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原油流量計 渦輪流量計

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  • 型號
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  • 所在地
  • 更新時間2025-02-14
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  • 所在地區(qū)滁州市
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原油流量計的詳細資料:一、概述原油流量計是葉輪式流量(流速)計的主要品種,葉輪式流量計還有風速計、水表等
原油流量計 渦輪流量計 產(chǎn)品詳情

原油流量計的詳細資料:

一、概述

  原油流量計是葉輪式流量(流速)計的主要品種,葉輪式流量計還有風速計、水表等。原油流量計由傳感器和轉(zhuǎn)換顯示儀組成,傳感器采用多葉片的轉(zhuǎn)子感受流體的平均流速,從而推導出流量或總量。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速(或轉(zhuǎn)數(shù))可用機械、磁感應、光電方式檢出并由讀出裝置進行顯示和傳送記錄。據(jù)稱美國早在1886年即發(fā)布過個原油流量計,1914年的認為原油流量計的流量與頻率有關。美國的臺原油流量計是在1938年開發(fā)的,它用于飛機上燃油的流量測量,只是直至二戰(zhàn)后因噴氣發(fā)動機和液體噴氣燃料急需一種高精度、快速響應的流量計才使它獲得真正的工業(yè)應用。如今,它已在石油、化工、科研、國防、計量各部門中獲得廣泛應用。

流量計中原油流量計、容積式流量計和科氏質(zhì)量流量計是三類重復性、精確度的產(chǎn)品,而原油流量計又具有自己的特點,如結構簡單、加工零部件少、重量輕、維修方便、流通能力大和可適應高參數(shù)等,是其他兩類流量計是難以達到的。

原油流量計是吸取了國內(nèi)外流量儀表*技術經(jīng)過優(yōu)化設計,具有結構簡單、輕巧、精度高、復現(xiàn)性好、反應靈敏,安裝維護使用方便等特點的新一代原油流量計,廣泛用于測量封閉管道中與不銹鋼1Cr18Ni9Ti、2Cr13及剛玉Al2O3、硬質(zhì)合金不起腐蝕作用,且無纖維、顆粒等雜質(zhì),工作溫度下運動粘度小于5×10-6m2/s的液體,對于運動粘度大于5×10-6m2/s的液體,可對流量計進行實液標定后使用。若與具有特殊功能的顯示儀表配套,還可以進行定量控制、超量報警等,是流量計量和節(jié)能的理想儀表。

二、工作原理

圖1所示為渦輪流量傳感器結構簡圖,由圖可見,當被測流體流過傳感器時,在流體作用下,葉輪受力旋轉(zhuǎn),其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比,葉輪的轉(zhuǎn)動周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值。檢測線圈中的磁通隨之發(fā)生周期性變化,產(chǎn)生周期性的感應電勢,即電脈沖信號,經(jīng)放大器放大后,送至顯示儀表顯示。

原油流量計的流量方程可分為兩種:實用流量方程和理論流量方程。

(1)實用流量方程

qv=f/K公式1

qm=qvρ公式2

式中qv,qm……分別為體積流量,m3/s,質(zhì)量流量,kg/s;

f……流量計輸出信號的頻率,Hz;

K……流量計的儀表系數(shù),P/m3。

流量計的系數(shù)與流量(或管道雷諾數(shù))的關系曲線如圖2所示。由圖可見,儀表系數(shù)可分為二段,即線性段和非線性段。線性段約為其工作段的三分之二,其特性與傳感器結構尺寸及流體粘性有關。在非線性段,特性受軸承摩擦力,流體粘性阻力影響較大。當流量低于傳感器流量下*,儀表系數(shù)隨著流量迅速變化。壓力損失與流量近似為平方關系。當流量超過流量上*要注意防止空穴現(xiàn)象。結構相似的TUF特性曲線的形狀是相似的,它僅在系統(tǒng)誤差水平方面有所不同。

傳感器的儀表系數(shù)由流量校驗裝置校驗得出,它*不問傳感器內(nèi)部流體機理,把傳感器作為一個黑匣子,根據(jù)輸入(流量)和輸出(頻率脈沖信號)確定其轉(zhuǎn)換系數(shù),它便于實際應用。但要注意,此轉(zhuǎn)換系數(shù)(儀表系數(shù))是有條件的,其校驗條件是參考條件,如果使用時偏離此條件系數(shù)將發(fā)生變化,變化的情況視傳感器類型,管道安裝條件和流體物性參數(shù)的情況而定。

