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復雜工況下的流量計選型

來源:南京金諾儀表有限公司   2025年04月14日 09:43  

一、含顆粒雜質(zhì)介質(zhì)的工況

(一)污水、礦漿等應用場景

在污水處理廠中,污水里往往含有泥沙、纖維、懸浮顆粒等雜質(zhì);礦山開采中的礦漿則包含礦石顆粒、尾礦等。這些雜質(zhì)的存在容易導致流量計堵塞、磨損,影響測量精度與設備壽命。

(二)適用流量計類型

  1. V 錐流量計:其結(jié)構(gòu)設計,流體在通過 V 錐時,流束會被逐漸收縮并在錐后形成穩(wěn)定的流場。這種結(jié)構(gòu)能有效減少顆粒雜質(zhì)在節(jié)流元件處的堆積,具有很強的抗污能力。而且 V 錐流量計擁有較寬的量程比,能夠適應流量變化較大的工況,比如在污水處理廠,隨著不同時段污水排放量的波動,V 錐流量計都能較為準確地測量流量。

  2. 電磁流量計(特定條件下):當介質(zhì)中固體顆粒含量較大,如砂漿、電粉漿等工況,電磁流量計是不錯的選擇。因為其傳感器為直通式結(jié)構(gòu),沒有阻礙流體流動的部件,減少了顆粒雜質(zhì)對測量的干擾。不過,使用電磁流量計需要注意介質(zhì)的導電性,一般要求介質(zhì)的電導率大于 5μS/cm 。例如在一些工業(yè)生產(chǎn)中的含有金屬顆粒的漿料輸送管道中,電磁流量計就能夠發(fā)揮良好的測量作用。

二、強腐蝕性介質(zhì)的工況

(一)硫酸、氫氧化鈉等強酸強堿溶液應用場景

在化工生產(chǎn)中,硫酸常被用于各種化學反應,如化肥生產(chǎn)、石油精煉等環(huán)節(jié);氫氧化鈉則廣泛應用于造紙、紡織、印染等行業(yè)。這些強酸強堿溶液對流量計的材質(zhì)具有極大的腐蝕性。

(二)適用流量計類型

  1. 襯氟材質(zhì)節(jié)流裝置搭配耐腐蝕差壓變送器:對于差壓式流量計,當測量強腐蝕性介質(zhì)時,節(jié)流裝置采用襯氟材質(zhì)是很好的選擇。氟塑料具有優(yōu)異的化學穩(wěn)定性,能夠抵抗大多數(shù)強酸強堿的腐蝕。同時,搭配耐腐蝕的差壓變送器,如采用特殊防腐膜片的差壓變送器,可確保整個測量系統(tǒng)在強腐蝕性環(huán)境下長期穩(wěn)定運行,準確測量流量。例如在硫酸生產(chǎn)車間的管道流量測量中,這種組合就能有效應對硫酸的強腐蝕性。

  1. 抗酸堿內(nèi)襯電磁流量計:電磁流量計通過測量導電液體在磁場中切割磁力線產(chǎn)生的感應電動勢來測量流量。對于強腐蝕性的酸、堿液介質(zhì),采用抗酸堿內(nèi)襯的電磁流量計,如內(nèi)襯聚四氟乙烯(PTFE)等材質(zhì),同時選擇合適的電極材料,如鉭、哈氏合金等耐腐蝕電極,能夠適應強腐蝕性介質(zhì)的測量需求。在一些化工企業(yè)的酸堿中和反應過程中,抗酸堿內(nèi)襯電磁流量計就能夠穩(wěn)定地測量酸堿溶液的流量。

  1. 外夾式超聲波流量計:該類型流量計無需與介質(zhì)直接接觸,通過在管道外壁安裝超聲換能器來測量流量。這一特點使其避免了與強腐蝕性介質(zhì)的接觸,從而適用于強腐蝕性介質(zhì)的流量測量。例如在一些儲存和輸送強腐蝕性介質(zhì)的管道上,外夾式超聲波流量計安裝方便,且能有效避免介質(zhì)腐蝕對流量計造成的損壞。

三、高溫高壓介質(zhì)的工況

(一)石油煉化、熱電廠蒸汽輸送等應用場景

在石油煉化過程中,許多反應需要在高溫高壓環(huán)境下進行,如原油蒸餾、催化裂化等裝置中的介質(zhì)輸送管道;熱電廠中,蒸汽作為主要的動力源,其輸送管道中的蒸汽處于高溫高壓狀態(tài),一般蒸汽溫度可達上百攝氏度,壓力可達數(shù)兆帕。

(二)適用流量計類型

  1. 專門設計的高溫高壓差壓式流量計:對于差壓式流量計,在高溫高壓工況下,節(jié)流裝置需采用耐高溫高壓的特殊材質(zhì),如耐高溫合金鋼等。同時,引壓管的設計也至關(guān)重要,需要考慮其在高溫下的熱膨脹以及高壓下的密封性。例如在熱電廠的主蒸汽管道上,采用的差壓式流量計的節(jié)流元件會經(jīng)過特殊的熱處理工藝,以確保在高溫下尺寸穩(wěn)定,引壓管會采用多層密封結(jié)構(gòu)和特殊的隔熱材料,保證測量的準確性和系統(tǒng)的安全性。

