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 转子流量计的安装与精度提高
发布时间:2017-12-11

  在水厂消毒工艺或科研测试中,为了保证小流量、低雷诺数的流量测量精度,要求仪表有较高的灵敏度。转子流量计由于其灵敏度高、结构简单、直观、压损小、测量范围大、维修便捷,且价格低廉,常被广泛采用。然而,在应用过程中,常常因为安装或使用不当,产生测量结果不正确等问题[1,2],给装置的稳定生产带来很大的困难。本文就工作多年中遇到的转子流量计安装时的问题、使用特点及精度的提高方法进行论述。
1 工作原理
  测量管被垂直地安放在管道上,在它里面有一个可以上下移动的浮子,流体由测量管下向上流。当流体流动时,浮子的上部和下部会产生压力差,浮子上下移动使压力差恒定。浮子与测量管之间的空隙因流速不同而不同,也就是说当流速增加时,浮子向上移动,空隙变大,浮子会停留在向上的力与向下的力平衡的位置上。浮子的高度与流量成正比,探测浮子的位置,即可知道工艺介质的流量。转子流量机工作原理示意图如图1所示。
2 安装时应注意的事项
  在安装过程中,如果安装不当,不仅会造成对仪表的损害,而且会引起产生测量结果不正确。因此,在安装时应注意以下几点。
(1) 安装前核实仪表最大允许工作温度和压力,应不低于管道内被测流体的最高温度和压力。仪表刻度范围符合被测流体流量变化范围。
(2)仪表变送器必须垂直安装,流体必须自下而上通过变送器。
(3)仪表应安装在没有振动并便于维修的地方。安装在生产管线上的变送器应加装旁路,以便处理故障或吹洗,仪表检修时不影响生产。旁路管道安装方法如图2所示,正常运行时阀1关闭,阀2、3开启。检修时阀1开启,阀2、3关闭。
(4)用于脏污流体时,应在仪表上游加装过滤器。特别是小口径( 25 mm以下)的仪表对污物很敏感,必须考虑表前过滤问题。当被测流体中可能有铁磁杂质时,在仪表前应加装磁过滤器。
转子流量计工作原理图转子流量计旁路管道安装示意图
(5)若变送器安装地点不能满足表前有5倍管径长度的直管段要求,且表前又有局部阻力件造成流体扰动时,可加装整流器。
(6)当被测流体温度大于70℃时,玻璃转子流量计应加装保护罩,以防止玻璃管遇冷炸裂。玻璃转子流量计安装以后,应将其上、下管道用支架固定牢靠,以防止管道重量加在转子流量计上或产生剧烈振动。
(7)气远传仪表的气源一定要清洁。气源及输出信号管道一般采用 6× 1铜管。管道与仪表常采用锁紧螺母和密封环方式连接,以保证连接的密封性。
3 转子流量计的使用特点
(1)玻璃管转子流量计是直读式仪表,锥管刻度有流量刻度和百分刻度2种。采用流量刻度标尺的流量计,可根据转子高度直接读出流量值;对于采用百分刻度的玻璃管转子流量计,要特别注意刻度数与流量的换算问题。百分刻度标尺又分为等分和非等分刻度2种。对等分刻度的转子流量计,应根据锥形管上的读数,从制造厂提供的图表上查得相应的流量值;对于非等百分刻度的转子流量计,将读数乘以该转子流量计的上限刻度值,即为实测流量。
(2)远传式转子流量计,无论是电远传还是气远传,在正常运行时只允许调整转换器输出零位的高低,其他一般不作调整。
(3)流量计投放运行时,其前后阀门应缓慢开启,以免流体猛冲转子,损坏仪表。装有旁路的,应先开启旁路阀,再投入仪表,仪表投入后再关断旁路。
(4)根据被测流体的脏污情况定期冲洗,以保证精度。对气远传仪表,尚需定期清洗恒节流孔和过滤器。当必须对变送器拆卸清洗时,应注意不要碰弯导向杆,以免转子产生“卡死”现象,使仪表失灵。
(5)大口径玻璃转子流量计搬动时,应先将转子顶住,避免转子碰撞,将锥管打坏。
(6)夹套保温仪表夹套管中所通介质最高压力不应超过仪表说明书规定值(一般低于100 N/cm2并应用压力表监视。
(7)在测量中,若出现由于流体脉动而引起指示值不稳时,可调大阴尼器阻尼量或在阻尼器中加适当的液体(如硅油),以增加阻尼。
(8)使用测量液体的流量计,要注意把变送器壳体内气体排尽,以免影响测量精度。
4 测量精度的提高
如果采用远传式转子流量计,使用中常发生指针摆动,示值不稳等问题[3]。
4.1 仪表示值摆动原因
  仪表示值摆动一般是由于2种原因:一是被测信号本身脉动;二是计分表灵敏度太高或自身振荡。造成前者的主要原因,如泵的启停、流体压力波动等,这些都会引起流量计进口处信号脉动。流量负荷变化也会使流量计出口处信号脉动。至于仪表本身的灵敏度,必须结合被测信号的特点,根据其脉动量大小调整仪表的阻尼量。另外,被测介质为双相(液、气共存)或液体中有空气,也是造成脉动的原因。
4.2 解决转子流量计示值摆动的措施
(1)正确的安装和使用
  仪表的摆动和振动往往是由于仪表前后压力差变化引起的,因此流量表安装处应加旁路。在仪表启动时,先由旁路运行,待仪表前后均充满流体时再投入仪表,解列旁路,以避免仪表受冲击。
(2)降低转子流量计算值摆动措施被测流体本身产生脉动,应从系统上加以补偿,可从以下几方面着手:
①若仪表前装有泵、调节阀等,由此引起信号脉动时,可采用表前加缓冲罐等方法。
②若仪表后负荷变化较大,引起仪表背压不稳而造成指示值摆动,可采用气体补偿装置。气体补偿装置的压缩气胆中,充以与被测流体压力相匹配的氮气(因氮气性能稳定,不会在泄漏时与被测流体化或着火,所以一般气胆中均充氮气),当一定压力的被测液体进入该装置时,与氮气压力相平衡。一旦被测流体因流量增加,引起压力瞬间下降时,这时氮气胆内氮气的压力大于被测流体的压力,使氮气胆膨胀。这样,迫使被测流体从补偿罐内以较快速度流到生产管道中,从而保证了管路中压力的稳定,也即保证了仪表背压稳定,使仪表不受负荷的变化而摆动。氮气压力一般为管道正常工作压力的0.8~ 0.9倍。生产管路上安装气体补偿装置一般需两台并用。
③调整阻尼,使仪表具有合适的灵敏度。
  转子流量计设有机械阻尼装置(阻尼器)。一般采用空气阻尼器,利用空气对活塞的阻尼来消除仪表运行中的摆动。若发现仪表阻尼力不够时,则改变阻尼器的阻尼系数。调节阻尼系数的最简单方法,是调节阻尼系数调节阀,增加或减小活塞上下之间连接的毛细管阻力。阻力增减,阻尼系数也增减。另外可以将空气阻尼器改为液体阻尼器。阻尼液粘度越大,对系统的阻尼也越大。选择阻尼液时,不仅应考虑粘度合适,而且要选用温度系数较小的阻尼液,如硅油及航空油等,以防止环境温度变化引起阻尼系数变化。

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