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流量检测仪表一.概念流量是工业生产过程中一个重要的参数。流量就是单位时间内流经某一截面的流体数量。流量可用体积流量和质量流量来表示，其单位分别用m³/h、L/h、kg/h、t/h、L/min等。流量计是指测量流体流量的仪表，它能指示和记录某瞬时流体的流量值。1.1流量测量仪表维护的意义1.流量测量技术和仪表类型繁多，测量对象复杂多样，决定了流量测量仪表在应用技术上的复杂性。2.它与传统意义上度量衡计量器具的应用有很大差别，它不是简单地将流量计安装好，开表投运就一定能达到测量目的。3.有专家对现场安装使用着的千余台流量仪表进行调查，发现约有60％所选择的测量方法不是最合适或不正确，其余的40％中，约有一半虽然测量方法合适，却存在现场布置和安装的不合理现象，这些不合适、不正确和不合理，带来了相应的测量误差。4.在实验室，流量计可以得到极高地精确度，但是在使用现场，一旦流体条件或环境条件有大的变化，不仅精确度无法保证,甚至无法进行正常测量。结论：流量测量是一种强烈依赖于使用条件的测量1.2流量测量仪表的分类工业上常用的流量仪表可分为三大类1.速度式流量计：以测量流体在管道中的流速作为测量依据来计算流量的仪表。如差压式流量计、转子流量计、电磁流量计、智能式漩涡流量计计、冲量式流量计、超声波流量计、靶式流量计、堰式流量计和叶轮水表。2.容积式流量计：它以单位时间内所排出的流体固定容积的数目作为测量依据。如椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、刮板式流量计和活塞式流量计。3.质量流量计：这是一种以测量流体流过的质量M为依据的流量计。质量流量计分直接式和间接式两种。直接式质量流量计直接测量质量流量。例如量热式、角动量式、陀螺式和科里奥利力式等质量流量计。间接式质量流量计是用密度与容积流量经过运算求得质量流量的。质量流量计具有测量精度不受流体的温度、压力、粘度等变化影响的优点，是一种发展中的流量测量仪表。三.流量计的原理1.速度式流量计差压式流量计转子流量计电磁流量计智能式漩涡流量计冲板式流量计超声波流量计靶式流量计堰式流量计叶轮水表2.容积式流量计椭圆齿轮流量计腰轮流量计刮板式流量计活塞式流量计3.质量流量计直接式质量流量计：量热式角动量式陀螺式科里奥利力式间接式质量流量计推导式质量流量计四.差压式流量计原理1.差压式（也称节流式）流量计是基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的。它是目前生产中测量流量最成熟、最常用的方法之一。2.差压式流量计测量流量的四要素：具有一定能量的流体、节流装置、引压导管、差压变送器。3.标准节流装置：孔板、喷嘴、文丘里管；节流装置的取压方式就孔板而言有（角接、法兰、径距、理论、管接）等5种，喷嘴而言只有（角接、径距）两种。我国国家规定的标准节流装置取压方法为两种，即角接取压法和法兰取压法。标准孔板采用角接取压法和法兰取压法两种；标准喷嘴（或文丘里管）采用角接取压法。4.标准节流装置适用范围：标准节流装置仅适用于测量管道直径大于50mm，雷诺数在10000～100000以上的流体，而且流体应当清洁，充满全部管道，不发生相变。此外，为保证流体在节流装置前后为稳定的流动状态，在节流装置的上、下游必须配置一定长度的直管段。遵循“能量守恒定律”5.流量基本方程式体积流量Q＝aεF。√2△p∕ρ1质量流量M=aεF。√2△Pρ1式中M---质量流量，㎏/s;Q---体积流量，m³/sα---流量系数；ε---流束膨胀系数；F。---节流装置开孔截面积，m²；ρ1---流体流经节流元件前的密度，㎏/m³；р---节流元件前后压力差，即△р＝р1－р2，Рα。孔板测量原理Ⅰ.静压力升高Ⅱ.流速最大Ⅲ.