(2)理論流量方程

根據(jù)動量矩定理可以列出葉輪的運動方程

式中J:葉輪的慣性矩;

dw/dt:葉輪的旋轉(zhuǎn)加速度;

M1:流體的驅(qū)動力拒;

M2:粘性阻力矩;

M3:軸承摩擦阻力矩;

M4:磁阻力矩。

國內(nèi)外學者提出許多理論流量方程,它們適用于各種傳感器結構及流體工作條件。至今渦輪儀表特性的水動力學特性仍舊不很清楚,它與流體物性及流動特性有復雜的關系。比如當流場有旋渦和非對稱速度分布時水動力學特性就非常復雜。不能用理論式推導儀表系數(shù),儀表系數(shù)仍需由實流校驗確定。但是理論流量方程有巨大的實用意義,它可用于指導傳感器結構參數(shù)設計及現(xiàn)場使用條件變化時儀表系數(shù)變化規(guī)律的預測和估算。

三、產(chǎn)品特點

1.高精確度,一般可達±1%R、±0.5%R,高精度型可達±0.2%R;

2.重復性好,短期重復性可達0.05%~0.2%,正是由于具有良好的重復性,如經(jīng)常校準或在線校準可得到*的精確度,在貿(mào)易結算中是優(yōu)先選用的流量計;

3.輸出脈沖頻率信號,適于總量計量及與計算機連接,無零點漂移,抗*力強;

4.可獲得很高的頻率信號(3~4kHz),信號分辨力強;

5.范圍度寬,中大口徑可達1:20,小口徑為1:10;

6.結構緊湊輕巧,安裝維護方便,流通能力大;

7.適用高壓測量,儀表表體上不必開孔,易制成高壓型儀表;

8.專用型傳感器類型多,可根據(jù)用戶特殊需要設計為各類專用型傳感器,例如低溫型、雙向型、井下型、混砂專用型等;

9.可制成插入型,適用于大口徑測量,壓力損失小,價格低,可不斷流取出,安裝維護方便。

技術參數(shù)

儀表口徑及連接方式:4、6、10、15、20、25、32、40采用螺紋連接

(15、20、25、32、40)50、65、80、100、125、150、200采用法蘭連接

精度等級:±1%R、±0.5%R、±0.2%R(需特制)

量程比:1:10;1:15;1:20

儀表材質(zhì):304不銹鋼、316(L)不銹鋼等

被測介質(zhì)溫度:(℃)-20~+120℃

環(huán)境條件溫度:-10~+55℃,相對濕度5%~90%,大氣壓力86~106Kpa

輸出信號:

傳感器:脈沖頻率信號,低電平≤0.8V高電平≥8V

變送器:兩線制4~20mADC電流信號

供電電源:

傳感器:+12VDC、+24VDC(可選)

變送器:+24VDC

現(xiàn)場顯示型:儀表自帶3.2V鋰電池

信號傳輸線STVPV3×0.3(三線制),2×0.3(二線制)

傳輸距離≤1000m

信號線接口基本型:豪斯曼接頭,防爆型:內(nèi)螺紋M20×1.5

防爆等級基本型:非防爆產(chǎn)品,防爆型:ExdIIBT6

防護等級:IP65

原油流量計安裝注意事項

(1)安裝場所

傳感器應安裝在便于維修,管道無振動、無強電磁干擾與熱輻射影響的場所。原油流量計的典型安裝管路系統(tǒng)如圖9所示。圖中各部分的配置可視被測對象情況而定,并不一定全部都需要。原油流量計對管道內(nèi)流速分布畸變及旋轉(zhuǎn)流是敏感的,進入傳感器應為充分發(fā)展管流,因此要根據(jù)傳感器上游側阻流件類型配備必要的直管段或流動調(diào)整器,如表5所示。若上游側阻流件情況不明確,一般推薦上游直管段長度不小于20D,下游直管段長度不小于5D,如安裝空間不能滿足上述要求,可在阻流件與傳感器之間安裝流動調(diào)整器。傳感器安裝在室外時,應有避直射陽光和防雨淋的措施。

