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容积式流量计的选用和注意要领
点击次数:1002 发布时间:2013-04-15

容积式流量计的选用

容积式流量计根据被测介质和测量范围的不同,选择合适的流量计。
对于高黏度的油类,可考虑彩刮板式容积流量计。对于低黏度的油类以及水的测量,可考虑采用椭圆齿轮、腰轮式等容积式流量计,对于精确度要求不高的场合,也可采用旋转活塞式或刮板式容积流量计。
对于气体流量的测量,一般可采用转筒式或旋转活塞式容积流量计。在煤气的测量中,较常用的是皮膜式容积式流量计。在一些精确度要求较高的测量中,齿轮型气体容积流量计也被采用。
容积式流量计的量限确定,通常下限流量qmin根据流量计误差特性来决定,即该zui小流量时的误差必须在允许误差范围之内;上限流量qmax是考虑流量计运动部件的磨损情况而决定,流量过大会导致流量计运动部件加速磨损而引起泄漏量增加,误差增加。一般的选择为上限流量约为下限流量的5~10倍。
容积式流量计在油品和高黏度介质总量计量、城市民用燃气计量等方面应用较多,积累了很多经验资料。在工业过程测量和控制、工业部门精确测量介质总量等方面,一些原来采用容积式流量计的地方也可选用近年来其他一些新型流量计,如涡轮流量计 涡街流量计、科里奥利质量流量计等。这就需要从性能、安装使用到价格各方面进行综合比较。确定选用容积式后,还要进一步确定容积式流量计类型。
容积式流量计选用时注意以下几个方面:
1)流量范围、范围度、精确度、重复性。各制造厂通常按被测介质种类(主要区别是黏度)、使用特点(连续使用或间歇使用)及测量精度规定流量范围。为了保持仪表良好的性能和较长的使用寿命,连续使用时的zui大流量建议选在仪表zui高(上限)流量的80%为宜。若制造厂未按介质类别和使用特点明确规定适宜的流量范围,则可参照下述原则选定:以用于中等黏度、有润滑性油品的仪表上限流量为100%,用于无润滑性低黏度液体(如汽油、液化石油气)时上限流量降为70%~80%,用于100℃左右水时则为40%~60%,高黏度液体为75%~85%;间歇使用时的zui大流量可为上限流量的100%;连续使用时的zui大流量、中等黏度液体为上限流量的80%,低黏度液体为50%~60%,高黏度液体亦为50%~60%。
大部分结构型号的液体仪表基本误差为±0.5%R;较高精确度仪表的基本误差为±(0.1~0.2)%R,如椭圆齿轮式等;较低精确度仪表的基本误差为±(1~1.5)%R,如弹性刮板式。气体仪表的精确度略低些,大部分结构型号为±(1~1.5)%R,如腰轮式、CVM式;较高者为±0.5R,如转筒式;较低者为±(2~2.5)%R。
重复性误差一般为基本误差的1/5~1/2。
容积式流量计精确度较高,制造厂提供的是在实验室参比条件下校验所得的基本误差。实际使用现场条件往往偏离参比条件,要针对现场可能出现的问题采取措施,以保持良好的测量精确度。
流量范围度在(5:1)~(100:1)之间,大部分(10:1)~(20:1)。同一台仪表额定较高精确度等级时所得范围度较低,欲得较大范围度则要降低精确度等级,例如各类转子式液体仪表范围度为5:1时,基本误差为±0.2%R;范围度为10:1时,则降为±0.5%R.
