量计，严禁扫线气流通过表体。 3在安装前应去除流量计接口法兰上的封盖，如流体内的杂质和气体含量较高，建议在流量计前加装过滤器、消气器或消气过滤器；过滤器网目应按如下范围选用；DN2550 使用 20 目；DN80150 使用 15 目； DN200300 使用 10 目； 4流量计应安装于主管道，并水平安装，其倾斜度一般不超过 15，以确保流量计刮板间隙均衡，计量准确；,安装使用,5安装时，流量计上的箭头方向应与流体的流动方向一致，流量计与两侧的直管应为同轴线。 6管道中安装的流量调节阀和开关阀工作可靠。为便于观察和检查，旁路管道的切断可采用关闭装置，它由两个开关阀串联，在两个阀间的连接短管上，设一小口径检漏阀，可方便地检查阀的切断性能； 7严格按照流量计铭牌上标志范围使用：最大流量、工作压力、工作温度、流体粘度均不应能超过铭牌上的规定范围； 8流量计在投入使用时，应缓慢开启阀门，逐渐增大流量到所需要的流量，但不能