化工裝置（zhì）幾（jǐ）種常用（yòng）流量計的原理及選型與使（shǐ）用

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引言
流量儀表是過程自（zì）動化儀表與裝置中的大類儀表之一，它被廣泛應用與冶金、電力、化工、石油、交通、環境保護及日常生活等國民經濟各個領（lǐng）域。在過程（chéng）自動化儀表與（yǔ）裝置（zhì）中，流量儀表有兩（liǎng）大功用；作為過（guò）程自動化控製係統的檢測儀（yí）表和測量物料數量的總量表。
流量的正（zhèng）確計量室生產和能源考核（hé）的必備手段，在提高生產效（xiào）率，保障生產安全和杜絕能（néng）源浪費等方麵發揮（huī）著無可（kě）替代的作用。但流量是一（yī）個動態量，它是一個隻有當流體發（fā）生運動時才實際存在的物理量，因（yīn）此它不僅是基本量的靜態組合（hé），又（yòu）由於其動態性質，流量量值受到許多複雜因素的影響，例如流體內微觀分子（zǐ）之間的相互作用（yòng），宏觀的湍流、漩（xuán）渦（wō）運動等，在具體的管道中還受到邊界條件（管壁）的製約。麵對各種的流量儀表，如（rú）何根據流量、流態、安裝要求與環境（jìng）條件、經濟性等因素合理選型，是應用好流量儀表的前提和基礎。本文介（jiè）紹了化工裝置幾種常用流量（liàng）計的原理（lǐ）及選型與使用經驗。
1、汙水流量計
汙水流量計是基於法拉*電磁感（gǎn）應原理研製出的一種（zhǒng）測量導電液體體（tǐ）積的流量的（de）儀表，根據法拉（lā）*電磁感應定律，導電體在磁場中作切割磁力線運動時，導體中產生感應電壓，該電動勢（shì）的大小與導體（tǐ）在磁（cí）場中作垂直於磁場運動的速度成正比，由此再根（gēn）據管徑，介質的不同，轉（zhuǎn）換成流量。

汙水流（liú）量計無節流部件，因此壓力損失小（xiǎo），該儀（yí）表測量流體流量是（shì），不受流體溫度、壓力、密度、粘度及流體組份（fèn）的（de）影響，適合於對（duì）有懸浮固體（tǐ）粒子的汙水、煤漿的流（liú）量、特別適合（hé）對腐蝕（shí）性介質的（de）測量。
選型與使用時應注意（yì）：汙（wū）水流量計所測液體（tǐ）應具有測量所需的電導率，並要求電導率分布大體上均勻，不能用於測（cè）量電導率（lǜ）很低的液體，如石油製品和有機（jī）溶劑等。汙水流量計的測量精度是建立在液體充滿管道的情形（xíng）下，目前在管道中有空氣的情況下（xià）測（cè）量問題尚未得到很好的解決，因此汙水流量計不能測量氣體、蒸汽和含有（yǒu）較多較大氣泡的液體。同時應（yīng）注（zhù）意不同溫（wēn）度及腐蝕性介質應選（xuǎn）用（yòng）不同內襯材料和電*材料。汙水流量計雖（suī）可以在任意管道（dào）上安裝，但汙水流量計測量（liàng）電*的軸線必須保持（chí）水平方向，且與管道中心（xīn）線互相垂直。為避免在管道內無液體時出現指針不（bú）在零位的錯覺，汙水流量計的變送器應安裝（zhuāng）與任何時候均充滿液體的地方，同時，該流量計（jì）的（de）型號較為微弱，因而在使用時應（yīng）注意外來幹擾對其測量精度的影響，變送器應安（ān）裝在原理（lǐ）一（yī）切磁源的地方，不允許有振動。
2、渦輪流量計
渦輪流（liú）量計是之中速（sù）度是流量儀表，由於具有測量精度高，反應速度快，測量範圍廣，價格低（dī）廉，安裝方便等優點，被廣（guǎng）泛用於化工生產（chǎn）中。
渦輪流量計由渦輪（lún）、軸承、前（qián）置放大器、顯示儀表組成。渦輪（lún）變送器的工作原理是當流體沿著管（guǎn）道的軸線方向（xiàng）流動，並衝擊渦（wō）輪葉片是，便有與流量qv、流速V和流體密度ρ乘積成（chéng）比例的力作用在葉片（piàn）上，推動渦輪旋（xuán）轉。在（zài）渦輪旋轉的同事，葉片（piàn）周期性地切割電磁鐵產（chǎn）生的磁力線，改變線圈的磁通量。根據電磁感應原理，在線圈內將感應出脈動的（de）電勢信（xìn）號（此脈動信號的頻率與被測（cè）流體的流量（liàng）成正（zhèng）比）。渦輪變（biàn）送器輸出的脈衝信號，經前置與放大器放大後，送入顯示儀表，就實現了流量的測量。