2)压力损失。容积式流量计要靠流体能量推动测量元件,因此带来相当高的压力损失。容积式流量坟的压力损失要比同样口径和流量的涡轮流量计大。液体用仪表在zui大流量时黏度为1~5mPa . s,液体的压力损失在20~100kPa之间;低气压用仪表,腰轮式为200~500Pa,膜式为130~400Pa。要正确选择仪表勿使其达到不能接受的压力损失,尤其在测量高蒸气压的液体,过度的压降会导致气蚀,某些允许短时超流到测量上限120%的仪表更应注意这一问题。
3)流体腐蚀性。对于各种石油制品,采用铸钢铸铁制造;对于腐蚀性轻微的化学液体以及冷温水,用铜合金制造;对于纯水、高温水、原油、沥青、高温液体、化学液体、食品或食品原料,用不锈钢制造,容积式流量计的耐蚀性不是强项。食品生物制药业由于卫生要求,流量计需经常清洗消毒灭菌,与流体接触的零件必须用不锈钢及其他符合卫生要求的材料制成,结构上要易于拆卸.椭圆齿轮式\旋转活塞式流量计等在我国已有食品专用产品投放市场。
4)液体黏度对仪表性能影响。各种气体的黏度相接近,变化不大,对仪表性能可以说没有影响;若液体黏度相差较多,则对仪表性能带来一定影响。有些容积式流量计为适应黏度高达500Mp.s的液体,生产具有较大间隙等设﹕计措施的专用品种。容积式流量计虽然受一些液体黏度影响,但与差压式、浮子式、涡轮式等流量计相比,影响量要小得多。黏度对容积式流量计性能有三个方面影响,即测量误差、压力损失和流量范围。
5)压力与温度。所有仪表均规定了工作温度范围和zui大工作压力。zui大工作压力是指常温和冲击压力下承受的压力。当用于较高温度时必须降低zui大工作压力等级,有些产品使用说明书对此未作说明。急剧关闭或急剧开启阀门会产生水锤效应等冲压力,冲击压力可能超过工作压力,冲击压力还可能引起虚假读数,必要时装缓冲罐减少这类缺陷影响。温度影响仪表受压强度外,还因仪表测量元件受热胀改变测量室和间隙尺寸,影响测量精确度,间隙减小甚至使运动件卡住。因此用于较高温度时要预留特殊尺寸间隙来补偿,特别是不同材料组合使用时更要注意热膨胀系数的差异。温度变化还会改变液体黏度而引起流量示值变化。温度引起的测量元件尺寸变动改变测量室腔体积,例如椭圆齿轮流量计计量室和齿轮均为铸铁时,测量值变化0.33%/10℃;计量室为铸铁,齿轮为铸铝时则为14%/10℃。亦有采用自动温度补偿把计量室体积变化修正到一个认定的标准温度(如20℃),例如用一个输出传动比可作调整的装置来修正。当高温流体进入冷的流量计,在未达到热平衡前就启动,可能因间隙大而增加测量误差;温度超过规定值则运动测量元件可能被卡住。因此使用前要有适合的预热时间,并观察是否能正常运转。
6)压缩性。通常液体的压缩性可忽略不计,然而在高精确度测量油品时则不应忽视。API标准1101所列油品压缩系数在(5~20)*10-4/Mpa之间,例如重油压力从0.5Mpa升高到6Mpa时体积压缩0.45%。液化石油气的压缩性更大。气体有很大的压缩性,在低压下其体积缩小与压力增高成比率关系,大部分容积式流量计应用于低压状态,可直接换算,但在高压条件下体积缩小与压力增高不成比例,变化率减小,则应考虑使用气体的压缩系数。
7)脉动。除了螺杆式、刮板式等少数仪表外,大部分容积式流量计如椭圆式、腰轮式、旋转活塞式等,由于转动不等速,液体流过仪表会形成脉动,大流量时还会产生较大噪声甚至振动。
8)应用于测量气体。可应用于测量气体的有膜式气体流量计。湿式气体流量计、腰轮气体流量计和旋叶式气体流量计。
膜式气体流量计可靠性高,价格低廉,可用于煤气、天燃气和石油气等燃气耗量的总量计量。日常家用煤气表就是采用该流量计。湿式气体流量计即转筒式气体流量计,精确度高,范围度宽,性能稳定,可用于实验室作为气体流量标准装置的标准表。腰轮气体流量计、旋叶式气体流量计可用于各种中小气体流量的测量,但旋叶式气体流量计工作比较平稳,无振动和噪声。
9)应用于测量液化石油气。液化石油气槽车发送、加油站加液常用容积式流量计(如螺杆式)来计量。石油气在大气压条件下是气态,只有压力大于其蒸气压力时为液态。因此流量计的额定工作压力通常为2Mpa或更高。由于液化石油气黏度低,因此流量计必须有外加润滑剂的润滑系统。此外液化石油气用容积式流量计在任何时候即使停止运行,仪表、泵等必须充满液体,尽量避免空管或半空,因为未充满时液体蒸发在仪表等器件表面析出沉积,沉积垢屑将磨损仪表,缩短使用寿命。
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