石油化工行業(yè)常見流量儀表的選用

1 流量計(jì)的分類

上海上自儀公司流量計(jì)按計(jì)量方式可分為體積計(jì)量和質(zhì)量計(jì)量兩大類。體積計(jì)量可分為速度式、變面積式、容積式和差壓式。速度式流量計(jì)包括超聲波流量計(jì)、渦街流量計(jì)、電磁流量計(jì)、靶式流量計(jì)、渦輪流量計(jì)。變面積式 ：浮子式流量計(jì)、活塞式流量計(jì)。容積式 ：橢圓齒輪流量計(jì)、刮板式流量計(jì)、羅茨流量計(jì)及雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)。

差壓式：文丘里流量計(jì)、孔板流量計(jì)、平衡流量計(jì)、皮托管、均速管、阿牛巴、楔式流量計(jì)、矩形流量計(jì)、V 錐流量計(jì)等。質(zhì)量計(jì)量分為科里奧利質(zhì)量流量計(jì)和熱式質(zhì)量流量計(jì)。

2 石化行業(yè)常見的幾種流量計(jì)

2.1 質(zhì)量流量計(jì)

科里奧利質(zhì)量流量計(jì)是根據(jù)流體在振動(dòng)管中流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生一種與流體質(zhì)量流量成正比的科里奧利力制成的直接式質(zhì)量流量儀表。主要用于貿(mào)易結(jié)算、高精度過程測量控制、性能考核計(jì)量等。例如測量原油及各種油品、液體原料、化工產(chǎn)品、催化劑、阻聚劑的測量和計(jì)量等，也可以用來測量雙向流體和微小流量。強(qiáng)振動(dòng)、強(qiáng)磁場、流體中有水擊效應(yīng)、強(qiáng)脈動(dòng)流、夾帶氣流等場合，不應(yīng)選用科里奧利質(zhì)量流量計(jì)。熱式質(zhì)量流量計(jì)是利用流體與熱源之間的熱量交換的關(guān)系測量流量的儀表。分為熱分布式和熱消散式兩種。熱式質(zhì)量流量計(jì)響應(yīng)慢，不宜用于脈動(dòng)流體，組分變化大、黏性或臟污流體流量測量。

熱分布式質(zhì)量流量計(jì)用于超凈氣體，如 H 2 ，NH 3 等流量測量 ；熱消散式質(zhì)量流量計(jì)用于 HVAC、給排水、水處理、風(fēng)機(jī)量、大氣排放等。

熱式質(zhì)量流量計(jì)用于測量低流速的微小流量，N 2 ，O 2 ，H 2 等雙原子氣體，無活動(dòng)部件，可靠性高，測量范圍寬。在測量微小氣體流量時(shí)，確保配管干凈，吹掃并在傳感器前加雙過濾器。

2.2 電磁流量計(jì)

電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律原理制造的一種測量導(dǎo)電液體的流量計(jì)，從它的測量原理上可以看出其局限性 ：不能測量蒸汽與氣體，所測介質(zhì)必須導(dǎo)電，且電導(dǎo)率不能低于5μs/cm。其優(yōu)勢是可以測量臟污、黏稠及腐蝕性流體，如紙漿、泥漿、污水等。不產(chǎn)生流量檢測而造成的壓力損失，流量范圍大，口徑范圍寬，對(duì)于大口徑管道可以采用插入式電磁流量計(jì)。

電磁流量計(jì)的電極和襯里都是與被測介質(zhì)直接接觸的，因此對(duì)于被測介質(zhì)的腐蝕性和操作溫度來選擇合適的電極和襯里材料。

2.3 渦街流量計(jì)

渦街流量計(jì)是根據(jù)卡門渦街原理研究生產(chǎn)的，主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量，適用的流體種類多，如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大，精度較高。缺點(diǎn)是不適用于低雷諾數(shù)流體的測量，安裝所需直管段較長，管道振動(dòng)較大的場合不宜選用渦街流量計(jì)。

2.4 渦輪流量計(jì)

渦輪流量計(jì)是葉輪式流量計(jì)的主要品種，傳感器采用多葉片的轉(zhuǎn)子通過流體的平均流速從而得到流量。適用于自來水、汽油、柴油、輕質(zhì)成品油，空氣、天然氣等低黏度介質(zhì)的流量測量，非常高精度可達(dá) ±0.5% 和 ±0.2%。局限性：不能夠長期保持其校驗(yàn)特性，需要定期進(jìn)行校驗(yàn)；普通型渦輪流量計(jì)不能測量高黏度介質(zhì) ；傳感器需要上下游直管段較長，可以加裝整流器來減小直管段長度 ；對(duì)介質(zhì)的清潔度要求較高，盡管可以加裝過濾器除去介質(zhì)中雜質(zhì)，但加裝過濾器會(huì)增加壓力損失同時(shí)會(huì)增加維護(hù)量。

2.5 差壓式流量計(jì)

差壓類流量儀表的種類較多，如上文提到的孔板流量計(jì)、平衡流量計(jì)、皮托管、均速管、阿牛巴、楔式流量計(jì)、矩形流量計(jì)、V 錐流量計(jì)等。差壓式流量計(jì)是根據(jù)流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生差壓從而實(shí)現(xiàn)流量的計(jì)量。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置包括孔板、噴嘴、文丘里噴嘴及文丘里管。非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置包括：限流孔板、偏心孔板、平衡流量計(jì)、楔形流量計(jì)、均速管等。

差壓式流量計(jì)的種類比較多，現(xiàn)就非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的平衡式流量計(jì)的應(yīng)用情況作以簡單介紹。平衡流量計(jì)的測量原理是根據(jù)伯努利能量守恒定律，實(shí)現(xiàn)等雷諾數(shù)、動(dòng)量平衡。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)的多孔圓盤節(jié)流裝置的傳感器（平衡流量傳感器），當(dāng)流體穿過多孔圓盤節(jié)流裝置時(shí)，流體被傳感器平衡調(diào)整，渦流被非常小化進(jìn)而形成理想流場，通過節(jié)流裝置取壓獲得差壓從而計(jì)算出流體流量。

3 流量計(jì)的選型原則

流量儀表的合理設(shè)計(jì)選型應(yīng)是在滿足使用要求的前提下，儀表的可靠性高，維護(hù)方便，費(fèi)用節(jié)省的方案。流量儀表的選用需要考慮的因素主要包括 ：流體特性、流量計(jì)特性要求、安裝條件、環(huán)境條件以及費(fèi)用。此外，流量儀表的選用不能完全追求高性能、高精度，這樣不僅增加采購費(fèi)用，同時(shí)備品備件的費(fèi)用也會(huì)增加。

4 結(jié)束語

流體流量的準(zhǔn)確測量和調(diào)節(jié)是保證石油化工生產(chǎn)過程安全、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低能源消耗的基礎(chǔ)。由于流量測量的介質(zhì)的復(fù)雜性和多樣性，沒有通用型的流量計(jì)，上海上自儀公司沒有一種流量計(jì)能夠適用于任意不同條件的各類介質(zhì)。每一種流量計(jì)都有其測量的優(yōu)勢和局限性，不同原理、不同結(jié)構(gòu)、不同功能的流量計(jì)在其各自適用的范圍內(nèi)發(fā)揮作用。因此流量計(jì)的選用需要遵循標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及選型原則同時(shí)綜合考慮影響流量測量的各種因素。