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复杂工况下的流量计选型

来源:南京金诺仪表有限公司   2025年04月14日 09:43  

一、含颗粒杂质介质的工况

(一)污水、矿浆等应用场景

在污水处理厂中,污水里往往含有泥沙、纤维、悬浮颗粒等杂质;矿山开采中的矿浆则包含矿石颗粒、尾矿等。这些杂质的存在容易导致流量计堵塞、磨损,影响测量精度与设备寿命。

(二)适用流量计类型

  1. V 锥流量计:其结构设计,流体在通过 V 锥时,流束会被逐渐收缩并在锥后形成稳定的流场。这种结构能有效减少颗粒杂质在节流元件处的堆积,具有很强的抗污能力。而且 V 锥流量计拥有较宽的量程比,能够适应流量变化较大的工况,比如在污水处理厂,随着不同时段污水排放量的波动,V 锥流量计都能较为准确地测量流量。

  2. 电磁流量计(特定条件下):当介质中固体颗粒含量较大,如砂浆、电粉浆等工况,电磁流量计是不错的选择。因为其传感器为直通式结构,没有阻碍流体流动的部件,减少了颗粒杂质对测量的干扰。不过,使用电磁流量计需要注意介质的导电性,一般要求介质的电导率大于 5μS/cm 。例如在一些工业生产中的含有金属颗粒的浆料输送管道中,电磁流量计就能够发挥良好的测量作用。

二、强腐蚀性介质的工况

(一)硫酸、氢氧化钠等强酸强碱溶液应用场景

在化工生产中,硫酸常被用于各种化学反应,如化肥生产、石油精炼等环节;氢氧化钠则广泛应用于造纸、纺织、印染等行业。这些强酸强碱溶液对流量计的材质具有极大的腐蚀性。

(二)适用流量计类型

  1. 衬氟材质节流装置搭配耐腐蚀差压变送器:对于差压式流量计,当测量强腐蚀性介质时,节流装置采用衬氟材质是很好的选择。氟塑料具有优异的化学稳定性,能够抵抗大多数强酸强碱的腐蚀。同时,搭配耐腐蚀的差压变送器,如采用特殊防腐膜片的差压变送器,可确保整个测量系统在强腐蚀性环境下长期稳定运行,准确测量流量。例如在硫酸生产车间的管道流量测量中,这种组合就能有效应对硫酸的强腐蚀性。

  1. 抗酸碱内衬电磁流量计:电磁流量计通过测量导电液体在磁场中切割磁力线产生的感应电动势来测量流量。对于强腐蚀性的酸、碱液介质,采用抗酸碱内衬的电磁流量计,如内衬聚四氟乙烯(PTFE)等材质,同时选择合适的电极材料,如钽、哈氏合金等耐腐蚀电极,能够适应强腐蚀性介质的测量需求。在一些化工企业的酸碱中和反应过程中,抗酸碱内衬电磁流量计就能够稳定地测量酸碱溶液的流量。

  1. 外夹式超声波流量计:该类型流量计无需与介质直接接触,通过在管道外壁安装超声换能器来测量流量。这一特点使其避免了与强腐蚀性介质的接触,从而适用于强腐蚀性介质的流量测量。例如在一些储存和输送强腐蚀性介质的管道上,外夹式超声波流量计安装方便,且能有效避免介质腐蚀对流量计造成的损坏。

三、高温高压介质的工况

(一)石油炼化、热电厂蒸汽输送等应用场景

在石油炼化过程中,许多反应需要在高温高压环境下进行,如原油蒸馏、催化裂化等装置中的介质输送管道;热电厂中,蒸汽作为主要的动力源,其输送管道中的蒸汽处于高温高压状态,一般蒸汽温度可达上百摄氏度,压力可达数兆帕。

