在我廠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,我們開始嘗試使用浙江余姚生產(chǎn)的金屬轉(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。下面就金屬轉(zhuǎn)子流量計的特點及選型與使用問題做一簡述。
一、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(dá)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: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、金屬轉(zhuǎn)子流量計的選型
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(jìn)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(jìn)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;zui大用氧量:110m3/h;zui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×
=17.93kg/m3
(2)實際流量:
Qs=Q20ρ20/ρ
Qsmax=Q20maxρ20/ρ1=110×1.331/17.93=8.166
Qsmin=Q20minρ20/ρ1=10×1.331/17.93=0.742
(3)由金屬轉(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=8.166/0.2696=30.29
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)zui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(jì)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=0.2696×35×17.93/1.331=127.11
Q20min=0.2696QN下ρ1/ρ20=0.2696×3.5×17.93/1.331=12.711
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?;痉纤? 1m3~110m3的測量要求。
四、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(jìn)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)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,則不宜選擇金屬轉(zhuǎn)子流量計。
五、結(jié)束語
金屬轉(zhuǎn)子流量計的使用,解決了我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)。