合理選用流量測量儀表、提高熱控設(shè)計(jì)質(zhì)量
1前言
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,熱工測量技術(shù)也得到了很大的發(fā)展,新型熱工自動(dòng)化儀表的頻頻推出,為解決熱工測量領(lǐng)域的難題起到了積極的作用。然而,各種新型儀表。
由于其測量原理和結(jié)構(gòu)的不同,適應(yīng)的場合也各不相同。充分了解各種測量儀表的測量原理和結(jié)構(gòu)特征,根據(jù)被測介質(zhì)和使用場合的不同,合理選用測量儀表,對提高測量的準(zhǔn)確性,可靠性及減少設(shè)備投資,提高設(shè)計(jì)質(zhì)量是十分必要的。本文就流量測量儀表的種類及選型時(shí)應(yīng)注意的問題談一些看法,供大家參考。
2流量測量儀表的種類
流量測量儀表就其測量原理而言主要有以下幾類:
2.1節(jié)流差壓法流量裝置,它是利用測量安裝在管道內(nèi)的節(jié)流裝置zui后的差壓來測量流量。常用的節(jié)流裝置有標(biāo)準(zhǔn)孔板、圓缺孔板,標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長徑噴嘴、文丘利管、楔式流量換量等。
2.2動(dòng)壓式測速法流量裝置,它是利用在管道中設(shè)置的測速元件、測出被測介質(zhì)的流速來測量流量。常用的測量裝置有動(dòng)壓測量管(又稱皮托管),均速管(又稱阿牛巴)及機(jī)翼式測風(fēng)裝置。
2.3浮子流量計(jì)(又稱轉(zhuǎn)子流量計(jì)),它是利用測量流體對浮子的作用力與浮子的重力平衡時(shí)浮子的相對位置來測量流量。常用的有玻璃轉(zhuǎn)子流是計(jì)和金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)。
2.4葉輪速度式流量儀表,它是利用測量在流體作用下,葉輪旋轉(zhuǎn)的速度來測量流量,常用的有渦輪流量計(jì)、水表等。
2.5渦街流量計(jì),又稱旋渦流量計(jì),它是利用卡門原理,測量在管道中設(shè)置的非流線型柱狀體后的旋渦頻率來測量流量。
2.6容積式流量計(jì),它類似一個(gè)可周期性轉(zhuǎn)動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)容器,在流體通過裝置時(shí)、由于進(jìn)出口壓差的作用,使流量計(jì)內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件周期性地轉(zhuǎn)動(dòng),根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)來測量流量。常用的容積式流量計(jì)有橢圓齒輪流量計(jì),腰輪流量計(jì)(也稱羅茨流量計(jì))、雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)等等。
2.7電磁流量計(jì),它是一種利用電磁感應(yīng)定律設(shè)計(jì)的流量儀表。通過測量導(dǎo)電流體在通過磁場時(shí)與切割磁力線的速度成正比的電動(dòng)勢來測量流量。
2.8超聲波流量計(jì),它是利用測量超聲波時(shí)差的原理來測量流量。根據(jù)安裝方式的不同,可分為固定安裝式和夾持安裝式二種,前者精度高于后者。
2.9質(zhì)量流量計(jì),它是根據(jù)科氏力原理來測量流體的質(zhì)量流量。即流體在旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中作直線運(yùn)動(dòng)時(shí),受的力與流體的質(zhì)量、速度,即質(zhì)量流量成正比。
2.10熱式(也叫熱擴(kuò)散法)氣體質(zhì)量流量計(jì),它是利用流體通過管道時(shí),將管道中加熱元件上的熱量帶走,帶走的熱量與流體的流速和密度成正比的關(guān)系,通過測量電路的輸出功率(即加熱元件的消耗功率),可得知對應(yīng)的流體的質(zhì)量流量。根據(jù)儀表的結(jié)構(gòu)不同,有管道式和插入式兩種。
2.11稱重式流量計(jì),它是利用力學(xué)中的動(dòng)量原理來測量固體散粒的重量,常用的稱重式流量計(jì)有電子皮帶秤。軌道衡,微機(jī)固定流量計(jì)等。
此外,還有利用力平衡原理測量的靶式流量計(jì):利用彎頭測量的彎管式流量計(jì)及利用測汽輪機(jī)調(diào)速級后的壓力測量進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量、等等。這里不一一贅述。
3流量測量儀表的選型。
