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钢铁工业流量计选型及应用
关键字:流量计    日期:2019-10-17 9:14:46

摘要:本文介绍了在钢铁工业中常用的几种流量计的原理、特点和应用,讨论了在实际应用中选择流量计的原则。

流量计在钢铁工业生产中的应用非常广泛,涉及了水、煤气和蒸汽、氧气、氮气、氩气、压缩空气、工业燃气等流量的检测,是指导生产实际操作的可靠工具。

由于流量测量技术与流量计类型繁多,测量对象复杂多样,决定了流量计在应用技术上的复杂性。因此,流量计选型具有很强的技术性和实用性。首先必须了解清楚被测量对象的工况条件,物理化学性质,测量范围等;其次要掌握各种流量计的工作原理,以及它们的适用场合,使用条件和所具有的特性品质等。

1常用的几种流量计

根据流量计测量原理的不同,可分为力学原理、声学原理、电学原理、光学原理和热学原理等。下面介绍几种在钢铁工业生产中使用较多的流量计,即差压式流量计,电磁流量计,涡街流量计。

1.1差压式流量计

差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压、已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。差压流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换器和流量显示仪表)组成,根据检测件的形式对其分类,常用的有孔板流量计V锥流量计、弯管流量计和威力巴流量计等,二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计差压变送器和流量显示及计算仪表。

差压式流量计按其检测件的作用原理可分为:节流式、动压头式、离心式等几大类,其中以节流式应用最为广泛,典型代表是孔板流量计,但因其存在压损大的缺点,在某些应用场合中逐渐被威力巴流量计、V锥流量计所替代。离心式的弯管流量计因无压损、耐磨损、免维护等特性,近年来在煤气流量检测上得到了较为广泛的应用。

差压式流量计的特点是结构牢固、性能稳定可靠、使用寿命长、价格便宜。但测量精度普遍偏低,范围度窄,一般仅3141,现场安装条件要求高。

1.2电磁流量计

电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电性液体的仪表,流体通过一个磁场流动时,与磁场发生交互作用产生电荷,通过测量此电荷可以判定流速。

电磁流量计有一系列优良特性,可以解决其它流量计不易应用的问题,如脏污流、腐蚀流的测量。其特点是测量通道是光滑直管,不会阻塞,适用于测量导电性液体和含固体颗粒的液固二相流体,如净水、污水、纸浆等,不产生流量检测所造成的压力损失,节能效果好,所测得体积流量实际上不受流体密度、黏度、温度、压力和电导率变化的明显影响,流量范围大,口径范围宽,可应用腐蚀性流体。但是它不能测量电导率很低的液体,如石油制品,不能测量气体、蒸汽和含有较大气泡的液体,不能用于较高温度。

电磁流量计应用领域广泛,大口径仪表较多应用于给排水工程,中小口径常用于高要求或难测场合。在钢铁工业中,多用于水流量的测量,如炼铁高炉冷却壁冷却水流量的监测,炼钢连铸机二冷水流量的监测等。

1.3涡街流量计

涡街流量计是基于卡门涡街原理制成的一种流体振荡性流量计,即在流动的流体中放置一个非流线型的对称形状的物体(涡街流量传感器中称之为漩涡发生体),就会在其下流两侧产生两列有规律的漩涡即卡门涡街,其漩涡频率正比于来流速度。

涡街流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。其特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、黏度等参数的影响。无可动机械零件,因此可靠性高,维护量小。涡街流量计采用压电应力式传感器,可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作温度范围内工作。在钢铁工业中多用于蒸汽流量的测量。

2流量计的选型

流量计的选型对它能否成功使用往往起着很重要的作用,由于被测对象的复杂状况以及仪表品种繁多,产品质量难以掌握等情况,使得仪表的选型有一定难度。没有一种十全十美的流量计,各类仪表都有各自的特点,选型的目的就是在众多的品种中扬长避短,选择自己最合适的仪表,流量计的选型主要需了解仪表性能和被测对象情况的两方面,在现场使用中,不乏因对流体物性参数掌握不足或不准而使测量达不到要求的实例。

2.1选型原则

流量计的选型一般要综合考虑仪表性能、流体特性、安装条件、环境条件和经济因素5个方面。

2.1.1仪表性能

准确度、重复性、线性度、范围度、流量范围、信号输出特性、响应时间、压力损失等。

2.1.2流体特性方面

流体温度、压力、密度、黏度、磨蚀性、结垢、堵塞、混相、相变、电导率、声速、导热系数、比热容等。

2.1.3安装条件

管道布置方向、流动方向、检测件上下游侧直管段长度、管道口径、维修空间、电源、接地、辅助设备、过滤器、消气器、脉动等。

2.1.4环境条件

环境温度、湿度、电磁干扰、安全性、防爆、管道振动等。

2.1.5经济因素

仪表购置费、安装费、运行费、校验费、维修费、仪表使用寿命、备品备件等。

2.2选型步骤

(1)依据流体种类及5个方面考虑因素初选可用仪表类型。

(2)对初选类型进行资料及价格信息的收集,为深入的分析比较准备条件。

(3)采用淘汰法逐步集中到一两种类型,对5个方面因素要反复比较分析最终确定预选目标。

(4)当确定好流量计的类型后,进行流量计的设计计算:按照产品说明书提供的流量计参数,结合实际生产中给出的工艺条件,准确计算出所需流量计的管径,在流量方程中物性参数是主要参数之一,要使设计计算准确可靠,基本数据的提供是不可缺少的。

3结语

由上述可知,流量计发展到今天虽然已日趋成熟,但其种类仍然极其繁多,至今尚无一种对于任何场合都适用的流量计,每种流量计都有其适用范围,又都有局限性,在选择仪表时,一定要熟悉仪表和被测对象两方面的情况,并要兼顾考虑其它因素,这样测量才会准确。

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