复原v1v3v24.1差压差压流量计特点一.特点1.节流装置结构简单、使用寿命长。2.适应性广几乎能够测量各种工况下的单项流体和高温、高压下的流体流量。3.标准节流装置已经不需要单独标定，精确度可达±1％。4.配套的差压变送器种类很多。5.节流装置的设计、加工和安装要求严格，上、下游需要有足够的直管段长度（经验数据为上游8D，下游5D）。6.其测量范围较窄，一般为3：1，压力损失较大。7.仪表刻度为非线性。仅适用于测量管道直径大于50mm，雷诺数在10000～100000以上的流体。8.有时维护工作量较大。4.2差压流量计的安装注意事项1.节流装置安装时所用的垫片的内径，应比管道内径大2～3mm，可避免紧固时产生突出部分，影响测量精度。2.节流装置安装在管道中应保持节流装置前端面与管道轴线垂直，不垂直度不超过±1％。3.节流装置的设计、加工和安装要求严格，上、下游需要有足够的直管段长度（经验数据为上游8D，下游5D。4.导压管应下顷一定的坡度（至少有1：20～1：10），便于气泡冒出。5.加装隔离罐时，两个隔离罐的水平高度要一致。6.安装时取压孔的方向应符合下列规定：气体气体蒸汽蒸汽液体液体4.3差压式流量计造成测量误差的原因：(1).被测流体工作状态的变动(2).节流装置安装不正确(3).孔板入口边缘的磨损(4).导压管安装不正确，或有堵塞、渗漏现象(5).差压计安装或使用不正确五.流量测量仪表故障分析5.1仪表与工艺生产的关系1.化工（石化）生产过程中经常出现仪表故障现象。由于检测与控制过程中出现的故障现象比较复杂，正确判断、及时处理仪表故障，不但直接关系到化工生产的安全与稳定，涉及到化工产品的质量和消耗，而且也最能反映出仪表工实际工作能力和业务水平，也是仪表工能否获得工艺操作人员信任、彼此配合密切的关键。2.由于化工生产操作管道化、流程化、全封闭化等特点，尤其是现代化的化工企业自动化水平很高，工艺操作与检测仪表休戚相关，因此工艺人员常通过检测仪表显示的各类工艺参数，诸如反应温度、物料流量、容器的压力和液位、原料的成分等等来判断工艺生产是否正常，产品质量是否合格，并根据仪表指示做出提量或减产、甚至停车等决定。3.仪表指示出现异常现象（指示偏高，偏低，不变化，不稳定等等）本身包含两种因素：一是工艺因素，仪表忠实的反映出工艺异常情况；二是仪表因素，由于仪表（测量系统）某一环节故障而出现工艺参数误指示。这两种因素总是混淆在一起，很难马上判断出来，有经验的工艺操作人员往往首先判断是否是工艺原因。4.仪表工要提高仪表故障判断能力，除了对仪表的工作原理、结构、性能特点熟悉外，尚需熟悉测量系统中每一个环节，对工艺介质的特性、化工设备的特性也应有所了解，这能帮助仪表工拓宽思路，有助于分析和判断故障现象下面分别介绍流量检测与控制系统故障判断思路。5.2流量检测仪表故障判断思路故障现象：流量指示不正常，偏高或偏低。以电动差压变送器为例。仪表工在处理故障时应向工艺人员了解故障情况，了解工艺情况，如被测介质情况,生产是否平稳。故障处理可以按图5－2－1所示思路，采用“排除法”进行判断和检查，以达到处理故障的目的。图5－2－1流量检测仪表故障判断YY检查显示仪表输入信号：1．有开方器，应检查开方器输入信号2．DCS控制查输入接口检查差压变送器零位（关正负取压阀，开平衡阀）检查三阀组检查导压管有否堵．充隔离液有否冲走．校正差压变送器．检查安保器、电源系统工艺原因：1．流量实际工况偏离设计工况甚大2．流量传输系统阻力分配不平衡，诸如造成离心泵扬程太小，流量过大3．工艺介质存在气液两相4．工艺管道内有堵塞现象，造成局部涡流等流量指示正常1．调校显示仪表2．调校开方器调零点平衡阀是否内漏．打开排污阀排污．重新加隔离液．就地或送检定室校正．检查信号线路YYYNNNNN常见故障处理实例实例一.某化工企业再生装置加热蒸汽流量指示调节FIC－1101，采用差压流量计测量蒸汽流量。故障现象：蒸汽流量指示慢慢下跌，或者说流量指示不断地偏低。