浅谈化肥企业生产用流量仪表及其选型
时间：2021-02-02 20:05:06 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘要】流量是现代工业生产过程中最常用的过程控制参数，随着现代工业技术的发展，其精度要求也越来越高。仪表选型应根据工艺装置的规模、流程特点、操作要求和自动控制水平等因素确定，本文介绍了化肥企业生产用的五类流量仪表的主要性能和适用条件。对其优缺点进行了简略概括，以期为化肥企业实际生产中仪表选型提供参考。
【关键词】流量仪表;选型;性能
在生产过程中所采用的各种测量方法多基于多种不同的测量原理，利用各种不同的输出信号变化来反映流量的变化。与此同时，流量控制的要求在不同场合也各有不同,但是不管是基于什么要求，能否对流量进行准确控制始终是一个关系到能否提高工业生产质量、降低生产成本的关键技术问题，在化工生产领域尤其如此。本文介绍了化肥企业生产中常用的流量仪表及其选型，并针对其主要性能和适用条件进行了分析，以期为实际生产中的仪表选型提出参考意见。
１．仪表选型的一般规定
仪表选型应根据工艺装置的规模、流程特点、操作要求和自动控制水平等因素确定。首先，设计中采用的仪表必须是经国家授权部门认可、取得制造许可证的合格产品，严禁选用未经工业鉴定的试制仪表。其次，仪表选型要安全可靠、技术先进、经济合理，同时，在同一工程项目中，仪表品种规格力求统一，仪表选型应有利于全厂或区域性的集中控制和集中管理，有利于提高化工企业的生产管理水平。
2.化肥企业生产用流量仪表主要类型及性能分析
2.1差压型
差压型流量计约占工业应用30%以上，是一种使用历史悠久、试验数据较为完善、技术完善成熟，应用最广泛的一种流量测量仪表，它的优点为：测量方法简单、无可动部件，工作可靠、适应性强、可不经实际定标而保证一定精度。差压流量计的工作原理是利用节流件前后的差压与平均流速或流量的关系，由差压测量计计算出流量值。差压流量计，几乎能测量各种工况条件下单相流体和高温、高压条件下流体的流量，应用非常广泛。目前，差压流量测量仪表正朝着一体化方向发展，将高精度的差压变送器与节流装置组成一体化仪表，提高了测量仪表的精度等级。随着科学技术的发展，流量测量范围逐步扩大，压损逐步缩小，精度等级将会大幅提高。
2.2流体阻力式
流体阻力式流量测量计是根据阻力体受力大小或位移来测量流量。流体阻力式流量计主要有：转子流量计和靶式流量计。
转子流量计是一种利用改变流通面积的方法来测量流量的流量计。也称浮子流量计或面积流量计。其优点为结构简单，使用维护方便，对仪表前后直管段长度要求不高，压力损失小且恒定，测量范围比较宽，工作可靠且线性刻度。转子流量计适用范围广泛，可测气体、蒸汽(电、气远传金属浮子流量计)和液体的流量。对于76.2 mm以内的管道，此流量计效果最好。按制造材料的不同，转子流量计分为玻璃管转子流量计和金属管转子流量计。玻璃管转子流量计的转子位置清晰可见，易读数，多用于常温、常压、透明和腐蚀性介质，如空气、煤气、水及氩气等。金属管转子流量计有磁性连接结构，用于高温、高压场合，并输出与二次仪表相匹配的标准信号，进行瞬时流量和累计流量的显示。金属管转子流量计是工业上最常用的流量计，而在小管径、腐蚀性介质场合时常用玻璃材质。由于玻璃材质的本身易碎性，关键的控制点也有用全钛材等贵重金属为材质的转子流量计。由于转子流量计精度高、重复性好，在小管径(≤200 mm)流量测量方面得到广泛应用。
