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楔式流量計的選型與安裝

作者:發布時間:2020/6/23 11:00:27瀏覽次數:

在石油、化工行業的工藝流程檢測過程中,有 時會遇到原油、黑水及漿液等介質流量測量問題, 這類介質具有粘度大、易結晶及固體顆粒易磨損 等特點,導致傳統的孔板流量計、靶式流量計等不 僅測量精度低、安裝維護工作量大,而且很難保證 儀表的長期穩定運行。針對上述問題,一種新型 差壓式流量測量儀表一楔式流量計應運而生, 并在業內得到了廣泛應用。

測量原理

楔式流量計的測量原理是基于伯努利方程 (能量守恒和連續性方程)的。通過在管段中設 置一個V形楔塊節流件,當流體流經此楔塊時, 流通面積減小、流速增大,在楔塊前后產生一個靜 壓差,該壓差的開方與質量流量或體積流量成正 比,從而實現流量的測量。

流量計結構

楔式流量計(圖1)主要由測量管和流量差壓 變送器組成。

設計選型

楔式流量計的選型計算通常由業主或設計院 提供工藝參數,再由儀表廠家使用各自的計算軟 件完成選型計算。選型計算時所需確定的主要工 藝數據有工藝介質、工藝管道材料、管道口徑、流 量范圍、操作壓力及操作溫度等。

楔式流量計的口徑和壓力等級通常與連接處 的工藝管線一致。根據不同的工況要求,應選擇 合適的過程連接與取壓方式。流量計本體和楔塊 的材料應根據工藝介質進行選用,不能低于管道 等級表的要求,并考慮腐蝕、磨損等特殊工況下的 選材特點。對于法蘭遠傳式取壓,還需注意介質 的溫度,對于高溫介質的測量,毛細管填充液應選 用可耐受高溫的介質。

楔塊比H/D的選用需保證計算得到的差壓 量程分別為6、10、16、25、40、50kPa,在滿足測量 要求的前提下,對于液體介質的測量,量程應首選 25kPa5,。計算結果應滿足楔式流量計對最低 雷諾數的要求,以保證在流量范圍內流量系數是 線性的、穩定的。

楔式流量計的精度應滿足工藝測量要求,通 常要求標定后精度為± 0. 5% FS,重復性為 ±0.2% ,在相應的雷諾數范圍內量程比應達到 10:1。流量計的標定可采用特定介質由獨立的 NIST認證實驗室來完成,或者進行現場實流標定 以達到測量精度要求。

儀表的安裝

楔式流量計可采用水平或垂直安裝的方式。 水平安裝時,對于液體或蒸汽介質,V形節流件宜 安裝在與管道水平中心線垂直方向,即取壓口與 管道水平中心線平行,以免測量介質內的氣泡進 入取壓口影響測量精度,或者采取必要的排氣措 施;對于氣體介質,可將取壓口朝上安裝。垂直安 裝時,由于存在輕微靜壓差,因此使用之前應注意 變送器的調零。

為了保證測量的準確性,流體在經過節流件 之前需處于穩定的層流狀態,因此需要保證V形 節流件前后具備一定的直管段,最小直管段要求 可以參照各儀表廠家的樣本執行。

對于粘稠或易結晶介質的測量,如果選用法 蘭遠傳式取壓,為了便于儀表的現場維護,宜在法 蘭連接處增加沖洗管線以便及時對測量管路進行清洗,或者采用插入式法蘭進行取壓以避免取壓 口堵塞導致無法準確測量。

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