答案实例二.某化工企业再生装置加热蒸汽流量指示调节FIC－2101，采用差压流量计测量油料流量。故障现象：指示值经常出现突然下跌后又自动恢复的现象。答案实例三.某装置重油流量指示调节FIC－6101，采用差压流量计测量油料流量，量程0～3kpa。冬天隔离液中兑的甘油较多。故障现象1：工艺人员反应该流量表投自动波动大，处理一：仪表人员让工艺人员将该表改手动控制，该流量表波动仍大。于是，怀疑引压管不畅。用甘油泵打甘油疏通引压管。投用，流量表波动变小。故障现象2：工艺人员反应该流量表指示偏大。流量仪表的日常维护过程检测与控制仪表的日常维护是一件十分重要的工作，它是保证生产安全和平稳操作诸多环节中不可缺少的一环。仪表日常维护保养体现出全面质量管理预防为先的思想，仪表工应当认真做好仪表的日常维护工作，保证仪表正常运行。仪表日常维护大致有以下几项工作内容：1、巡回检查；2、定期润滑；3、定期排污；4、保温伴热；5、故障处理。流量控制回路参数整定流量测量回路具有控制通道滞后较小、响应快、负荷变化不大的特点。1.一次表加大适当的阻尼时间2.比例度不能放的太小3.积分时间可以适当放小椭圆齿轮流量计一.原理椭圆齿轮流量计的测量部分是由两个互相啮合的椭圆形齿轮、轴和壳体（它与椭圆形齿轮构成计量室）等组成。其测量原理如图2－1－28所示。当被测流体流过椭圆齿轮流量计时，它将带动椭圆齿轮旋转，椭圆齿轮每旋转一周，就有一定数量的流体流过仪表，只要用传动及累积机构记录下椭圆齿轮的转数，就能知道被测流体流过仪表的总量。当流体流过齿轮流量计时，因克服仪表阻力必将引起压力损失而形成压力差△p=p1－p2，p1为入口压力，p2为出口压力。在此△p的作用下，椭圆齿轮A将受到一个合力矩的作用，使它绕轴作顺时针转动，而此时椭圆齿轮B所受到的合力矩为零。但因两个椭圆齿轮是紧密啮合的，故椭圆齿轮A将带动B绕轴作逆时针转动，并将A与壳体之间月牙形容积内的介质排至出口。显然，此时A为主动轮，B为从动轮当转至中间位置时，齿轮A与B均为主动轮。当再继续转至所示位置时，A轮上的合力矩为零，而作用在B轮上的合力矩增至最大，使它继续向逆时针方向转动，从而也将B齿轮与壳体间月牙形容积内的介质排至出口。显然这时B为主动轮，A为从动轮，这与图中（a）所示的情况刚好相反。齿轮A和齿轮B就这样反复循环，相互交替地由一个带动另一个转动，将被测介质以月牙形容积为单位，一次一次地由进口排至出口。椭圆齿轮转过1/³周的情形，在这段时间内，仪表仅排出了其量为一个月牙形容积的被测介质。所以，椭圆齿轮每转一周所排出的被测介质量为月牙形容积的4倍，因而从齿轮的转数便可以计算出介质的数量。通过流量计的体积总量V为：V＝4nVo=4n(1/2R²-1/2ab)δ=2n(R²-ab)δ式中n――椭圆齿轮的旋转次数；V0――椭圆齿轮与壳体间形成的月牙形体积；R――壳体容室的半径；b――椭圆齿轮的长半轴和短半轴；δ――椭圆齿轮的厚度。二.使用和维护注意事项1.安装使用前应核实流量计的规格、测量范围、工作压力、工作温度；当测量腐蚀性介质时，应注意流量计的材质是否符合要求。2.在连续使用的生产线上安装流量计时，应设置旁路管线和阀门，以便于清扫和检修。3.流量计安装时要保证椭圆齿轮处于水平位置，尽量避免安装于立管上。4.当流量计安装在水平管道上时，应将流量计安装在主管线上（旁路管线设置在主管线下方）；当流量计安装在垂直管道上时，应将流量计安装在旁路管线上，以免杂物堵塞。5.流量计启用应首先开启旁路线阀，然后打开流量计入口阀，再缓慢打开出口阀，在打开出口阀的同时一定要密切注视流量计指针的移动速度，工作正常时再关闭旁路阀。这时应注意表的运转情况。如出现异常现象，应立即打开旁路阀。6.实际流量应在流量计流量范围的50％～80％以内为宜。7.严禁使用蒸汽吹扫流量计，避免造成椭圆齿轮转子及流量计计量室的损坏。8.不准在汽液两相状态下输送介质进行测量。三.基本误差