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楔式流量计的选型与安装

作者:发布时间:2020/6/23 11:00:27浏览次数:

在石油、化工行业的工艺流程检测过程中,有 时会遇到原油、黑水及浆液等介质流量测量问题, 这类介质具有粘度大、易结晶及固体颗粒易磨损 等特点,导致传统的孔板流量计、靶式流量计等不 仅测量精度低、安装维护工作量大,而且很难保证 仪表的长期稳定运行。针对上述问题,一种新型 差压式流量测量仪表一楔式流量计应运而生, 并在业内得到了广泛应用。

测量原理

楔式流量计的测量原理是基于伯努利方程 (能量守恒和连续性方程)的。通过在管段中设 置一个V形楔块节流件,当流体流经此楔块时, 流通面积减小、流速增大,在楔块前后产生一个静 压差,该压差的开方与质量流量或体积流量成正 比,从而实现流量的测量。

流量计结构

楔式流量计(图1)主要由测量管和流量差压 变送器组成。

设计选型

楔式流量计的选型计算通常由业主或设计院 提供工艺参数,再由仪表厂家使用各自的计算软 件完成选型计算。选型计算时所需确定的主要工 艺数据有工艺介质、工艺管道材料、管道口径、流 量范围、操作压力及操作温度等。

楔式流量计的口径和压力等级通常与连接处 的工艺管线一致。根据不同的工况要求,应选择 合适的过程连接与取压方式。流量计本体和楔块 的材料应根据工艺介质进行选用,不能低于管道 等级表的要求,并考虑腐蚀、磨损等特殊工况下的 选材特点。对于法兰远传式取压,还需注意介质 的温度,对于高温介质的测量,毛细管填充液应选 用可耐受高温的介质。

楔块比H/D的选用需保证计算得到的差压 量程分别为6、10、16、25、40、50kPa,在满足测量 要求的前提下,对于液体介质的测量,量程应首选 25kPa5,。计算结果应满足楔式流量计对最低 雷诺数的要求,以保证在流量范围内流量系数是 线性的、稳定的。

楔式流量计的精度应满足工艺测量要求,通 常要求标定后精度为± 0. 5% FS,重复性为 ±0.2% ,在相应的雷诺数范围内量程比应达到 10:1。流量计的标定可采用特定介质由独立的 NIST认证实验室来完成,或者进行现场实流标定 以达到测量精度要求。

仪表的安装

楔式流量计可采用水平或垂直安装的方式。 水平安装时,对于液体或蒸汽介质,V形节流件宜 安装在与管道水平中心线垂直方向,即取压口与 管道水平中心线平行,以免测量介质内的气泡进 入取压口影响测量精度,或者采取必要的排气措 施;对于气体介质,可将取压口朝上安装。垂直安 装时,由于存在轻微静压差,因此使用之前应注意 变送器的调零。

为了保证测量的准确性,流体在经过节流件 之前需处于稳定的层流状态,因此需要保证V形 节流件前后具备一定的直管段,最小直管段要求 可以参照各仪表厂家的样本执行。

对于粘稠或易结晶介质的测量,如果选用法 兰远传式取压,为了便于仪表的现场维护,宜在法 兰连接处增加冲洗管线以便及时对测量管路进行清洗,或者采用插入式法兰进行取压以避免取压 口堵塞导致无法准确测量。