沼气流量计

一、概述

  沼气流量计出现于20世纪60年代,最初主要用于解决高粘度、低雷诺数流体的流量测量问题。

  我国于70年代开始开发该种仪表,由于受当时技术水平的限制,主要有气动沼气流量计和矢量机构电动沼气流量计两种类型。因为品种单一、调试繁琐、密封不可靠、抗力差等原因,致使沼气流量计在80年代至90年代初几乎退出市场。随着电子技术的飞速发展及新型传感器技术的涌现,沼气流量计在测量精度、抗干扰性、密封可靠性、校验调试等方面都有很大进步,重新获得了市场认可,成为流量测量的常用设备。据统计,近几年我国市场沼气流量计的需求量平均约为1.2~1.5万台。

  智能沼气流量计集流量，温度，压力检测功能于一体，采用*的单片机技术和电容式力传感器，产品无可动部件，抗振动、杂质、力强，具有操作简便，容易安装，免维护，故障自检，运行费用低等一系列特点。已广泛应用于下列介质的测量，解决了多年来业内疑难流量计量。如半水煤气，焦炉煤气计量，重油，渣油计量，沥青，液体石蜡，甲苯，硫酸，天然气，甲烷氯化物，烟道气，氯气，污水，纯净水，等其他特殊介质。

二、测量原理

  在恒定截面的圆筒形直管段的截面中心与流束垂直的方向设置一个称为靶的圆板,流体沿靶周围流过时,靶受到推力的作用,力的大小与流体的动能和靶的面积成正比。当管道的雷诺数大于流量计的界限雷诺数时,流量与靶受到的力有确定的数值对应关系。可用式(1)进行计算:

式中:qm为质量流量,kg/s;qv为体积流量,m3/s;A为流量系数(常数);C为流束膨胀系数(常数),对于不可压缩性流体C=1,对于可压缩性流体C<1;D为管道内径,m;d为靶片直径,m;Q为流体密度,kg/m3;F为靶片受到的力,N。

三、主要技术指标

四、沼气流量计产品外形尺寸

五、沼气流量计的优越性

有数十年的实验以及数据积累，很成熟的测量原理以及应用

适用于低速测量，测量小流量时对外界的震动干扰不敏感

耐500度高温，可测量高温介质

测量精度高，重复性好，精度可达千分之二

在大部分情况下，可以测量高粘度流体，其对流体的粘度变化不敏感

适用于液体以及气体的测量，对于混合型介质，多相流介质，一定程度上也可以计量

测量有些介质时，不会因为流体产生的气旋现象影响计量精度

不怕管道杂质影响，不怕堵塞

压力损失较小，只有传统孔板的六分之一，小于涡街，节能效果明显

六、适用场所和使用要求

6.1适用场所

沼气流量计一般应用在以下场所:

①所测流体必须是牛顿流体;

②流体必须充满流量计的测量管;

③流体在物理上和热力学上应是均匀的,并可知道测量条件下的密度和粘度;

④流体流经流量计时不发生相变,如要确定是否有相变,在进行流量计算时,对气体则可假定是等熵过程,对液体则可假定是等温过程。流速应是恒定的,或者只随时间做轻微而缓慢的变化;

⑤管道雷诺数应大于2000(不同的制造商可能有不同的界限要求)。

6.2安装及使用要求

沼气流量计安装和使用时有如下几个要求:

①流量计应安装在订货时的位号上,以保证订货参数与仪表使用时的参数一致;

②安装时必须注意流量计的介质流向标记,保证介质流向正确;

③流量计安装在不允许停车的管道上时,应开设旁路或选择可在线插拔型;

④流量计上游直管段不小于10倍测量管直径,下游直管段不小于5倍测量管直径;

⑤安装时靶板应与测量管同心,其偏心误差不大于测量管直径的0.3%;

⑥流量计不应参与扫线过程,投用时应缓慢打开上游的阀门,直至*打开;

⑦介质密度参数发生变化时,应对流量计进行修正,修正公式如下:

七、沼气流量计校验装置

国家检定规程JJG641- 1986中规定, 可以用干校法和标准装置检定法对沼气流量计进行校验, 并且推荐了砝码干校法的试验装置, 如图8所示。

规程中规定: 滑轮的摩擦阻力不得大于0. 05 N。实际使用中这是一个很难测量的指标, 一是因为滚动摩擦的测量本身就是个难题; 另一方面, 所挂的重量是变化的, 更增加了摩擦力的测量难度, 事实上没有几个检测单位知道自己检验装置的摩擦阻力是多少。摩擦阻力影响的是满量程和回差的校验, 尤其对于小靶力仪表的影响更为严重。例如, 仪表满量程挂重5 N, 若摩擦阻力为0. 05 N, 则由摩擦阻力引起的误差将达到1%, 这远远超出了挂重法检测结果误差不大于0. 5% 的要求。实践中可以采用如图9

所示的拉力计干校法装置, 该装置的优点是可以*消除摩擦阻力的影响, 且结构简单、操作方便, 有助于提高校验结果的准确性和可信度。选用一支分辨率在

0. 01N、量程在100N左右的拉力计, 即可满足大部分校验要求。