化工生产装置中常用流量计原理及选型分析

化工生产装置中常用流量计原理及选型分析

孙钰

天津蓝巢电力检修有限公司，天津市 300000

摘 要:流量仪表是自动化控制过程中较为常用大类型仪表，在冶金、化工、石油等生产、制造领域都有着较为广泛应用，发挥着对生产流质监控作用。在化工装置中，较为常用流量仪表主要包括了电磁流量计、涡轮流量计、差压式流量计、转子流量计、热式质量流量计等流量测试仪表，其运用原理各不相同，在选型方面也有着不同要求，这就要求企业在生产过程中根据实际需要选择合适流量仪表，确保生产顺利进行。基于此，文章对以上常用流量仪表原理及选型进行了分析、探讨，希望能够为相关企业提供有效参考。

关键词：流量计；原理；测量；选型

在化工生产过程中，准确计量流量是实现对生产能源有效监测、监控重要手段，也是实现能源合理、高效利用，避免资源浪费，确保生产效益的重要保障。化工生产涉及流量仪表多种多样，其应用原理与适用型号各不相同，这就要求化工企业必须根据生产实际情况，综合考虑流量、状态、安装环境与要求、成本及适用性等因素合理地选择流量仪表，如此，方可确保化工生产活动正常、高效。

一、化工装置常用流量计原理及选型分析

（一）电磁流量计应用原理及选型

电磁流量计设计与使用是基于对法拉第电磁感应原理应用，利用导体切割磁场产生感应电压转化成流量。温度、流体压力、密度、流体成分，对于电磁流量计产生影响较小，因此较为适用于对悬浮固体粒子流量测量，特别是在腐蚀性介质监测方面有着较为广泛应用。其在选型与使用时应注意:①保证被测液体应具一定导电性，且导电率均匀分布，无法测试石油制品、有机液体等绝缘材料流量；②被测液体充满测量管道程度对测量准确程度有着很大影响，因此难以测量蒸汽、以及气泡含量大液体流量。而且应注意根据被测材料温度、腐蚀性等选择相应性能管道内衬与电极接口材料；③安装时须保证仪表电极轴线水平，且垂直于管道中心线。电磁流量计应安装在时刻充满液体管道处，避免在管内没有液体而出现计量归零情况。由于该类仪表属于高精、高敏感信号仪表，其安装处必须远离磁场，且不能够有任何震动影响。

（二）涡轮流量计应用原理及选型

涡轮流量计主要由叶片涡轮、链接轴承、放大显示仪等部分构成，主要根据管道流体冲击叶片涡轮旋转时叶片切割电磁周期运动产生脉动信号，经过放大后通过显示仪表进行流量测量显示。涡轮流量计作为一种速度式流量测试仪，具备精度高、反应灵敏、价格实惠、安装便利等优点，被广泛应用于化工生产中。在选型与使用时应注意:①流量计轴承与叶片涡轮制作材料必须使用聚四氟乙烯、碳石墨材料等防腐蚀性能较好的材料，且注意做好相应保护措施；②安装前，应彻底清扫管道，若是被测流体含有颗粒性物质必须加装过滤器，避免涡轮或轴承被卡，影响转速导致测量不准确。注意水平安装，根据流量流速在安装位置前后预留有合适直管段作缓冲；③为保证涡轮流量计较高精确度，应注意保持使用现场环境稳定，不能有任何振动、电磁、辐射干扰；安装管道前后必须保持在同一水平面，避免管道应力对流量测量影响。

（三）差压式流量计应用原理及选型

差压式流量计主要由变压节流装置、信号传输管路、信号变送器以及显示仪表组成，主要根据流量检测器差压反应、检测管道尺寸以及流体相关条件经过有关计算来实现对流量测量。差压式流量计选型与使用时应注意：①差压式流量计压损通常较大，其测量范围度一般为3:1或4:1，并且需要进行多次重复测量，即使如此其测量精确度这只能达到中等水平，因此需根据数据使用要求对该类流量计进行选用；②节流装置、压差引压管、差压计作为差压式流量安装三大部分，应注意，若是测量流体流量，应将差压计置于节流装置下方以避免气体进入与液体沉淀物析出影响测量精度，若是测量气体流量，应将差压计置于节流装置上方以避免液体、灰尘等异物进人导压管，若是测量水蒸汽流量，为避免温度较高蒸汽与差压计直接接触，必须保持两根引压管内冷凝液柱高度一致；③一般来说，压差引压导管内径应大于6mm，长度控制在16mm以内，材质选择应注意根据测量介质性质和相关参数进行确定。压差引压导管铺设倾斜度应在30°以上，若是流体粘度较高，可垂直铺设；④为防止流体气化而产生假差压，应当对压差引压导管进行降温保护，反之严寒环境下应对压差引压导管采取防冻保护。

（四）转子流量计应用原理及选型

转子流量计是原理是根据浮子在垂直导管中随着流体流量变化而进行升降显示，通过改变流体流通面积来进行测量流量的仪表，该类仪表属于中低等精度仪表，但因其测量直观性以及压力损失低、流量范围度交较宽（5:1～25:1，一般为10:1）常常被应用于精度要求不高现场测量。其选型与使用时应注意:①转子流量计主要适用于纯液体或纯气体的测量，含有其他任何杂质均不适用。注意防止操作不当造成玻璃破裂，必须有透明防护罩挡住流体，避免流体散溅。测量气体流量时为避免操作不当导致浮子击碎玻璃管，应选用带棱筋导向的仪表；②为保证流体能够从下到上通过仪表，必须将转子流量计垂直安装在管道上，控制中心线与铅垂线间夹角小于5°，并保证管道无振动；③在仪表上游加装过滤器去掉流体中粒状杂质，注意保持转子流量计各部位清洁，以确保在长期使用过程中较高测量精度，尤其是对小口径仪表要配置专门冲洗装置进行定时冲洗。

（五）热式质量流量计应用原理及选型

目前常用热式质量流量计主要是利用热传递与热消散冷却效应原理，通过被测流体与流体外监测物热量交换进行测量流量的仪表，该类仪表主要适用于气体测量且主要分为热分布式流量计与热式质量流量计。进行选型与使用时应注意:①热式质量流量计测量精确度只达到中等程度，比较适用流速较缓测量，又因为测量响应时间相对较长，一般不适用脉动流量测量；②.虽然流体温度变化对流量质量影响不大，但是比热容变化会导致测量量程变化进而影响测量精度，只能用于纯气体或纯液体测量，且不能互相交换使用测量型号；③热分布式流量计只适用于干燥气体，因此必须在流量计上游加装干燥装置，虽然热分布式流量计安装上下游直管段没有长度要求，但应注意预留一定长度前置直管，便于带测量管浸入式流量传感器和插人式仪表的安装。

三、结束语

综上所述，适用于各种流体、各种作业现场的通用型流量仪表是不存在，常用流量仪表也是各有其有缺点与适用范围，所以要求工作人员能够在生产过程中应根据实际情况进行合理选择。这就需要企业相关人员必须对化工装置常用流量计原理及选型事项有着较为全面的认知、熟悉，才能结合实际需要，对性能、安装、环境、成本进行综合考虑，选择最为合适的流量计量仪器，进而实现生产效益的最大化。

参考文献：

[1]李定川.化工装置常用流量计原理及选型应用综述[J].计量技术,2018(02):61-63. [2]王俊,王浩兵.对化工行业流量仪表选型的探讨[J].山东工业技术,2017(14):16. [3]李定川.化工装置常用流量计原理及选型应用综述[J].智慧工厂,2016(03):78-84.