以上介紹的各種流量儀表,由于其測量原理不同,結(jié)構(gòu)不同所以它的精度、價(jià)格以及適應(yīng)的介質(zhì)和場合也各不相同,因此我們在選擇流量儀表時(shí),應(yīng)根據(jù)各自的情況選擇zui合適的流量測量儀表。
下面就各類流量計(jì)的適用場合,作個(gè)簡要介紹,供選型時(shí)參考。
3.1節(jié)流差壓法,這是一種zui傳統(tǒng)的流量測量方法,它結(jié)構(gòu)簡單,技術(shù)成熟不需要標(biāo)定,對介質(zhì)的壓力、溫度沒有嚴(yán)格要求,適應(yīng)范圍廣、價(jià)格也較便宜,但它對安裝的直管段要求較長,節(jié)流損失也較大,孔板(或噴嘴)入口邊緣易磨損,磨損后對測量精度影響較大。所以對于潔凈的汽、水的流量測量,在有足夠的安裝直管段且對壓力損失沒有嚴(yán)格要求時(shí),宜選用孔板、噴嘴等測量裝置。對于插入式文丘里管。雙文丘里管,主要用來測風(fēng)道的風(fēng)量,楔式流量裝置主要用來測量高粘度的燃油。
3.2動(dòng)壓式測速法中的阿牛巴流量計(jì),它節(jié)流損失小,精度較高,可用在各種形狀(圓形、方形、矩形)和口徑的管道上,但它安裝時(shí)也需要有較長的直管段,同時(shí)它也不宜測量混濁的介質(zhì),且價(jià)格也較高,所以它用在大口徑的清水管道或風(fēng)量測量較合適,機(jī)翼式風(fēng)量測量裝置,對安裝直管段要求較低,壓力損失較小,且差壓值穩(wěn)定、格適中,是用于各類風(fēng)道測量風(fēng)量的常用裝置。
3.3浮子流量計(jì),對安裝直管段要求較低,量程比較大,就地有指示,選用特殊材料時(shí),可測量腐蝕性介質(zhì),但它適應(yīng)的介質(zhì)的壓力、溫度較低,帶遠(yuǎn)傳的金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)價(jià)格也較高。故它較適用于沒有足夠安裝直徑段的且壓力溫度不高的水處理系統(tǒng)。
3.4渦街流量計(jì),量程比較大,精度也較高,但它的轉(zhuǎn)動(dòng)部件易磨損,故不宜測量不潔凈介質(zhì),當(dāng)用于測量清水。
3.5渦街流量計(jì),這是一種使用范圍較廣泛的流量儀表,它量程比大,壓力損失小,它的流量特性不受流體的壓力、溫度、粘度、密度等影響,故特別適合于測量水,低壓蒸汽及氣體流量。
3.6容積式流量計(jì),精度高、量程比較大,安裝無直管段的要求,但要求裝過濾器。壓力損失也較大,在電廠中常用于測量燃油的流量。
3.7電磁流量計(jì),這是一種新型的流量儀表,它精度高,量程比大,壓力損失小,安裝直管段要求短,但價(jià)格較高,不能測量非導(dǎo)體介質(zhì),不能適應(yīng)高溫、高壓介質(zhì)。故一般用于測量精度要求較高的水或水的混合物。
3.8超聲流量計(jì),這也是一種新型的流量測量儀表,該流量計(jì)適用性強(qiáng),幾乎可適應(yīng)所有的工業(yè)環(huán)境、精度較高,壓力損失小。但它也需要有足夠的直管段,且價(jià)格較高,因此,在電廠中一般用來測量大口徑水流量(測循環(huán)水流管)、燃油流量,燃?xì)饬髁康?。?br />
3.9質(zhì)量流量計(jì),這是一種高精度的質(zhì)量流量儀表,它精度高,量程比大,可測量高粘度介質(zhì),直管段要求也短。進(jìn)口的質(zhì)量流量計(jì)價(jià)格昂貴。所以這種流量計(jì)一般用在要求計(jì)量的場合。電廠中常用來測量燃油流量及燃?xì)饬髁?。?br />
3.10熱擴(kuò)散流量計(jì),這是一種新型的氣體質(zhì)量流量儀表。量程比很大。可用于測量除乙炔以外的其他氣體。在電廠中主要用于風(fēng)量測量及煙氣流量測量。
3.11稱重式流量計(jì),在電廠中一般用于煤和煤粉的計(jì)量。
在選擇流量儀表時(shí),除了要考慮流量計(jì)能適應(yīng)的介質(zhì)的壓力、溫度外,對于采用節(jié)流差壓法、動(dòng)壓測量法的流量儀表還應(yīng)考慮介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)即雷諾數(shù),當(dāng)雷諾數(shù)太低時(shí)(小于5X103),不宜用這類測量方法的儀表。
對于測量重油的流量儀表,除考慮其滿足介質(zhì)的壓力、溫度外,還應(yīng)滿足吹掃介質(zhì)的壓力、溫度。下面將工程中常用的一些流量儀表的性能比較及使用場合,列表如下:
注:附表中的有些技術(shù)數(shù)據(jù)是根據(jù)某些制造廠的產(chǎn)品樣本匯編的同類儀表,由于制造廠的不同,性能差異也較大,在具體選型時(shí),以各制造廠樣本為準(zhǔn),此表僅供同行們選型時(shí)參考。