金属转子流量计在能源厂际计量中应用

在能源动力量的厂际计量领域，以往一次检测元件多采用孔板流量计。但对于部分用量较小的用户，孔板流量计存在小信号难以精准计量的状况。为攻克此难题，我们引入金属转子流量计担当小流量计量的一次检测元件，并于特钢厂氩气计量系统、中型厂氧气计量系统及机械厂氧气计量系统展开实践应用。其中，中型厂氧气计量系统里的金属转子流量计已稳定运作数月，测量成效斐然。以下详述金属转子流量计的特性、选型及使用要点。
一、测量原理与特性
（一）测量原理
　　金属转子流量计的测量核心由孔板与锥形浮子构成。当流体自下而上流经管道，锥形浮子受流体作用力而上移，直至在某一高度达成受力平衡。此时，浮子与孔板间的环隙恒定，且环隙面积随浮子上升高度呈正比变化，即浮子高度与流过的流量大小相互对应。浮子上下位移时，借磁耦合方式将位置信息传至外部指示器，带动指针依浮子位移同步变动，并经凸轮板的巧妙作用，实现流量大小的线性指示。
（二）特点
　　金属转子流量计架构简约，稳固可靠，应用范畴宽泛，量程比颇为可观，可达 10:1，能良好适配多样的流量测量场景，为小流量计量提供有力支撑。
二、选型策略
　　金属转子流量计于液体测量时，常以标准状态（20℃）下的水为刻度标定基准；测气体时，则选取标准状态（20℃、绝压 0.1013MPa）的空气作刻度依据。故而针对特定测量流体选型之际，需先把其实际流量范围换算为标准状态下水或空气的流量数值，再参照金属转子流量计的标准刻度精准选型。
以机械厂氧气计量系统的铆焊车间氧气用量选型为例：
（一）基础数据
　　管径为 Ф70×5；最大用氧量每小时 110 立方米；最小用氧量每小时 10 立方米；工作压力 1.13MPa；工作温度 30℃；当地平均大气压 0.1MPa。
（二）计算过程
　　先计算氧气密度，标准状况下 ρ20 = 1.331kg/m3，公式中各参数含义如下：ZS（ZSN）为被测气体在标准（工作）状态下的压缩系数，通常 ZS 近似于 ZSN；QS 代表工况下氧气实际流量；QN 为标况下空气实际流量；ρN 是标况下空气密度（1.293kg/m3）；pN 为标准大气压；TN 为标准温度 293.15K；ρSN 即标况下氧气密度（ρ20）；pS 是氧气实际工作压力；TS 为氧气实际工作温度。经严谨计算与对照选型说明书，LZDH - 25（31.5 - 3.5）型号最为适配。
三、二次表流量上限设定
　　仍以铆焊车间氧气用量为例，所配二次表为济南中环自动化研究所出品的补偿式智能流量积算仪。该表需设定 FH、PH、Ph、Ps、CH、Ch、Cs 等参数，其中流量上限 FH 应为金属转子流量计刻度上限对应的标准状态氧气流量。鉴于金属转子流量计刻度以标准状态空气标定，故需转换为氧气流量。依所选 LZDH - 25（31.5 - 3.5）型号金属转子流量计，氧气测量范围在 12.711m3/h 至 121.711m3/h 之间，契合 10m3/h 至 110m3/h 的测量诉求。
四、安装与使用注意事项
（一）安装要点
　　流量计务必垂直安装，保障所测流体自下而上顺畅流经，其进出口应预留 5 倍仪表口径的直管段长度，为流体稳定流动创造条件。新安装管路时，在装流量计前，须冲洗管道，清除杂质与异物，防其干扰测量精度。
为便利后续检修及流量计更换操作，安装仪表时应构建旁道管路，确保系统维护时可灵活切换，维持生产持续运行。
（二）周边设备配置
　　于流量计上游安置阀门，有效管控流体通断与流量大小；在下游 5 至 10 倍仪表口径处安装流量调节阀，精准调节流量。针对小口径仪表，上游加装过滤器，拦截杂质颗粒，若介质含磁性物质，需前置磁过滤器，保障流量计正常运转。
日常监测中，若发现被测介质污浊，应即刻清理管子与浮子，避免污垢堆积致使测量失准，延长流量计使用寿命。
（三）精度考量
　　金属转子流量计测量精度多为 2.5 级，若对测量精度要求严苛，鉴于其固有精度局限，此类场景不宜选用金属转子流量计，应另觅精度更高的计量设备。
五、结语
　　金属转子流量计的成功运用，有效化解了长期困扰能源计量的小流量计量难题，极大提升了能源计量工作的精准度与完备性，为二级厂矿成本核算筑牢坚实的数据根基，助力企业精准把控能源消耗、优化成本管理、提升经济效益。