发布时间 : 星期三 文章各种流量计选型的原则和方法更新完毕开始阅读9680d0216aec0975f46527d3240c844768eaa026
安装问题对不同原理的流量计要求是不一样的。对有些流量计，比如差压式流量计、速度流量计，按规程规定在流量计的上、下游需配备一定长度的或较长的直管段，以保证流量计进口端前流体流动达到充分发展。而另一些流量计，比如对容积式流量计、浮子流量计等则对直管段长度就没有要求或要求较低。
还有的流量计因受安装的影响而产生一定的误差，比如，科里奥利质量流量计，由于安装应力的影响会给使用带来很大的误差。追溯流量计在使用中出现问题，可能未必都是因为流量计本身的问题，很多状况是由于安装不善所致。一般常见的问题有下面几种：
① 把差压式流量计孔板的进口面反装；
② 流量传感器安装在流速分布剖面不良的场所； ③ 连接到差压装置的引压管中存在不希望存在的相； ④ 流量计安装在有害的环境或不易接近的地方； ⑤ 流量计流动方向安装错误；
⑥ 流量计或电信号传输线置于强电磁场下；
⑦ 将易受振动干扰的流量计安装在有振动的管道上； ⑧ 缺少必要的防护性配件。 2、安装条件
流量计在使用中应注意安装条件的适应性和要求，主要从下面几方面考虑，比如流量计的安装方向、流体的流动方向、上、下游管道的配置、 阀门位置、防护性配件、脉动流影响、振动，电气干扰和流量计的维护等。
① 现场管道布线
在现场管道布线时应注意流量计的安装方向，由于流量计的安装方向一般分为垂直安装方式和水平安装方式，对于这两种安装方式在流量测量性能上是有差别的。比如，流体垂直向下流动会使流量计传感器带来额外力而影响流量计的性能，使流量计的线性度、重复性下降。流量计的安装方向还取决于流体的物性，如水平管道可能沉淀固体颗粒，因此测量具有这种状态的流量计最好安装于垂直管道。
② 流体的流动方向
这个问题与流量计的安装方向比较相似，由于有的流量计规定只能在一个方向工作，反向流动会损坏流量计。使用类似流量计时还要考虑当发生无操作时可能会产生反向流动，这样就需要采取措施，如安装止回阀以保护流量计。即使能双向使用的流量计，其正向和反向之间的测量性能可能也会有些差异，应该按照制造厂规定的要求使用。 ③ 流量计上游和下游直管段
由于流量计会受到管路进口流动状态的影响，管道配件也会引入流动扰动，流动扰动一般有旋涡和流速分布剖面畸变，旋涡存在普遍是由于有两个或两个以上空间（立体）弯管所引起的。流速剖面畸变通常是由管路配件局部阻碍（如阀门）或弯管所组成。这些影响需要以适当长度的上游直管段或安装流动调整器进行改善。除了考虑流量计连接配件的影响外，可能还要考虑上游管道配件组合的影响，因为它们可能产生不同的扰动源，所以一定要尽可能拉开各扰动源之间的距离以减少其影响。比如像在单弯管后面紧接着部分开启的阀。
流量计的下游也需要有一段直管段以减小下游流动影响。
对于容积式流量计和科里奥利质量流量计是不大会受不对称流动剖面影响；涡轮流量计使用时应尽量降低旋涡；电磁流量计和差压式流量计则应限制旋涡在很小的范围内。
气穴和凝结是由于管道布置不合理造成的，避免管道直径上和方向上的急剧改变。管道布置不良也会产生脉动。
④ 管径和管道振动
有些类型的流量计管径范围并不很宽，因此过大或过小会限制流量计品种的选择。测量低流速或高流速的流量，可选择与管径尺寸不同的流量计管径，可以使用异径管连接，使流量计运行在规定的
范围内。流量超过范围，流速过低流量计误差增加会无法工作，流速过高流量计误差也可能增加，同时还会使流量传感器超速或压力降过大而损坏流量计的使用。
有些流量计如压电检测件的涡街流量计和科里奥利质量流量计敏感于机械振动，容易受管道振动干扰，应注意在流量计前后管道上作支撑设计。对于脉动影响的消除采用脉动消除器以外，还注意将所有被安装的流量计应远离振动或脉动源。
⑤ 阀门的安装位置
在安装流量计的管道都装有控制阀和隔离阀，为避免由于阀引起一些流速分布扰动和气穴而影响流量计测量，一般控制阀应安装在流量计的下游，控制阀安装在流量计的下游还可以增加流量计背压，便于减小流量计内部产生气穴的可能性。
隔离阀安装的目的是为了使流量计与管线的流体隔离以便于维修。上游阀应离流量计足够距离，当流量计运行时，上游阀应全开以避免流速分布畸变等扰动。
