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进口涡轮流量计原理特征和选型应用

进口涡轮流量计原理特征和选型应用

摘要

涡轮流量计,是速度式流量计中的主要种类,它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速,从而且推导出流量或总量的仪表。它具有测量精度高、反应快以及耐压高等特点,因而在工业生产中应用日益广泛。比如美国威盾VTON进口涡轮流量计,可以用于绝大部分的液体和气体的流量测量。本文详细分析涡轮流量计的原理,特征,选型,应用和维护。

一、涡轮流量计的工作原理

涡轮流量计,是速度式流量计中的主要种类,它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速,从而且推导出流量或总量的仪表。

  一般它由传感器和显示仪两部分组成,也可做成整体式。

  涡轮流量计是基于流体动量矩守恒原理工作的。被测流体推动涡轮叶片使涡轮旋转,在一定范围内,涡轮的转速与流体的平均流速成正比,通过磁电转换装置将涡轮转速变成电脉冲信号,经放大后送给显示记录仪表,即可以推导出被测流体的瞬时流量和累积流量。

涡轮流量计主要由壳体、导流器、支承、涡轮和磁电转换器组成。涡轮是测量元件(霍尔型号推荐SS632),由导磁性较好的不锈钢制成,根据流量计直径的不同,其上装有28片螺旋形叶片,支承在摩擦力很小的轴承上。为提高对流速变化的响应性,涡轮的质量要尽可能的小。导流器由导向片及导向座组成,用以导直流体并支承涡轮,以免因流体的漩涡而改变流体与涡轮叶片的作用角,从而保证流量计的精度。

 

磁电转换装置由线圈和磁钢组成,安装在流量计壳体上,它可分成磁阻式和感应式两种。磁阻式将磁钢放在感应线圈内,涡轮叶片由导磁材料制成。当涡轮叶片旋转通过磁钢下面时,磁路中的磁阻改变,使得通过线圈的磁通量发生周期性变化,因而在线圈中感应出电脉冲信号,其频率就是转过叶片的频率。感应式是在涡轮内腔放置磁钢,涡轮叶片由非导磁材料制成。磁钢随涡轮旋转,在线圈内感应出电脉冲信号。由于磁阻式比较简单、可靠,所以使用较多。除磁电转换方式外,也可用光电元件、霍尔元件、同位素等方式进行转换。

为提高抗干扰能力和增大信号传送距离,在磁电转换器内装有前置放大器。

二、涡轮流量计的特点

优点:

1.高精确度,一般可达±1%R、±0.5%R,高精度型可达±0.2%R

2.重复性好,短期重复性可达0.05%~0.2%,正是由于具有良好的重复性,如经常校准或在线校准可得到极高的精确度,在贸易结算中是优先选用的流量计;

3.输出脉冲频率信号及4-20MA电流信号,适于总量计量及与计算机连接,无零点漂移,抗干扰能力强;

4.可获得很高的频率信号(3-4kHz),信号分辨力强;

5.范围度宽,中大口径可达1:20,小口径为1:10

6.结构紧凑轻巧,安装维护方便,流通能力大;

7.适用高压测量,仪表表体上不必开孔,易制成高压型仪表;

8.专用型传感器类型多,可根据用户特殊需要设计为各类专用型传感器,例如低温型、双向型、井下型、混砂专用型等;

9.可制成插入型,适用于大口径测量,压力损失小,价格低,可不断流取出,安装维护方便。缺点:

(1)不能长期保持校准特性;

(2)流体物性对流量特性有较大影响。

三、涡轮流量计的应用(参照美国威盾VTON进口涡轮流量计的使用业绩

涡轮流量计一般分为液体涡轮流量计和气体涡轮流量计,广泛应用于石油,化工,冶金,造纸等行业测量液体的体积瞬时流量和体积总量。

在以下一些测量对象获得广泛应用:石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体统在欧洲和美国,涡轮流量计在用量上是仅次于孔板流量计的天然计量仪表。

在液化石油气、成品油和轻质原油等的转运及集输站,大型原油输送管线的首末站都大量采用它进行贸易结算。

四、涡轮流量计的日常维护,参照美国威盾VTON进口涡轮流量计的说明书

(1)流量计传感器应按合格证上规定的流量范围,公称压力以及流量计上标识的流向状态下使用。

(2) 被测液体的温度和环境条件应符合本使用说明书的规定。

(3) 给流量积算仪供电,在下游阀门关闭状态下,流量积算仪显示流量应为零。

(4) 流量计传感器投入使用时,应先打开全部旁通阀,接着慢慢打开流量计传感器下游阀门,然后慢慢打开上游阀门直至全开,再慢慢关闭旁通阀。若无旁通阀,可缓缓打开上游阀门,再慢慢打开下游阀门。注意别使叶轮突然达到很高转速。

(5) 测量液化气和汽油时,要保持紧靠流量计传感器的压力比液体的蒸汽压高0.1MPɑ,以防止液体气化时,体积增大使叶轮转速过高,导致轴承在很短时间内过分磨损。

(6) 在正常使用情况下,一般半年至一年,对流量计传感器进行一次检修、标定,其周期视工作条件的恶劣程度而定。如发现轴、轴承磨损比较严重,应及时更换,并重新标定。

(7) 检修时,拧下流量传感器两端的压紧圈,从主体中依次取出导向座、叶轮。

a 检查有无异物粘附和各部件磨损情况。清除异物时,注意别损坏零件。更换零部件后须重新标定。

b 叶轮叶片磁化会影响对信号电压的调制,而引起误差。故别让强磁体接近叶轮。

c 检修完毕后,按原先位置和方向装上前后导向座、叶轮,拧紧压紧圈。并确认叶轮转动灵活,叶轮顶部与主体内壁间隙均匀,放大器有信号输出。

(8)因检测线圈阻抗在使用中日久会发生变化,故需将线圈的导通阻抗和绝缘阻抗(大于2M)与正常值比较。

(9)重新标定后,流量传感器仪表常数K变化时,不要忘记改变显示仪表的设定值。

(10)在停工扫线时,严禁让蒸汽通过流量传感器。

 


 
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