要选出适合的流量仪表并不容易,不仅要熟悉流量仪表和生产过程流体特性这两方面的技术,还要考虑经济因素,归纳起来有五个方面因素,即性能要求,流体特性、安装要求、环境条件和费用。下面,就跟着仪表君一起来了解一下流量计的选型吧!
一、流体特性方面的考虑
1、流体温度和压力
必须界定流体的工作温度和压力,特别在测量气体时温度压力造成过大的密度变化,可能要改变所选择的测量方法。如温度或压力变化造成较大流动特性变化而影响测量性能时,要作温度和(或)压力修正。
2、密度
大部分液体应用场合,液体密度相对稳定,除非密度发生较大变化,一般不需要修正。
在气体应用场合,某些仪表的范围度和线性度取决于密度。低密度气体对某些测量方法,例如利用气体动量推动检测元件(如涡轮)工作的仪表呈现困难。
3、粘度和润滑性
有些仪表性能随着雷诺数而变,而雷诺数又与粘度有关。在评估仪表适应性时,要掌握液体的温度-粘度特性。气体与液体不同,其粘度不会因温度和压力变化而显著地变化,其值一般较低,除氢气外各种气体粘度差别较小。因此确切的气体粘度并不像液体那样重要。
粘度对不同类型流量仪表范围度影响趋势各异,例如对大部分容积式仪表粘度增加范围度增大,涡轮式和涡街式则相反,粘度增加范围度缩小。
润滑性是不易评价的物性。润滑性对有活动测量元件的仪表非常重要,润滑性差会缩短轴承寿命,轴承工况又影响仪表运行性能和范围度。
4、化学腐蚀和结垢
流体的化学性有时成为选择测量方法和仪表的决定因素。流体腐蚀仪表接触件,表面结垢或析出结晶,均将降低使用性能和寿命。仪表制造厂为此常提供变型产品,例如开发防腐型、加保温套防止析出结晶,装置除垢器等防范措施。
5、压缩系数和其它参量
测量气体需要知道压缩系数,按工况下压力温度求取密度。若气体成分变动或工作接近超临界区,则只能在线测量密度。
某些测量方法要考虑流体特性参量,如热式流量计的热传导和比热容,电磁流量计的液体电导率。
6、多相和多组分流
测量多相和多组分流动应十分谨慎对待。经验表明,单相通用流量仪表用于多组分或多相流体,测量性能会改变(或大幅度改变)。
单工质流体有时也会呈现双相,例如湿蒸汽中水微粒随着蒸汽流动,环境温度或介质压力偏离原定状态,仪表就可能不适应。
测量两种或两种以上不相溶液体汇流混合液流量时,应注意存在流速不均匀,使流动成为分层或块状流等带来的问题。
测量液固双相流时要了解固相含量、粒子大小和固体性质以及流动状况(悬浮流、管底流、动床流还是淤积流?)
测量气液双相流时尽可能采用分离后分相测量,以保证获得zui小测量不确定度,然而对有些场合这种方法不切实可行或不符合要求。
二、经济方面的考虑
经济方面只考虑仪表购置费是不全面的,还应调查其它费用,如附件购置费、安装费、维护和流量校准费、运行费和备件费等。此外,应用于商贸核算和储存交接还应评估测量误差造成经济上的损失。
1、安装费用
安装费应包括作定期维护所需旁路管和运行截止阀等辅助件的费用。
2、运行费用
流量仪表运行费用主要是工作时能量消耗,包括电动仪表电力消耗或气动仪表的气源耗能(现代仪表的功率极小,仅有几w到几十w);以及测量过程中推动流体通过仪表所消耗的能量,亦即克服仪表因测量产生压力损失的泵送能耗费。泵送费用是一个隐蔽性费用,往往被忽视。
3、校准费用
定期校准费用取决于校准频度和所校准仪表精度的要求。为了经常在线校准石油制品储存交接贸易结算用仪表,常在现场设置标准体积管式流量标准装置。
4、维护费用
维护费用是仪表投入运行后保持测量系统正常工作所需费用,主要包括维护劳务和备用件费用。
三、安装方面的考虑