  1. 高溫型渦街流量計:渦街流量計利用流體振蕩原理測量流量。高溫型渦街流量計在材質(zhì)選擇上會使用耐高溫的合金材料,其傳感器的電子元件也經(jīng)過特殊處理,能夠適應高溫環(huán)境。例如在石油化工裝置中,一些高溫氣體或蒸汽的流量測量就可以選用高溫型渦街流量計。不過在高壓工況下,需要注意渦街流量計的耐壓性能,確保其能夠承受管道內(nèi)的壓力。

  1. 高溫型電磁流量計:同樣,電磁流量計也有針對高溫工況設計的類型。其內(nèi)襯材料和電極材料會選用耐高溫的材質(zhì),如內(nèi)襯采用耐高溫的陶瓷材料,電極采用耐高溫的貴金屬合金等。在一些化工反應釜的高溫液體出料管道測量中,高溫型電磁流量計能夠發(fā)揮其優(yōu)勢,準確測量流量。但在高壓環(huán)境下,也要確保其外殼及連接部件的耐壓強度滿足要求。

四、含有氣泡或氣液混合介質(zhì)的工況

(一)一些化工反應過程、污水處理曝氣階段等應用場景

在化工反應過程中,由于化學反應可能會產(chǎn)生氣體,導致管道內(nèi)出現(xiàn)氣液混合的情況;污水處理的曝氣階段,大量空氣被鼓入污水中,使得污水中含有較多氣泡。這種含有氣泡或氣液混合的介質(zhì)會對普通流量計的測量精度產(chǎn)生較大影響。

(二)適用流量計類型

  1. 超聲波流量計:超聲波流量計利用超聲波在流體中的傳播特性來測量流量。對于含有氣泡的液體介質(zhì),超聲波能夠較好地穿透氣液混合介質(zhì),通過測量超聲波在介質(zhì)中的傳播速度變化來計算流量。其測量原理受氣泡的影響相對較小,能夠較為準確地測量帶有氣泡的流體流量。例如在污水處理廠的曝氣池中流出的含有氣泡的污水管道上,超聲波流量計就能夠穩(wěn)定地測量流量。

  1. 專門設計的氣液兩相流量計:在一些對氣液混合介質(zhì)流量測量精度要求較高的場合,會采用專門設計的氣液兩相流量計。這類流量計通過復雜的測量原理和算法,能夠同時測量氣相和液相的流量。例如在石油開采中的油氣集輸管道中,氣液兩相流量計能夠準確測量油氣混合介質(zhì)中油和氣體各自的流量,為生產(chǎn)過程的控制和管理提供重要的數(shù)據(jù)支持。其測量原理通?;诙嘞嗔鞯牧鲃犹匦?,如利用差壓、電容、電導等多種參數(shù)來識別和計算氣液相的比例和流量。

五、高粘度介質(zhì)的工況

(一)重油、潤滑油等應用場景

在煉油廠中,重油作為一種高粘度的油品,在儲存和輸送過程中需要精確測量流量,以保證生產(chǎn)過程的順利進行;潤滑油在一些大型機械設備的潤滑系統(tǒng)中,其流量的準確測量對于設備的正常運行和維護至關(guān)重要。

(二)適用流量計類型

  1. 橢圓齒輪流量計:橢圓齒輪流量計通過一對相互嚙合的橢圓齒輪的轉(zhuǎn)動來測量流體體積。對于高粘度介質(zhì),由于其流動性較差,橢圓齒輪在高粘度介質(zhì)的推動下能夠穩(wěn)定地轉(zhuǎn)動,且測量精度較高。例如在潤滑油的灌裝生產(chǎn)線中,橢圓齒輪流量計能夠準確地控制潤滑油的灌裝量。其工作原理是當高粘度介質(zhì)推動橢圓齒輪轉(zhuǎn)動時,每轉(zhuǎn)一圈所排出的介質(zhì)體積是固定的,通過測量橢圓齒輪的轉(zhuǎn)動圈數(shù)就可以計算出介質(zhì)的流量。

  1. 雙轉(zhuǎn)子流量計:雙轉(zhuǎn)子流量計采用兩個相互嚙合的轉(zhuǎn)子,利用轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動來測量流體流量。它對于高粘度介質(zhì)具有較好的適應性,能夠在高粘度介質(zhì)的作用下平穩(wěn)運行,且具有較低的壓力損失。在一些重油輸送管道中,雙轉(zhuǎn)子流量計能夠準確地測量重油的流量,并且由于其壓力損失小,能夠減少輸送過程中的能耗。其測量過程中,高粘度介質(zhì)推動雙轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動,通過檢測轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動角度或轉(zhuǎn)數(shù)來計算流量。


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