容积式流量计的选型和应用
摘 要 : 介绍了容积式流量计的特点,探讨了选型的主要因素和应用的注意事项。
容积式流量计一般体积较大,在大流量、大管径计量上已逐渐被涡轮式、电磁式、涡街式流量计替代。如果需要显示瞬时流量, 还需附加其他装置。但由于容积式流量计具有精度高、稳定性好、寿命长等优势 ,目前仍然广泛应用在各行各业。
1、容积式流量计的选型：
1.1、容积式流量计的特点：
容积式流量计按测量配件可分为椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计等。容积式流量计的优点是计量精度高, 管道安装要求条件低 ,可用于高黏度液体的测量 , 测量范围宽 ,直读式流量计无需外部能源即可直接获得累计总量 , 操作简单。容积式流量计的缺点是结构复杂 , 体积较大, 工作条件局限性较大 ,不适用于高、低温场所 , 只适用于洁净的单相流体 ,容易产生噪声及振动。
1.2 、容积式流量计选型的主要因素：
① 流量范围和精度制造厂家一般按被测介质的种类 (主要是黏度不同 )、使用特点 (连续使用或间歇使用 )及测量精度规定流量范围。为了保持流量计良好的性能和较长的使用寿命 ,连续使用时***大流量建议选在流量计上限流量的 80%。如果制造厂家没有按介质类别和使用特点明确规定流量范围 , 间歇使用的***大流量可为流量上限的 100%;连续使用时 , 中等黏度液体的***大流量为流量计上限流量的 80%,低黏度和高黏度液体的***大流量为流量计上限流量的50% ～ 60%。
大部分容积式流量计的基本误差为 ±0.5%, 较高精度流量计的基本误差为 ±(0.1% ～ 0.2%), 椭圆齿轮式流量计可达到 ±0.05%,较低精度流量计(如弹性刮板式流量计)的基本误差为 ±(1.0% ～1.5%)。容积式流量计的精度是在实验室条件下得到的基本误差。实际使用时现场条件往往偏离实验室条件 ,产生附加误差。实际误差应是基本误差和附加误差的和, 在选型和使用时要针对现场情况采取措施 ,确保测量精度。
② 压力损失容积式流量计要靠流体推动测量配件, 因此压力损失较高。容积式流量计的压力损失要比相同口径和流量的其他类型流量计大。一般液体的压力损失为 20 ～ 100 kPa。在测量高蒸气压的液体时 ,压降过大会导致气蚀 ,若长期存在气蚀会损坏流量计配件 ,某些允许短时间超流到测量上限的 120%的流量计更应注意这一问题。
③ 流体腐蚀性流体腐蚀性是确定流量计材质的主要因素。对于各种石油制品 ,采用铸钢、铸铁制造;对于腐蚀性轻微的化学液体以及冷水 ,采用铜合金制造;对于纯水、高温水、原油、沥青、高温液体、化学液体、食品或食品原料,采用不锈钢制造。容积式流量计的耐蚀性一般不强。在食品和生物制药业, 由于卫生要求 , 流量计需经常消毒灭菌 , 与流体接触的配件必须用不锈钢及其他符合卫生要求的材料制成, 要易于拆卸。
④ 液体黏度一般来说各种气体的黏度相近 , 对流量计性能没有影响,而液体黏度相差较大。容积式流量计为了适应黏度高的液体 ,具有较大间隙的结构。容积式流量计虽然受黏度的影响,但与差压式、浮子式和涡轮式流量计相比影响要小。黏度一般对容积式流量计的测量误差、压力损失和流量范围产生影响。
⑤ 压力与温度当流量计用于较高温度时, 必须降低***大工作压力等级。突然开关阀门会产生水锤效应 , 冲击力可能超过工作压力,冲击力还可能引起虚假读数,必要时可安装缓冲罐。
温度既会影响流量计的耐压强度 ,又会影响测量精度。结构间隙减小会卡住运动配件, 因此用于较高温度时要预留尺寸间隙来补偿, 特别是不同材料组合使用时更要注意热胀系数的差异。温度变化还会改变液体黏度 ,引起流量变化。可采用自动温度补偿来修正,使用前要有合适的预热时间,并观察是否能正常运转。
⑥ 压缩性通常液体的压缩性可忽略不计 , 然而在高精度测量油品时不应忽视压缩性。例如重油压力从 0.5MPa升至 6 MPa时, 体积压缩 0.45%;LPG的压缩性更大。气体有很大的压缩性 ,在低压下其体积缩小与压力增高成比例关系 , 大部分容积式流量计用于低压状态,可直接换算 ;但在高压条件下体积缩小与压力增高不成比例,应考虑使用气体压缩系数。
2、安装与应用：
① 安装
a.周围温度和相对湿度应符合规定要求, 一般温度为 -15 ～ 50 ℃,相对湿度为 10%～ 90%。
b.在日光直射的场所应采取遮阳或隔热措施。
c.非防尘、防浸水型流量计应避开腐蚀性和潮
湿的场所。如无法避免, 可采取内腔用洁净空气吹气的方式保持微正压。
d.避开振动和冲击的场所。e.要有足够空间便于安装和日常维护。 ② 应用注意事项
a.容积式流量计的安装要横平竖直, 转子型流量计的转子轴要与地面平行 (垂直结构转子轴例外),其他型号按使用说明书要求一般为水平安装。
b.实际流动方向应与流量计壳体标明方向一致。容积式流量计一般为单向测量 , 必要时在其下游装逆止阀,以免损坏流量计。
c.流量计不应承受管线膨胀 、收缩 、变形和振动;应防止系统因阀门及管道设计不合理产生振动,特别要避免谐振。安装时不要让流量计承受应力,避免上下游管道两法兰平面不平行 , 法兰面之间距离过大,管道不同心等不合理安装。特别是对无分离测量室且受压壳体和测量室一体的容积式流量计更应注意 ,因为安装应力较大会引起变形,影响测量精度 ,甚至卡死运动配件。
d.防止杂质及异相流体进入流量计。容积式流量计计量室与活动检测件的间隙很小 ,流体中颗粒杂质影响流量计正常运行 , 常造成卡死或磨损。流量计上游必须安装过滤器,并定期清洗 ;测量气体在必要时应考虑加装沉渣器或水吸收器等保护性设备。用于测量液体时必须避免气体进入管道系统,必要时设置气体分离器。
e.减小脉动流 、冲击流或过载流的危害。流量计应装在泵的出口端。脉动流和冲击流会损害容积式流量计 ,理想的流源是离心泵或高位槽。若必须要用往复泵,或管道易产生过载冲击、水锤冲击等冲击流的场所,应装缓冲罐、膨胀室或安全阀等保护设备。容积式流量计过载超速运行会产生危害, 如管系有可能发生超载流,应在下游安装限流孔板、定流量阀或流量控制器等保护装置。