⑥ 防护性配件
安装防护性配件是为了保证流量计能正常运行的防护措施。比如在容积式流量计和涡轮流量计一般在上游需安装过滤器等一些必要的设备，所有这些设备的安装都要以不影响流量计的使用为要。
⑦ 电器连接和电磁干扰
目前大部分流量测量系统，不管是流量计本身还是其附件连接等都有电子设备，因此采用的电源要与流量计相配套。当流量计输出电平较低，应使用与环境想适应的前置放大器。有些类型的流量计的输出信号容易受大功率开关装置的干扰，使流量计输出脉冲波动而影响流量计的性能，像信号电缆应尽可能远离电力电缆和电力源，以降低电磁干扰和射频干扰影响。
⑧ 脉动流和非定常流
前面已经讲过对于脉动流的影响除采用脉动消除器以外，还应注意将所有被安装的流量计远离脉动源。最常见的产生脉动源有定排量泵、往复式压缩机、振荡着的阀或调节器、涡列等水利学振荡。一般像差压式流量计具有脉动流误差，涡轮流量计和涡街流量计一样也会产生脉动流误差。非定常流是指随时间而变的流动而缓慢脉动是非定常流的一个特例。比如因尺寸过大的控制阀运行所产生的缓慢脉动。
流量计可分别处理流量传感器和二次显示仪表所受脉动影响。将流量传感器安装在远离脉动源的地方，也可在管道系统中安装冲气式缓冲器（用于液体）或阻流器（用于气体）等低通滤波器以减低脉动程度。二次显示仪表则可选用响应特性好的流量计（如电磁流量计、超声流量计）增加阻尼，测定脉动参数用以估计脉动的附加误差。 四、环境条件要求
在选流量计的过程中不应忽略周围条件因素及有关变化，比如 环境温度、湿度、安全性和电气干扰等，
① 环境温度
环境温度变化会影响流量计的电子部分和流量传感器部分。比如温度变化会影响传感器尺寸的变化、通过流量计壳体传热改变流体密度和粘度等。当环境温度影响到显示仪表电子元件时，将改变元件参数。应该将流量传感器和二次显示仪表安装在不同的场所，像二次显示仪表应安装在控制室内，以保证电子元件免受温度的影响。应该说环境温度的影响量在作流量测量总不确定度的估算时，其影响不应是不确定度主要影响量之一。
② 环境湿度
环境中大气湿度也是影响流量计使用的问题之一。比如湿度高会加速大气腐蚀和电解腐蚀并降低电气绝缘，低湿度会感生静电。环境温度或介质温度急剧变化会引起湿度方面的问题，如表面结露现象。
③ 安全性
应按照有关规范和标准选择流量计，以适应用于爆炸性危险环境，按照防爆标准对现场进行要求。 ④ 电气干扰
电力电缆、电机和电气开关都会产生电磁干扰，如不采取有关措施，就会成为流量测量产生误差的原因。
五、经济方面的考虑
1、从经济方面考虑购置流量计的费用
购置流量计时应比较不同类型流量计对整个测量系统经济的影响。比如范围度小的流量计比范围度宽的流量计在相同测量范围下，需要多台流量计并联和多条管线才覆盖，因此除流量计以外尚需增加许多辅助设备，像阀门、管线附件等。虽然表面上看流量计费用少了，但是其他的费用则增加，计算起来并不合算。比如安装孔板流量计加上差压计的费用相对便宜，但组成测量回路包括孔板的固定附件等其费用可能超过基本件费用很多 2、安装费用
在购置流量计时，不仅要考虑流量计的购置费，还需考虑其他费用，如附件购置费、安装调试费、维护和定期检测费、运行费和备用件费。
比如许多流量计使用时应配备比较长的上游直管段以保证其测量性能。因此正确的安装需要额外管道的布置或备有旁路管道作定期维护。所以安装费应合理多方面考虑，比如还应包括运行所需的截止阀、过滤器等辅助费用等。 3、运行费用
流量计运行费用主要是工作时能量消耗，包括电动仪表内部电力消耗或气动仪表的气源耗能以及在测量过程中推动流体通过仪表所消耗的能量，亦即克服仪表因测量产生压力损失的泵送能耗费等。比如差压式流量计产生的差压，很大一部分不可恢复、容积式流量计和涡轮流量计也具有相当阻力。只有全通道、无阻碍的电磁流量计和超声流量计基本此费用为零、插入式流量计由于用于大管径阻塞比小，其压力损失亦可忽略。
据测算管径100mm的差压式孔板流量计1年泵送能耗费与流量计购置费相当，如果换用电磁流量计，其购置费亦仅相当于4年多差压式孔板流量计的能耗费。设想更大管径的泵送能耗费所占份额费用更多。一般认为超过5000mm的流量计应该尽可能选用低压损和无压损的流量计。比如，供水工程应用传统的差压式流量计极少用孔板而采用低压损的文丘里管，现在则更新为电磁流量计和超声流量计。
