上海儀表廠著重分析水平安裝浮子流量計的選型與使用方式方法

日前上海自動化儀表有限公司的能源動力的廠際計量中，一次檢測元件基本以孔板為主，由于某些用戶用量較小，一直存在著小信號無法準(zhǔn)確計量的問題。為解決這一問題，我們開始嘗試使用上海自動化儀表有限公司生產(chǎn)的水平金屬轉(zhuǎn)子流量計作為小流量計量的一次檢測元件，先后在特鋼廠氬氣計量系統(tǒng)、中型廠氧氣計量系統(tǒng)和機械廠氧氣計量系統(tǒng)中應(yīng)用，其中在中型廠氧氣計量系統(tǒng)中，金屬轉(zhuǎn)子流量計已穩(wěn)定運行數(shù)月，取得了良好的測量效果。下面就水平金屬轉(zhuǎn)子流量計的特點及選型與使用問題做一簡述。

      一、水平金屬轉(zhuǎn)子流量計的測量原理及特點

      金屬轉(zhuǎn)子流量計的測量部分由孔板和錐型浮子組成，當(dāng)流體向上流經(jīng)管子時，錐型浮子向上移動，在某一位置達到平衡，此時浮子與孔板的環(huán)隙保持一定，而環(huán)隙面積與浮子上升高度成正比，及浮子的某一高度代表著流過流量的大小，浮子上下移動時，以磁耦合的形式傳遞到外部指示器，使指示器的指針跟隨浮子的位移，并借助凸輪板使指針線性地指示流量的大小。

      特點：水平金屬轉(zhuǎn)子流量計結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，適用范圍廣，量程比高，一般為10：1。

      二、水平金屬轉(zhuǎn)子流量計的選型

      水平金屬轉(zhuǎn)子流量計當(dāng)測量液體時，一般以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（20℃）水來標(biāo)注刻度；測量氣體時，以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（20℃，絕壓0.1013MPa）下空氣標(biāo)注刻度。所以，當(dāng)對某一測量流體進行儀表選型時，應(yīng)將其流量范圍換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水或空氣流量，然后根據(jù)換算后的流量范圍對照金屬轉(zhuǎn)子流量計的標(biāo)準(zhǔn)刻度進行選型。

      下面以機械廠氧氣計量系統(tǒng)中鉚焊車間氧氣用量為例說明。原始數(shù)據(jù)如下：

      管徑：ф70×5；非常大用氧量：110m3/h；非常小用氧量：10m3/h；工作壓力：1.3MPa；工作溫度：30℃；當(dāng)?shù)仄骄髿鈮海?.1MPa。

      計算：

      （1）氧氣密度

      標(biāo)況下：ρ20=1.331kg/m3

      工況下：

      ρ1=ρ20×（P1T20/PNT1Z）=1.331×{（1.3+0.1）×（273.15+20）/[0.1013×（273.15+30）×0.992]}

          =17.93kg/m3

      （2）實際流量：

      Qs=Q20ρ20/ρ

      Qsmax=Q20maxρ20/ρ1=110×6

      Qsmin=Q20minρ20/ρ1=10×2

      （3）由水平金屬轉(zhuǎn)子流量計實際使用流體狀況下的流量修正公式：

      QNmax=Qsmax/0.2696=8.9

      QNmin=Qsmax/0.2696=0.742/0.2696=2.75

      式中：ZS（ZSN）為被測氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（工作狀態(tài)）下壓縮系數(shù)（一般情況ZS≈ZSN）；Qs為工況下氧氣的實際流量；QN為標(biāo)況下空氣的實際流量；ρN為標(biāo)況下空氣的密度（1.293 kg/m3）；PN為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；TN為標(biāo)準(zhǔn)溫度293.15 K；ρSN為標(biāo)況下氧氣的密度（即ρ20）；Ps為氧氣實際工作壓力（即P1）；Ts為氧氣實際工作溫度（即T1）。

      對照金屬轉(zhuǎn)子流量計產(chǎn)品的選型說明書，選LZDH-25（3.5~35）非常合適。

      三、二次表流量上限的設(shè)定

      還是以鉚焊車間用氧量為例，選用的二次表為濟南中環(huán)自動化研究所生產(chǎn)的補償式智能流量積算儀。中環(huán)表需設(shè)定的參數(shù)有：FH、PH、Ph、Ps、CH、Ch、Cs。

      其流量上限FH應(yīng)為金屬轉(zhuǎn)子流量計刻度上限所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氧氣流量，因為金屬轉(zhuǎn)子流量計的刻度為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣標(biāo)注，所以必須將其轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氧氣流量。

      由 Q20=Qsρ1/ρ20

      又 Qs=O.2696QN

      標(biāo)況下氧氣流量：

      Q20=0.2696QNρ1/ρ20

      Q20max=0.2696QN上ρ1/ρ20=0.2696×35×.11

      Q20min=0.2696QN下ρ1/ρ20=0.2696×3.5×11

      QN上（QN下）：即金屬轉(zhuǎn)子流量計按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣標(biāo)定的流量上（下）限。

      按所選型號為LZDH-25（3.5~35）的金屬轉(zhuǎn)子流量計，氧氣的測量范圍為12.711m3/h~127.11m3/h。基本符合所提1 1m3~110m3的測量要求。

      四、水平金屬轉(zhuǎn)子流量計在安裝及使用過程中的注意事項

      （1）流量計必須垂直安裝，所測流體自下而上經(jīng)流量計，進出口保證有5倍儀表口徑的直管段，對于新安裝的管路，流量計安裝前應(yīng)將管道沖洗干凈。
      （2）為便于檢修和更換流量計，在儀表安裝時需接旁道管路。
      （3）在流量計上游應(yīng)安裝閥門，在下游5~10倍儀表口徑處安裝流量調(diào)節(jié)閥。對于小口徑儀表在上游應(yīng)安裝過濾器，若被測介質(zhì)中含有磁性物質(zhì)，則應(yīng)在流量計前安裝磁過濾器。
      （4）當(dāng)被測介質(zhì)較臟時，應(yīng)及時清洗管子與浮子。
      （5）水平金屬轉(zhuǎn)子流量計的測量準(zhǔn)確度一般為2.5級，當(dāng)要求測量準(zhǔn)確度較高時，則不宜選擇水平金屬轉(zhuǎn)子流量計。

      五、結(jié)束語

      水平金屬轉(zhuǎn)子流量計的使用，解決了上海自動化儀表廠長期以來小流量無法準(zhǔn)確計量的難題，使我廠的能源計量工作更加完善，也為各二級廠礦的成本核算提供了更加可靠的結(jié)算數(shù)據(jù)