(2)連接管道的安裝要求

水平安裝的傳感器要求管道不應有目測可覺察的傾斜(一般在5°以內(nèi)),垂直安裝的傳感器管道垂直度偏差亦應小于5°。

需連續(xù)運行不能停流的場所,應裝旁通管和可靠的截止閥(見圖9),測量時要確保旁通管無泄漏。

在新鋪設管道裝傳感器的位置先介入一段短管代替?zhèn)鞲衅?,待?ldquo;掃線”工作完畢確認管道內(nèi)清掃干凈后,再正式接入傳感器。由于忽視此項工作,掃線損壞傳感器屢見不鮮。

若流體含雜質(zhì),則應在傳感器上游側裝過濾器,對于不能停流的,應并聯(lián)安裝兩套過濾器輪流清除雜質(zhì),或選用自動清洗型過濾器。若被測液體含有氣體,則應在傳感器上游側裝消氣器。過濾器和消氣器的排污口和消氣口要通向安全的場所。

若傳感器安裝位置處于管線的低點,為防止流體中雜質(zhì)沉淀滯留,應在其后的管線裝排放閥,定期排放沉淀雜質(zhì)。

被測流體若為易氣化的液體,為防止發(fā)生氣穴,影響測量精確度和使用期限,傳感器的出口端壓力應高于公式5計算的壓力pmin

pmin=2△p+1.25pvPa

式中pmin——壓力,Pa;

△p——傳感器流量時壓力損失,Pa;

pv——被測液體使用溫度時飽和蒸汽壓,Pa。

流量調(diào)節(jié)閥應裝在傳感器下游,上游側的截止閥測量時應全開,且這些閥門都不得產(chǎn)生振動和向外泄漏。對于可能產(chǎn)生逆向流的流程應加止回閥以防止流體反向流動。

傳感器應與管道同心,密封墊圈不得凸入管路。液體傳感器不應裝在水平管線的點,以免管線內(nèi)聚集的氣體(如停流時混入空氣)停留在傳感器處,不易排出而影像測量。

傳感器前后管道應支撐牢靠,不產(chǎn)生振動。對易凝結流體要對傳感器及其前后管道采取保溫措施。

使用注意事項

(1)投入運行的啟閉順序

未裝旁路管的流量傳感器,先以中等開度開啟流量傳感器上游閥,然后緩慢開啟下游閥。以較小流量運行一段時間(如10分鐘),然后全開上游閥,再開大下游閥開度,調(diào)節(jié)到所需正常流量。

裝有旁路管的流量傳感器,先全開旁路管閥,以中等開度開啟上游閥,緩慢開啟下游閥,關小旁路閥開度,使儀表以較小流量運行一段時間。然后全開上游閥,全關旁路閥(要保證無泄漏),最后調(diào)節(jié)下游閥開度到所需的流量。

(2)低溫和高溫流體的啟用

低溫流體管道在通流前要排凈管道中的水分,通流時先以很小流量運行15分鐘,再漸漸升高至正常流量。

停流時也要緩慢進行,使管道溫度和環(huán)境溫度逐漸接近。高溫流體運行與此相類似。

(3)其他注意事項

啟閉閥應盡可能平緩,如采用自動控制啟閉,用“兩段開啟,兩段關閉”方式,防止流體突然沖擊葉輪甚至發(fā)生水錘現(xiàn)象損壞葉輪。

檢查流量傳感器下游壓力。當管道壓力不高,在投入運行初期觀察流量下傳感器下游壓力是否大于公式5計算的pmin,否則應采取措施以防止產(chǎn)生氣穴。

流量傳感器的儀表系數(shù)是經(jīng)過標準裝置校驗后,供給用戶校驗單上寫明的,謹防丟失。傳感器長期使用因軸承磨損等原因,儀表系數(shù)會發(fā)生變化,應定期進行離線或在線校驗。若流量超出允許范圍,應更換傳感器。

有些測量對象,如輸送成品油管線更換油品或停用時,需定期進行掃線清管工作。掃線清管所用流體的流向、流量、壓力和溫度等均應符合原油流量計的規(guī)定,否則會引起精確度降低甚至損壞。

為保證流量計長期正常工作,要加強儀表的運行檢查,一旦發(fā)現(xiàn)異常及時采取措施排除。監(jiān)測葉輪旋轉(zhuǎn)情況,如聽到異常聲音,用示波器監(jiān)測檢測線圈輸出波形,如有異常波形,應及時卸下檢查傳感器內(nèi)部零件。如懷疑有不正常現(xiàn)象應及時檢查。保持過濾器暢通,過濾器可從出入口壓力計的壓差來判斷是否堵塞。要定期排放消氣器中從液體逸出的氣體等等。

 


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