靶式流量计是60年代随着工业生产迫切需要解决高粘度、低雷诺数流体的流量测量而发展起来的一种新型流量测量仪表。其工作原理是通过测量流体作用在靶上的力而实现流量测量。优点为结构简单、安装维护方便、不易堵塞，主要应用于低雷诺数（如大粘度、小流量）、含固体颗粒的浆液（如泥浆、纸浆、沙浆、矿浆）及腐蚀介质流量测量。
2.3流体振动式
流体振动式流量测量计是根据流体振动原理测量流量。包括两种应用自然振动的卡门涡街流量计和应用强迫振动的漩涡流量计。涡街流量计的优点是测量精度较高；量程比宽（可达30:1）；使用寿命长，压力损失小，安装与维护比较方便；测量几乎不受流体参数变化的影响，用水或空气标定后的流量计无须校正即可用于其它介质的测量；易与数字仪表或计算机接口，对气体、液体和蒸汽介质均适用。其缺点是流体流速分布情况和脉动情况将影响测量准确度，因此适用于紊流流速分布变化小的情况，并要求流量计前后有足够长的直管段，且普通型对于振动和高温没有很好的解决办法。
2.4测速式流量计
测速是流量计主要有涡轮流量计、电磁流量计、超声波流量计。
涡轮流量计根据动量矩守恒原理设计而成，主要用于量精度要求高、流量变化快的场合，还用作标定其他流量的标准仪表。它的优点是测量精度高，复现性和稳定性均好；量程范围宽，量程比可达(10～20):1，刻度线性；耐高压，压力损失小；对流量变化反应迅速，可测脉动流量；抗干扰能力强，信号便于远传及与计算机相连，其缺点是制造困难，成本高。
电磁流量计是基于法拉第电磁感应原理研制出的一种测量导电液体体积流量的仪表。其优点是结构简单、无机械惯性，反应灵敏，可测量脉冲流量，而且线性较好，可以直接进行等分刻度。电磁流量计可以测量各种腐蚀性介质：酸、碱、盐溶液以及带有悬浮颗粒的浆液。但只能测量导电液体，因此对于气体、蒸气以及含大量气泡的液体，或者电导率很低的液体不能测量。其缺点是输出电压微弱，通常满量程时只有25-80mV，流量很小时仅有几毫伏，易受外界干扰，因此要求传感器的外壳、测量导管、转换器等都应接地良好并单独设置接地点，绝对不能连接在电机、电器等设备的公用线上；电磁流量计得到越来越广泛的应用，其成本有所降低，但整体价格，特别是大管径的价格仍较高。
超声波流量计是近代发展起来的一种新型测量流量的仪表，最常见的是多普勒流量计和时差流量计。超声波流量计可以测量高黏度液体、非导电性液体或气体的流量。它的优点为可实现非接触测量，管内无插入零件，无液体附加阻力，不受介质粘度、导电度及腐蚀性影响。具有线性特性，易于数字化。缺点是精度不够高，不适用于温度波动大、介质物理性质变化大的液体测量；不适用于小流速、小管径的精确测量，在大口径管道的流量测量(管径大于2000mm)具有优势。
2.5容积式流量计
容积式流量计有椭圆齿轮流量计和腰轮流量计，是通过测定壳体与转子之间形成的计量容积来测量流体的体积流量。主要用于各种液体流量的测量，尤其是油流量的准确测量；在高压力、大流量的气体流量测量中，这类流量计也有应用。由于椭圆齿轮容积流量计直接依靠测量轮啮合，因此对介质的清洁要求较高，不允许有固体颗粒杂质流过流量计，需要在流量计前安装过滤器；寿命有限，需经常性维修。
3.小结
选择一款经济适用且满足功能需求的流量仪表，需要从仪表的工作性能、流体特性、现场条件及环境、成本费用来考虑，综合多方面因素分析，确定最佳方案。随着技术发展，各种流量仪表不断更新升级，流量测量准确度一定会不断提高。■
【参考文献】
［１］张成军.化肥企业生产用流量仪表及其选型.化肥工业,2010,(8).
［２］中国寰球化学工程公司，中国五环化学工程公司.中华人民共和国行业标准：自动化仪表选型设计规定,2001.
［３］刘伟.化肥企业生产用流量仪表及其选型.湖北化工定,2008，(12).
