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涡轮流量计原理、安装、使用及标定问题
点击次数:483 发布时间:2014-09-29

一、前言
测量敞开或封闭管道中的流体流动的仪表称之为流体流量计。在化工液氨生产中,对液氨流量进行计量是很重要的一个环节。国内外化工企业对液氮的计量大多都是选用涡街流量计和涡轮流量计,在个别情况下选用质量流量计。由于涡街流量计在实际运用中测量精度不如涡轮流量计,因此,在合成氨厂的液氨计量中多数都是涡轮流量计。
二、涡轮流量计原理及安装
涡轮流量计由涡轮、前置放大器、轴承及显示仪表组成。当被测流体冲击涡轮叶片时,涡轮进行旋转,涡轮的转速与流量的变化成正比,流量大,转速大。涡轮的转速由磁电转换装置转换为相应频率的电脉冲,该脉冲被放大后由显示仪表进行计数和显示。被测流体的瞬时流量和累积流量是根据单位时间内的脉冲数、累计脉冲数算出。
当被测流体沿着管道轴线方向流动冲击涡轮叶片时,有Q=f/ktu。
式中Q为流量,f为电脉冲频率,k为仪表系数。管道内被测流体冲击涡轮叶片,使涡轮转动。当涡轮转动时,叶片会周期性地切割电磁铁产生的磁力线,从而改变线圈的磁通量。根据电磁感应原理,线圈里会感应出脉动的电势信号,该信号的变化频率与被测流体的流量成正比。
涡轮流量计对于流量很敏感,流量过大或过小都会造成测量误差,所以量程选在仪表量程的1/3到2/3。对于不同的流量管径选择也不同,实际使用中按照表1选择。
图片1
在合成氨厂的液氨计量中选用涡轮流量计,滚珠轴承、不锈钢叶轮结构的流量计。另外,无轴承的流量计由于具有高精度、耐腐蚀、无机械磨损的特性,也得到极大的应用。
涡轮流量计在安装时,流速分布不均和管内二次流的存在是影响涡轮流量计测量准确度的重要因素。要准确测量流量就需要一个稳定、均匀的流场。在管道中,要产生这种流场,就要求一定的直管段作为支持。对于直管段的具体要求可见表2。
图片2
在合成氨厂应用中,多数都是将流量计安装在液氨槽出口的管道上。实际运行效果来看, 由于液氨中混有气氨和流量不稳定的原因.
zui后产生了较大的计量误差。为了保证测量准确、减小所受扰动。在实际运行中,采取在液氨槽的后端加入一个中间槽,对氨进行稳定及进一步的分离。运行效果表明,采用这种方法后,对液氨的计量更加准确。涡轮流量计对流体的清洁度有较高要求,在流量计前须安装过滤器来保证流体的清洁,还要保证通过流量计的液体是单相的。另外,安装时还需注意二次表的安装地点应该保持整洁和干燥。二次表与变送器的连接线应严格使用厂家提供的标准屏蔽线,禁止自行任意采用线缆连接,否则会极大地影响测量结果。
三、涡轮流量计的使用及标定问题
根据涡轮流量计在合成氨厂的使用情况及发现的问题,对其在使用中出现的问题进行总结如下。
1.液氨流量波动对涡轮流量计的测量结果会产生影响,通过在开停车时,暂停涡轮流量计的使用,避开流量波动较大的时刻。
2.流量计安装现场的温度变化会使流量计材料发生热胀冷缩现象,造成涡轮流量计内部零部件尺寸变化,从而叶轮转速改变影响了测量精度。针对此问题,可按照温度变化曲线,进行人为的温度补偿,以消除温度造成的涡轮流量计的计量误差。
3.在涡轮流量计测量流体时, 由于流体的粘稠度不同,在叶轮上产生的阻尼力也不同。对于粘稠度大的流体,因为产生的阻尼力大,使得测量下限上升,线性测量范围缩小。尤其是在测量小流量时,测量误差很大。在运行中要解决这个问题,就必须选择结构精良的轴承类型,对被测流体进行严格的过滤,适时合理更换轴承。
4.多数情况下,涡轮流量计的轴承都会有磨损的问题。要保证被测流体洁净以及防止涡轮被卡住,在流量计的前端zui后加装过滤装置另一方面,尽量选用钢滚珠轴承及无轴承、耐腐蚀、无机械磨损、高精度的无轴承涡轮流量计。
使用涡轮流量计的过程中,必须按照JJG 1037-2008 《涡轮流量变送器检定规程》进行标定。送检前,要对变送器进行全面清洗和绝缘检查,否则有可能造成标定的结果误差超标。

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