在化工裝置選型與使用時應注意：流量計本體*好選用316不鏽鋼材料以防（fáng）腐；應注意確保（bǎo）被測介質對渦輪不能有腐蝕，特別是軸承出，否則應（yīng）采取措施，在一（yī）般化工場所應優先考（kǎo）慮軸承（chéng）使用聚四氟乙烯、碳石墨（mò）材料；安裝渦輪流量計前，管道要清掃，被測介質不潔（jié）淨時，要加（jiā）過濾（lǜ）器（qì），否則渦輪、軸承易被卡住，測（cè）不出流量來。變送器應水平安（ān）裝，避免（miǎn）垂直安裝，並保證其前後有適應的直（zhí）管段，一般前10D，後（hòu）5D。選用渦輪流（liú）量計主要是看中（zhōng）其高精度，但因注意（yì）了（le）流量計精度越（yuè）高，對現場使用條件的變（biàn）化就越敏感，因此，安裝渦輪（lún）流量計是前後管道法（fǎ）蘭（lán）要求水平（píng），否（fǒu）則管道應力對流量計影響很大。傳感（gǎn）器安裝（zhuāng）在武強磁幹（gàn）擾與熱輻射影響的場所（suǒ），應便於維修並避免管道震動。

3、差壓式流量計

差壓式流量計是根據（jù）安（ān）裝與管道中流量檢測件產生的差壓、已知的（de）流體條件和檢測件與管道的（de）幾何尺寸來測量流量的（de）儀表，是早期大量使（shǐ）用的（de）一種測量流量的計量儀表。

差壓式流（liú）量（liàng）計是由三部（bù）分組成：

（1）將被測液體的流（liú）量轉換成差壓信號的節流裝置；

（2）傳輸差壓信號的信號管（guǎn）道（dào）；

（3）測量差壓值的（de）差壓儀（yí）或差壓變送器及顯示（shì）儀表。通常以檢測件的形式對差壓式流量計分類，如孔板（bǎn）流量計、文丘裏管流（liú）量計及勻速管流量（liàng）計等。

在化（huà）工裝置選型與使用差壓式流量計（jì）時應注（zhù）意：差壓式流量計的安裝應包括節流裝（zhuāng）置、差壓引壓管、差壓計三部分。在測量液體流量時，為（wéi）防止液體中有（yǒu）氣體進入並存在導壓管內及防止液體中有沉澱物析出，差壓計應安裝在（zài）節流裝置的下方，測量氣體流量時為防（fáng）止液體汙物或灰塵進入導壓管，則差壓計應安裝在節（jiē）流裝置上方，測量水蒸氣是，要保持兩根引壓管內的冷凝液柱高度相等，防止高溫蒸汽與差（chà）壓（yā）計（jì）直接接觸。壓（yā）差（chà）引壓導管（guǎn）的材質應按被測介質的性質和參數確定（dìng），其內（nèi）徑不小於6mm，長度*好在16mm以內。壓差引壓導管應垂直或傾斜敷設，傾斜度不（bú）小於1：12，粘度高的流（liú）體，其傾（qīng）斜度應更大。當壓差引壓導管長度超過30m時，導壓管應分段傾（qīng）斜，並在*高點與*低點（diǎn）裝設（shè）集氣器（或排氣閥）和沉澱器（或排汙閥）。嚴寒（hán）地區差壓引壓導管應加（jiā）防凍保（bǎo）護，同時要防止過熱，否側差壓引壓導管中流體汽化會產生假差壓。

