一、概述
沼氣流量計(jì)zui早出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代,zui初主要用于解決高粘度、低雷諾數(shù)流體的流量測(cè)量問(wèn)題。
我國(guó)于70年代開始開發(fā)該種儀表,由于受當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的限制,主要有氣動(dòng)沼氣流量計(jì)和矢量機(jī)構(gòu)電動(dòng)沼氣流量計(jì)兩種類型。因?yàn)槠贩N單一、調(diào)試繁瑣、密封不可靠、抗干擾能力差等原因,致使沼氣流量計(jì)在80年代至90年代初幾乎退出市場(chǎng)。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展及新型傳感器技術(shù)的涌現(xiàn),沼氣流量計(jì)在測(cè)量精度、抗干擾性、密封可靠性、校驗(yàn)調(diào)試等方面都有很大進(jìn)步,重新獲得了市場(chǎng)認(rèn)可,成為流量測(cè)量的常用設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計(jì),近幾年我國(guó)市場(chǎng)沼氣流量計(jì)的需求量平均約為1.2~1.5萬(wàn)臺(tái)。
智能沼氣流量計(jì)集流量，溫度，壓力檢測(cè)功能于一體，采用先進(jìn)的單片機(jī)技術(shù)和電容式力傳感器，產(chǎn)品無(wú)可動(dòng)部件，抗振動(dòng)、雜質(zhì)、干擾能力強(qiáng)，具有操作簡(jiǎn)便，容易安裝，免維護(hù)，故障自檢，運(yùn)行費(fèi)用低等一系列特點(diǎn)。已廣泛應(yīng)用于下列介質(zhì)的測(cè)量，解決了多年來(lái)業(yè)內(nèi)疑難流量計(jì)量。如半水煤氣，焦?fàn)t煤氣計(jì)量，重油，渣油計(jì)量，瀝青，液體石蠟，甲苯，硫酸，天然氣，甲烷氯化物，煙道氣，氯氣，污水，純凈水，等其他特殊介質(zhì)。
二、測(cè)量原理
在恒定截面的圓筒形直管段的截面中心與流束垂直的方向設(shè)置一個(gè)稱為靶的圓板,流體沿靶周圍流過(guò)時(shí),靶受到推力的作用,力的大小與流體的動(dòng)能和靶的面積成正比。當(dāng)管道的雷諾數(shù)大于流量計(jì)的界限雷諾數(shù)時(shí),流量與靶受到的力有確定的數(shù)值對(duì)應(yīng)關(guān)系。可用式(1)進(jìn)行計(jì)算:
式中:qm為質(zhì)量流量,kg/s;qv為體積流量,m3/s;A為流量系數(shù)(常數(shù));C為流束膨脹系數(shù)(常數(shù)),對(duì)于不可壓縮性流體C=1,對(duì)于可壓縮性流體C<1;D為管道內(nèi)徑,m;d為靶片直徑,m;Q為流體密度,kg/m3;F為靶片受到的力,N。
三、主要技術(shù)指標(biāo)
被測(cè)介質(zhì) | 液體、氣體、蒸汽、沼氣 | ||||
公稱通徑 | 法蘭連接式10～600 | 夾裝式10～150 | 插入式80～2000 | ||
公稱壓力MPa | 1.6～6.4 | ||||
介質(zhì)溫度℃ | －40～+500℃ | ||||
準(zhǔn)確度 | 液體±1.0% | 氣體、蒸汽±2.5% | 插入式±1.5% | ||
范圍度 | 5～10：1 | ||||
重復(fù)性 | ≤0.2% | ||||
供電電源 | 12～24VDC或220VAC | ||||
輸出信號(hào) | 4～20毫安或1～5V | ||||
測(cè)量管材料 | S304或按用戶要求提供 | ||||
防爆標(biāo)志 | ExdⅡBT4 | ||||
防護(hù)等級(jí) | IP67 | ||||
法蘭標(biāo)準(zhǔn) | GB9119－88 | ||||
直管段長(zhǎng)度 | 上游：≥10DN、下游：≥5DN | ||||
四、沼氣流量計(jì)產(chǎn)品外形尺寸
通徑DN（mm） | 安裝尺寸（mm） | ||||
L | L1 | ФA | ФB | N×Ф | |
10 | 115 | 30 | 60 | 90 | 4×11.5 |
15 | 115 | 30 | 65 | 95 | 4×11.5 |
20 | 125 | 30 | 75 | 105 | 4×13.5 |
25 | 125 | 35 | 85 | 115 | 4×13.5 |
32 | 140 | 35 | 100 | 140 | 4×18 |
40 | 160 | 38 | 110 | 150 | 4×18 |
50 | 160 | 40 | 125 | 165 | 4×18 |
65 | 180 | 40 | 145 | 185 | 4×18 |
80 | 200 | 45 | 160 | 200 | 8×18 |
100 | 210 | 45 | 180 | 220 | 8×18 |
125 | 210 | 45 | 210 | 250 | 8×18 |
