摘 要：針對化工企業(yè)流量儀表選型困難的問題，介紹了旋進流量計與轉子流量計的工作原理，并將這兩種流量計進行了特性對比，得出了在中小管徑中含顆粒物的化工介質、密度發(fā)生變化的介質工況下，旋進流量計比轉子流量計更有優(yōu)勢的結論。

 

    引言

    在化工企業(yè)中，流量儀表在生產(chǎn)過程控制、能源計量等活動中是非常重要的測量設備，它的選型和配置是否合理將直接影響化工運行效率和產(chǎn)品質量。因此，針對不同的測量目的、實際工況、介質參數(shù)等，儀表的配置選型非常重要。由于儀表種類繁多，儀表選型要依據(jù)測量介質、儀表工作特性進行綜合考慮，結合現(xiàn)場經(jīng)驗設計非常有效的解決方案。通常情況下，選用沒有運動部件的流量儀表，這種儀表在現(xiàn)場使用中更穩(wěn)定、更可靠。結合筆者多年的現(xiàn)場使用情況得出以下結論：在中小管徑中，含顆粒物的化工介質、密度發(fā)生變化的介質在流量儀表的使用效果上，旋進流量計比轉子流量計更有優(yōu)勢。

 

 

    旋轉頻率由信號檢測體（壓電）測得，通過信號處理器被轉換成4～20 mA的標準電流輸出信號，也可以不經(jīng)轉換直接輸出脈沖頻率信號。旋進流量計原理如圖2所示。

 

 

    1.2 轉子流量計

    轉子流量計 （圖3） 的工作原理：通過改變流體的流通面積，保持轉子上下的差壓恒定，故又稱為變流通面積恒差壓流量計，也稱為浮子流量計。測量部分流向自下而上為倒錐管，浮子隨流量大小懸停在任何位置，浮力+差壓力=重力。流量增大時，浮子上移則流通面積增大，通過改變流通面積實現(xiàn)恒差壓。

 

 

    2 兩種流量計特性比對

    旋進流量計和轉子流量計的特性對比如表1所示。

 

 

 

    通過表1的對比分析，根據(jù)儀表優(yōu)缺點可知，在流量較小時，這兩種流量計從原理上說都可以選擇，但在實際運用中有差異。

    轉子流量計的小流量測量必須選擇輕質材料 （塑料等）的浮子，而且浮子通過上下運動工作，會造成以下幾個主要缺陷：

   （1）不能耐受介質沖擊，如果流量波動大（例如閥門快速開啟），浮子太輕會被吹翻或卡在軌道上，造成損壞無法工作；（2）帶有一些顆粒物（有一定黏性）的介質，會附著在浮子上，造成計量誤差或無法工作，嚴重時浮子被卡住形成斷流，帶來嚴重的安全隱患。（3）轉子流量計的浮子是根據(jù)被測介質的密度設計，當被測介質的密度與設計密度發(fā)生變化時，必須及時修正。如果測量介質的密度發(fā)生了變化或者測量變組分的介質，轉子流量計都不能準確計量甚至得到的是無效的計量數(shù)值。（4）通常情況下，轉子流量計必須垂直安裝，限制了現(xiàn)場管道的位置。而旋進流量計鑒于它的原理和特性，正好可以規(guī)避上述問題，同時具有和轉子流量計相同的優(yōu)點，完全可以取代轉子流量計，且使用壽命更長、計量精度更準確。

 

    3 現(xiàn)場應用案例分析

    3.1 某廠紡絲裝置的現(xiàn)場應用案例

    鑒于旋進流量計在測量小流量方面的突出優(yōu)勢，某廠在2016年的老區(qū)紡絲車間試用了3臺旋進流量計，具體情況如下：之前用轉子流量計測量中和浴液 （含H2SO4/ Na2SO4），DN25口徑測量范圍為1～5 m3/ h，由于壓縮機工作時壓力不穩(wěn)定，經(jīng)常會造成轉子流量計的浮子在沖壓下被打翻，造成卡殼，無法計量介質。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，由于該位置的流量很低，一般流量計的下限無法滿足測量需求，但是旋進流量計的下限更低，DN20口徑的測量范圍為0.4～6 m3/ h，優(yōu)于轉子流量計的測量范圍（2～16 m3/ h）。經(jīng)過多方商討，將轉子流量計改為旋進流量計。經(jīng)過一年的使用觀察，現(xiàn)場實際使用效果良好，解決了一個工藝難題。隨后，該廠陸續(xù)在新區(qū)甲醇、醋酸乙烯裝置、紡絲、PVA等車間裝置進行了旋進流量計替換轉子流量計的改造工作，總數(shù)超過40套，且運行效果明顯。

 

    3.2 蒸汽管線分支，小管徑、低流速的測量應用

    該流量計應用位置處于蒸汽管線分支，DN20管徑，蒸汽溫度180 ℃，常用流量25 kg/ h，原先工廠選用的是金屬轉子流量計，在垂直管道上安裝，由于管線較長、保溫層老化等原因，管道中存在少量凝結水，隨著蒸汽高速流動，對轉子造成沖擊進而損壞儀表。選用其他流量計又無法解決小流量準確測量問題，非常終選用安裝了旋進流量計解決了該問題。某石化裝置選用旋進流量計解決了直管段不足等流場問題，如圖4所示。

 

 

    4  結語

    綜上所述，在中小管徑中含顆粒物的化工介質及密度發(fā)生變化的介質，在流量儀表的使用效果上，旋進流量計比轉子流量計更有優(yōu)勢。我們更應注意在流量儀表的實際選型工作中，要了解儀表的原理和特性，關注測量介質的狀態(tài)參數(shù)，并積極和有經(jīng)驗的儀表制造廠商進行技術聯(lián)絡，以便做出非常優(yōu)的儀表選擇。

 

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