(二)适用流量计类型

  1. 专门设计的高温高压差压式流量计:对于差压式流量计,在高温高压工况下,节流装置需采用耐高温高压的特殊材质,如耐高温合金钢等。同时,引压管的设计也至关重要,需要考虑其在高温下的热膨胀以及高压下的密封性。例如在热电厂的主蒸汽管道上,采用的差压式流量计的节流元件会经过特殊的热处理工艺,以确保在高温下尺寸稳定,引压管会采用多层密封结构和特殊的隔热材料,保证测量的准确性和系统的安全性。

  1. 高温型涡街流量计:涡街流量计利用流体振荡原理测量流量。高温型涡街流量计在材质选择上会使用耐高温的合金材料,其传感器的电子元件也经过特殊处理,能够适应高温环境。例如在石油化工装置中,一些高温气体或蒸汽的流量测量就可以选用高温型涡街流量计。不过在高压工况下,需要注意涡街流量计的耐压性能,确保其能够承受管道内的压力。

  1. 高温型电磁流量计:同样,电磁流量计也有针对高温工况设计的类型。其内衬材料和电极材料会选用耐高温的材质,如内衬采用耐高温的陶瓷材料,电极采用耐高温的贵金属合金等。在一些化工反应釜的高温液体出料管道测量中,高温型电磁流量计能够发挥其优势,准确测量流量。但在高压环境下,也要确保其外壳及连接部件的耐压强度满足要求。

四、含有气泡或气液混合介质的工况

(一)一些化工反应过程、污水处理曝气阶段等应用场景

在化工反应过程中,由于化学反应可能会产生气体,导致管道内出现气液混合的情况;污水处理的曝气阶段,大量空气被鼓入污水中,使得污水中含有较多气泡。这种含有气泡或气液混合的介质会对普通流量计的测量精度产生较大影响。

(二)适用流量计类型

  1. 超声波流量计:超声波流量计利用超声波在流体中的传播特性来测量流量。对于含有气泡的液体介质,超声波能够较好地穿透气液混合介质,通过测量超声波在介质中的传播速度变化来计算流量。其测量原理受气泡的影响相对较小,能够较为准确地测量带有气泡的流体流量。例如在污水处理厂的曝气池中流出的含有气泡的污水管道上,超声波流量计就能够稳定地测量流量。

  1. 专门设计的气液两相流量计:在一些对气液混合介质流量测量精度要求较高的场合,会采用专门设计的气液两相流量计。这类流量计通过复杂的测量原理和算法,能够同时测量气相和液相的流量。例如在石油开采中的油气集输管道中,气液两相流量计能够准确测量油气混合介质中油和气体各自的流量,为生产过程的控制和管理提供重要的数据支持。其测量原理通常基于多相流的流动特性,如利用差压、电容、电导等多种参数来识别和计算气液相的比例和流量。

五、高粘度介质的工况

(一)重油、润滑油等应用场景

在炼油厂中,重油作为一种高粘度的油品,在储存和输送过程中需要精确测量流量,以保证生产过程的顺利进行;润滑油在一些大型机械设备的润滑系统中,其流量的准确测量对于设备的正常运行和维护至关重要。

(二)适用流量计类型

  1. 椭圆齿轮流量计:椭圆齿轮流量计通过一对相互啮合的椭圆齿轮的转动来测量流体体积。对于高粘度介质,由于其流动性较差,椭圆齿轮在高粘度介质的推动下能够稳定地转动,且测量精度较高。例如在润滑油的灌装生产线中,椭圆齿轮流量计能够准确地控制润滑油的灌装量。其工作原理是当高粘度介质推动椭圆齿轮转动时,每转一圈所排出的介质体积是固定的,通过测量椭圆齿轮的转动圈数就可以计算出介质的流量。

  1. 双转子流量计:双转子流量计采用两个相互啮合的转子,利用转子的转动来测量流体流量。它对于高粘度介质具有较好的适应性,能够在高粘度介质的作用下平稳运行,且具有较低的压力损失。在一些重油输送管道中,双转子流量计能够准确地测量重油的流量,并且由于其压力损失小,能够减少输送过程中的能耗。其测量过程中,高粘度介质推动双转子同步转动,通过检测转子的转动角度或转数来计算流量。


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