150 | 250 | 50 | 240 | 285 | 8×22 |
200 | 300 | － | 295 | 340 | 8×22 |
250 | 350 | － | 350 | 395 | 12×22 |
300 | 400 | － | 400 | 445 | 12×22 |
400 | 550 | － | 515 | 565 | 16×22 |
500 | 610 | － | 620 | 670 | 20×26 |
600 | 660 | － | 725 | 780 | 20×30 |
五、沼氣流量計(jì)的*性
有數(shù)十年的實(shí)驗(yàn)以及數(shù)據(jù)積累，很成熟的測(cè)量原理以及應(yīng)用
適用于低速測(cè)量，測(cè)量小流量時(shí)對(duì)外界的震動(dòng)干擾不敏感
耐500度高溫，可測(cè)量高溫介質(zhì)
測(cè)量精度高，重復(fù)性好，精度可達(dá)千分之二
在大部分情況下，可以測(cè)量高粘度流體，其對(duì)流體的粘度變化不敏感
適用于液體以及氣體的測(cè)量，對(duì)于混合型介質(zhì)，多相流介質(zhì)，一定程度上也可以計(jì)量
測(cè)量有些介質(zhì)時(shí)，不會(huì)因?yàn)榱黧w產(chǎn)生的氣旋現(xiàn)象影響計(jì)量精度
不怕管道雜質(zhì)影響，不怕堵塞
壓力損失較小，只有傳統(tǒng)孔板的六分之一，小于渦街，節(jié)能效果明顯
六、適用場(chǎng)所和使用要求
6.1適用場(chǎng)所
沼氣流量計(jì)一般應(yīng)用在以下場(chǎng)所:
①所測(cè)流體必須是牛頓流體;
②流體必須充滿流量計(jì)的測(cè)量管;
③流體在物理上和熱力學(xué)上應(yīng)是均勻的,并可知道測(cè)量條件下的密度和粘度;
④流體流經(jīng)流量計(jì)時(shí)不發(fā)生相變,如要確定是否有相變,在進(jìn)行流量計(jì)算時(shí),對(duì)氣體則可假定是等熵過(guò)程,對(duì)液體則可假定是等溫過(guò)程。流速應(yīng)是恒定的,或者只隨時(shí)間做輕微而緩慢的變化;
⑤管道雷諾數(shù)應(yīng)大于2000(不同的制造商可能有不同的界限要求)。
6.2安裝及使用要求
沼氣流量計(jì)安裝和使用時(shí)有如下幾個(gè)要求:
①流量計(jì)應(yīng)安裝在訂貨時(shí)的位號(hào)上,以保證訂貨參數(shù)與儀表使用時(shí)的參數(shù)*;
②安裝時(shí)必須注意流量計(jì)的介質(zhì)流向標(biāo)記,保證介質(zhì)流向正確;
③流量計(jì)安裝在不允許停車的管道上時(shí),應(yīng)開設(shè)旁路或選擇可在線插拔型;
④流量計(jì)上游直管段不小于10倍測(cè)量管直徑,下游直管段不小于5倍測(cè)量管直徑;
⑤安裝時(shí)靶板應(yīng)與測(cè)量管同心,其偏心誤差不大于測(cè)量管直徑的0.3%;
⑥流量計(jì)不應(yīng)參與掃線過(guò)程,投用時(shí)應(yīng)緩慢打開上游的閥門,直至*打開;
⑦介質(zhì)密度參數(shù)發(fā)生變化時(shí),應(yīng)對(duì)流量計(jì)進(jìn)行修正,修正公式如下:
七、沼氣流量計(jì)校驗(yàn)裝置
國(guó)家檢定規(guī)程JJG641- 1986中規(guī)定, 可以用干校法和標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定法對(duì)沼氣流量計(jì)進(jìn)行校驗(yàn), 并且推薦了砝碼干校法的試驗(yàn)裝置, 如圖8所示。
規(guī)程中規(guī)定: 滑輪的摩擦阻力不得大于0. 05 N。實(shí)際使用中這是一個(gè)很難測(cè)量的指標(biāo), 一是因?yàn)闈L動(dòng)摩擦的測(cè)量本身就是個(gè)難題; 另一方面, 所掛的重量是變化的, 更增加了摩擦力的測(cè)量難度, 事實(shí)上沒(méi)有幾個(gè)檢測(cè)單位知道自己檢驗(yàn)裝置的摩擦阻力是多少。摩擦阻力影響的是滿量程和回差的校驗(yàn), 尤其對(duì)于小靶力儀表的影響更為嚴(yán)重。例如, 儀表滿量程掛重5 N, 若摩擦阻力為0. 05 N, 則由摩擦阻力引起的誤差將達(dá)到1%, 這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了掛重法檢測(cè)結(jié)果誤差不大于0. 5% 的要求。實(shí)踐中可以采用如圖9
所示的拉力計(jì)干校法裝置, 該裝置的優(yōu)點(diǎn)是可以*消除摩擦阻力的影響, 且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便, 有助于提高校驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可信度。選用一支分辨率在
0. 01N、量程在100N左右的拉力計(jì), 即可滿足大部分校驗(yàn)要求。
