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,须彻底冲洗管道,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。
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