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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、含顆粒雜質介質的工況

(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;礦山開采中的礦漿則包含礦石顆粒、尾礦等。這些雜質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:其結構設計,流體在通過 V 錐時,流束會被逐漸收縮并在錐后形成穩定的流場。這種結構能有效減少顆粒雜質在節流元件處的堆積,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構,沒有阻礙流體流動的部件,減少了顆粒雜質對測量的干擾。不過,使用電磁流量計需要注意介質的導電性,一般要求介質的電導率大于 5μS/cm 。例如在一些工業生產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揮良好的測量作用。

二、強腐蝕性介質的工況

(一)硫酸、氫氧化鈉等強酸強堿溶液應用場景

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

(二)適用流量計類型

  1. 襯氟材質節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時,節流裝置采用襯氟材質是很好的選擇。氟塑料具有優異的化學穩定性,能夠抵抗大多數強酸強堿的腐蝕。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在強腐蝕性環境下長期穩定運行,準確測量流量。例如在硫酸生產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生的感應電動勢來測量流量。對于強腐蝕性的酸、堿液介質,采用抗酸堿內襯的電磁流量計,如內襯聚四氟乙烯(PTFE)等材質,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的測量需求。在一些化工企業的酸堿中和反應過程中,抗酸堿內襯電磁流量計就能夠穩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的接觸,從而適用于強腐蝕性介質的流量測量。例如在一些儲存和輸送強腐蝕性介質的管道上,外夾式超聲波流量計安裝方便,且能有效避免介質腐蝕對流量計造成的損壞。

三、高溫高壓介質的工況

(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境下進行,如原油蒸餾、催化裂化等裝置中的介質輸送管道;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,一般蒸汽溫度可達上百攝氏度,壓力可達數兆帕。

(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,節流裝置需采用耐高溫高壓的特殊材質,如耐高溫合金鋼等。同時,引壓管的設計也至關重要,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流元件會經過特殊的熱處理工藝,以確保在高溫下尺寸穩定,引壓管會采用多層密封結構和特殊的隔熱材料,保證測量的準確性和系統的安全性。

  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過特殊處理,能夠適應高溫環境。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。其內襯材料和電極材料會選用耐高溫的材質,如內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揮其優勢,準確測量流量。但在高壓環境下,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生氣體,導致管道內出現氣液混合的情況;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會對普通流量計的測量精度產生較大影響。

(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,超聲波能夠較好地穿透氣液混合介質,通過測量超聲波在介質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中油和氣體各自的流量,為生產過程的控制和管理提供重要的數據支持。其測量原理通常基于多相流的流動特性,如利用差壓、電容、電導等多種參數來識別和計算氣液相的比例和流量。

五、高粘度介質的工況

(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,以保證生產過程的順利進行;潤滑油在一些大型機械設備的潤滑系統中,其流量的準確測量對于設備的正常運行和維護至關重要。

(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動來測量流體體積。對于高粘度介質,由于其流動性較差,橢圓齒輪在高粘度介質的推動下能夠穩定地轉動,且測量精度較高。例如在潤滑油的灌裝生產線中,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推動橢圓齒輪轉動時,每轉一圈所排出的介質體積是固定的,通過測量橢圓齒輪的轉動圈數就可以計算出介質的流量。

  1. 雙轉子流量計:雙轉子流量計采用兩個相互嚙合的轉子,利用轉子的轉動來測量流體流量。它對于高粘度介質具有較好的適應性,能夠在高粘度介質的作用下平穩運行,且具有較低的壓力損失。在一些重油輸送管道中,雙轉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,高粘度介質推動雙轉子同步轉動,通過檢測轉子的轉動角度或轉數來計算流量。


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