泵送能耗费用计算见下列各式：
年泵送能耗费 = 元 液体： k 气体： k 式中， ——动力损耗，k ，设泵（或压缩机）组效率为80%； ——年工作小时数，h； ——电价，元 k / h；
——不可恢复压力损失，Pa； ——液体流量，m /h；
——标准状态气体流量，m /min； ——液体相对密度； ——气体温度，K；
——气体绝对压力，Pa。 4、检测费用
检测费用应根据流量计的检定周期决定。一般用于贸易结算的原油或成品油的检测常在现场设置标准体积管对流量计进行在线检定。 5、维护费用和备用件费用等
维护费用为流量计投入使用后保持测量系统正常工作所需费用，主要包括维护和备用件费。有运动部件的流量计需进行较多维护工作，如定期调换易磨损轴承、轴、转轮、传动齿轮等；没有运动部件的流量计也需进行检视，如最普通的用几何测量法检查孔板流量计。
备用件费用会随着流量计的性能提高的程度而增加。选用流量计时应考虑同时增加备用件的购置费用，尤其是从国外进口的流量计，有时常常会因易损备件的困难而替换整台流量计。 六、测量方法和流量计的选择
上几节都是讲的一般流量计的选型等问题，本节为例对测量浆液流量、大液体流量和蒸汽流量测量流量计的选择。
1、浆液流量测量的选择
从流量计选型一览表中可查得应用于含颗粒纤维浆液的可选的流量计有：差压式流量计中有弯管、楔型管、电磁流量计、多普勒法超声流量计、涡街流量计、靶式流量计、科里奥利质量流量计等。根据目前国内流量计的使用状况和各种流量计的测量性能来看，对测量浆液流量首选电磁流量计，除非所测量的浆液是非导电的或含有铁磁性颗粒，以及测量管道系统不允许截断以接入流量传感器，才选择其他流量计。据报道测量煤粉含量高达65%水煤浆流量的多年应用经验，认为还是电磁流量计最好。
差压式流量计可用于测量浆液的差压传感器除弯管、楔型管还有环形管，固相较少时还可用圆缺孔板、偏心孔板，文丘里管也有用于测量的实例。
多普勒法超声流量计是可不截断管道在管外夹装超声换能器（探头）即可测量，但测量准确度不高。
涡街流量计只能测量含有少量粉状固形物，固相含量较多或是纤维状会产生噪声而无法使用。 靶式流量计有用于含煤粉的重油或渣油等液流，是采用应变式靶式流量计。
科里奥利质量流量计在国外有应用于浆液的测量经验，一般以其直管型测量管为宜，但国内应用经验不多。
2、对于封闭管道液体大流量测量的选择
这里说的大流量不是指某一管径流速较高时的“相对大流量”而是说流量绝对值的大流量。由于管道输送液体的流速有一定的范围，低粘度液体常用的经济流速为1~3m/s，因此，这里说的“大流量”测量是说大管道流量测量。
一般来讲，DN300以下管径的流量计称为中小管径流量计，DN300~ DN400以上的称为大管径流量计，DN1200以上的称为特大管径流量计。通常特大管径液体流量测量主要为水，除了水以外还有石油产品。一般大管径流量计有差压式流量计、电磁流量计、超声流量计和插入式的流量计，DN300~ DN500的还有容积式流量计和涡轮流量计。 （1）安装条件
安装条件主要是根据测量方法是否可以允许切断管流，暂停运行，是否可以允许在管道上打孔，是否允许切断管流安装流量传感器。
如果允许切断管流安装流量传感器，可以选择电磁流量计、带测量管段的超声流量计、容积式流量计和涡轮流量计。
如果允许在管道上打孔可以选择外插换能器超声流量计和插入式流量计。 如果上述要求都不允许，就只能选择外夹装换能器超声流量计。 （2）测量准确度要求
对于贸易交接要求测量准确度高的、是不导电液体的可选择带测量管段的超声流量计、多声道的超声流量计、容积式流量计和涡轮流量计，如果是导电液体还可选择电磁流量计。
对于像控制配比，测量准确度要求低一些的可选择差压式文丘里管、外夹装换能器超声流量计。测量准确度要求低的可选择插入式流量计。 （3）压力损失（泵送能耗费用）
大流量测量的泵送能耗费用在流量测量运行成本中占有相当大的比例，压力损失和（泵送能耗费用）比如较大的为差压式文丘里管，容积式流量计和涡轮流量计。较小的为插入式流量计，没有压力损失的为电磁流量计。 3、蒸汽流量测量的选择