不同原理的测量方法对安装要求差异很大。例如上游直管段长度,差压式和涡街式需要较长,而容积式浮子式无要求或要求很低。
1、管道布置和仪表安装方向
有些仪表水平安装或垂直安装在测量性能会有差别。仪表安装有时还取决于流体物性,如浆液在水平位置可能沉淀固体颗粒。
2、流动方向
有些流量仪表只能单向工作,反向流动会损坏仪表。使用这类仪表应注意在误操作条件下是否可能产生反向流,必要时装逆止阀保护之。能双向工作的仪表,正向和反向之间测量性能亦可能有些差异。
3、上游和下游管道工程
大部分流量仪表或多或少受进口流动状况的影响,必须保证有良好流动状况。上游管道布置和阻流件会引入流动扰动,例如二个(或二个以上)空间弯管引起漩涡,阀门等局部阻流件引起流速分布畸变。这些影响能够以适当长度上游直管或安装流动调整器予以改善。
除考虑紧接仪表前的管配件外,还应注意更往上游若干管道配件的组合,因为它们可能是产生与zui接近配件扰动不同的扰动 源。尽可能拉开各扰动产生件的距离以减少影响,不要靠近连接在一起,象常常看到单弯管后紧接部分开启的阀。仪表下游也要有一小段直管以减小影响。 气穴和凝结常是不良管道布置所引起的,应避免管道直径上或方向上的急剧改变。管道布置不良还会产生脉动。
4、管径
有些仪表的口径范围并不很宽,限制了仪表的选用。测量大管径、低流速,或小管径、高流速,可选用与管径尺寸不同口径的仪表,并以异径管连接,使仪表运行流速在规定范围内。
5、维护空间
维护空间的重要性常被忽视。一般来说,人们应能进入到仪表周围,易于维修和能有调换整机的位置。
6、管道振动
有些仪表(如压电检测信号的涡街式、科里奥利质量式)易受振动干扰,应考虑仪表前后管道作支撑等设计。脉动缓冲器虽可清除或减小泵或压缩机的影响,然而所有仪表还是尽可能远离振动或振动源为好。
7、阀门位置
控制阀应装在流量仪表下游,避免其所产生气穴和流速分布畸变影响,装在下游还可增加背压,减少产生气穴的可能性。
8、电气连接和电磁干扰
电气连接应有抗杂散电平干扰的能力。制造厂一般提供连接电缆或提出型号和建议连接方法。信号电缆应尽可能远离电力电缆和电力源,将电磁干扰和射频干扰降至zui低水平。
9、防护性配件
有些流量仪表需要安装保证仪表正常运行的防护设施。例如:跟踪加热以防止管线内液体凝结或测气体时出现冷凝;液体管道出现非满管流的检测报警;容积式和涡轮式仪表在其上游装过滤器,等等。
10、脉动流和非定常流
常见产生脉动的源有定排量泵、往复式压缩机、振荡着的阀或调节器等。大部分流量仪表来不及跟随记录脉动流动,带来测量误差,应尽量避开。使用时应重视并分别处置检测仪表和显示仪表,检测仪表方面在管线中装充气式缓冲器(用于液体)或阻流器(用于气体)。
四、环境条件方面的考虑
1、环境温度
环境温度超过规定要影响仪表电子元件而改变测量性能,因此某些现场仪表需要有环境受控的外罩;如果环境温度变化要影响流动特性,管道需包上绝热层。此外在环境或介质温度急剧变化的场合,要充分估计仪表结构材料或连接管道布置所受的影响。
2、环境湿度
高湿度会加速仪表的大气腐蚀和电解腐蚀,降低电气绝缘;低湿度容易感生静电。
3、安全性
应用于爆炸性危险环境,按照气氛适应性、爆炸性混合物分级分组、防护电气设备类型以及其他安全规则或标准选择仪表。 若有化学侵蚀性气体,仪表外壳应具有防腐性和气密性。某些流程工业要定期水冲洗整个装置,因此要求仪表外壳防水,需用尘密防喷水级IP65,甚至尘密防强 喷水级IP66或尘密防侵水级IP67。
4、电磁干扰环境
应注意电磁干扰环境以及各种干扰源,如:大功率电机、开关装置、继电器、电焊机、广播和电视发射机等。
新闻中心