4、轉子流（liú）量計

轉子流量計為地中等精確度儀表，屬（shǔ）於變麵積式流量計的換一種（zhǒng）。轉子流量計（jì）是以（yǐ）浮子在垂直椎（zhuī）管中隨著流量變化（huà）而升降，改變他們之間的流通麵積來進行測量（liàng）的體積流量儀表。一般分為玻璃轉子流量計和金屬轉（zhuǎn）子流量計，作為直觀流動指示或測量精確度要求（qiú）不高的現（xiàn）場指（zhǐ）示儀表，轉（zhuǎn）子（zǐ）流量計被（bèi）廣泛地（dì）用在（zài）化工行業。

轉子（zǐ）流量計適合對中、小口徑中流體和雷諾數較低的流體的流量測（cè）量。轉子流量計（jì）壓力損失較低，有較寬的流量範圍度，一般10：1，*低為5：1，*高為25：1。

選型與使用時應注意：轉子流量計主要測量對象是單相（xiàng）流體或氣體，液體（tǐ）中含有微粒固體或氣體中含有液滴通常不使用。玻璃轉子流量計（jì）應選帶有透明防護罩，一旦玻璃椎管破裂，可（kě）擋（dǎng）住流體（tǐ）正向散濺，以做經濟處理。用（yòng）於氣體時應選用導杆或帶楞筋導向的儀表，以（yǐ）避免操作不慎浮子擊（jī）碎錐管。

轉子流量計必須垂直安（ān）裝在無振動管道上，流體自（zì）下而上流過儀表，其中心線與鉛垂線間夾角（jiǎo）一般不超過5°。儀表安裝時無嚴（yán）格上遊直管段長度（dù）要求，如被測介質含顆粒（lì）狀雜質，應在儀表上遊（yóu）裝（zhuāng）過濾器。為保證在長期使用過程中測量精度，要注意保持浮子和錐管（guǎn）的清潔，特別是小口徑儀表，必（bì）要時（shí）可設置衝（chōng）洗配管，特別是（shì）小口徑儀表。必要時可設置衝洗配管，定（dìng）時衝洗。

5、熱式質量流（liú）量計

熱式質量流量計是利用（yòng）傳熱原理，即流動（dòng）中的流體與熱源（流體中加熱的物體或測量管外加（jiā）熱體）之間熱量交換關係來測量流量的儀表。熱式質量流量計目前主要用於測（cè）量氣體。

熱（rè）式（shì）流量儀表主要（yào）有兩種：（1）利用流動流（liú）體傳遞熱量改變測量管壁溫度分布的熱傳導分布效應的熱分布式流量計；（2）利用（yòng）熱消散（冷卻）效應的金氏定律的熱式質量流量計。

選型使用時應注意：與其他流量計相比，熱（rè）式質量流量計具有中等測量精確度（dù），使用與低流（liú）速範圍（wéi）測量，因其響應時間長，不適應脈動流流量測量；在測量氣（qì）體時流體溫度變化並不（bú）影響質量流量，但溫度變（biàn）化過大，比熱（rè）容的變化會導致量程變化；熱式質量流量計隻能用於測量潔（jié）淨單相（xiàng）流-氣體或液體，用氣（qì）體（tǐ）的型號不能用於液體，反（fǎn）之亦（yì）然。對於熱分布式氣（qì）體還必須是幹燥（zào）氣體，不能含有濕氣。安裝中大部分熱（rè）式質量流量計（jì）的流（liú）量傳感器可（kě）任何姿勢（水平、垂（chuí）直或傾斜）安裝，其性能不受安（ān）裝姿勢影響，通常認為熱分布式無上下遊直管段長度要求，但應注意帶測量管的浸入式流量傳感（gǎn）器和插入式儀表需要一（yī）定長度前置直管段。

6、結束語（yǔ）

流量儀表大都需要適合的測量（liàng）介質和工況條件為依（yī）托方可發揮正確作用，隻有優勢而沒（méi）有缺點的流量儀表現今是不（bú）存在的，合理的選擇儀（yí）表對於現（xiàn）場工程師和管理者是至關重（chóng）要的。綜上所述，在化工裝置（zhì）中要正確和有效地選擇、使用（yòng）流量測量方法和儀表，必須熟（shú）悉流（liú）量儀表和生產過（guò）程流體特性這方麵的（de）技術，同時還應考慮經濟（jì）因（yīn）素，歸納起來（lái）有五個方麵因素，即性能要求，流體特性、安裝要求、環（huán）境條件和費用。