幾種常用流量計的選型與應用
引言
由于測量原理的不同或測量元件的形式差別， 每一種流量儀表都有其最為適用的工況和獨特的安裝要求。在流量儀表的實際應用中，要想達到優良的測量效果，既要選擇合適的儀表類型，還要兼顧流量計安裝位置要滿足所選儀表的測量要求。
一、流量儀表的選型
流量儀表的選型要綜合考慮多種因素，一般有以下幾個方面：
（1）確保流量計的正確選型，要綜合考慮多種工藝過程參數，如最小、正常和最大設計條件下的流體 狀態，流速、壓力、溫度、密度和粘度。同時還要考慮操作模式的變化和非正常的操作條件，如開工、調試和緊急情況下的工藝條件；
（2）是否有特殊的工藝要求，如是否有多相流、 特殊的流體組成、腐蝕、侵蝕的情況，介質中是否含有固體顆粒等；
（3）安裝在管道內的流量元件是工藝管道系統的一部分，因此要滿足管道的材質和等級要求，并且流量儀表的壓損要小于工藝管道所允許的最大壓損值；
（4）儀表的測量精度要求。通常儀表的測量精度和穩定性與儀表的價格成正比。工藝裝置中并不是所有流量測量都需要較高的精度，根據精度的要求選擇適用的儀表是提高性價比的有效手段；
（5）儀表的安裝要求。不同種類的流量計有不 同的安裝要求，如直管段要求、管道的振動情況、流體的流向等。
二、石油化工裝置中幾種常用流量儀表的選用
差壓式流量計、渦街流量計、電磁流量計是石油化工裝置中幾種較為常用的流量儀表。
1、差壓式流量計
1.1 特點
差壓式流量計是一個龐大的流量計家族，按不同的節流裝置形式，又劃分為多種不同的流量計，如孔板、文丘里管、流量噴嘴、平衡式流量計、楔式流量計等，采用相同的測量原理，但又根據節流裝置的不同形式適用于不同工況的需要。
差壓式流量計以其適應性強、量程范圍廣、運行穩定、故障率低、基本不需要維護的特點，在石油化工裝置中得到廣泛的應用。
由于一般的差壓類流量儀表的測量精度相對較低，在石油化工裝置中，常用于精度要求較低的中間過程控制，當測量蒸汽等受溫度、壓力變化影響較大的流體流量時，增加溫壓補償以達到滿意的測量效果。
1.2 選型
差壓類儀表的選型主要考慮節流元件的形式適應于所測介質的物理性質和最大允許壓降要求。如高壓蒸汽的測量選用噴嘴；要求直管段較短時，可選用平衡式流量計；最大允許壓降比較小的氣體測量選用文丘里管；液體粘度較大時選用楔式節流元件。
1.3 安裝
差壓式流量儀表的安裝一般要注意以下幾個方面：
（1）直管段的要求，不同的節流元件所需要的直管段長度不同，如通常情況下孔板、文丘里、噴嘴和楔式流量計需要的直管段要長一些，平衡式流量計則相對較短；
（2）引壓管的安裝是差壓式流量計安裝的重點， 安裝不正確對測量的結果影響較大；
（3） 綜合考慮工藝和氣候因素，采取沖洗、液體密封、隔膜密封和保溫、伴熱等措施；
( 4) 小口徑的孔板和角接取壓的孔板只用于水平管線。其它的流量元件可用于豎管，當介質為氣體或蒸汽時，流體流向應由上向下；當介質為液體時，流向應由下向上；
( 5 ) 安裝于水平管線的節流元件，下游取壓口容易受到污染( 尤其是多對取壓口時)，應予以注意。
2、渦街流量計
2.1 特點
渦街流量計具有較寬的可調范圍，能夠用于多種工藝介質流量的測量，如液體，氣體和蒸汽都可測量。但是由于卡門漩渦需要在一定的速度條件下產 生，因此渦街流量計具有較高的零點切除點。渦街流量計可測量的最小流量受到雷諾數、流體的流速和信噪比( 頻率干擾) 的限制。
渦街流量計對流體振蕩和機械振動很敏感。如果振動的頻率進入流量計的測量頻率范圍，會產生系統性和隨機性的錯誤。
2.2 選型
通常渦街流量計的選型應考慮如下因素：
（1）雷諾數不能低于20000，在正?；蚍钦９に嚄l件下，雷諾數高于40000更佳。在最小流量情況下應保證可靠的流量測量，這個最小流量值應遵從廠家的技術要求。選擇流量計時，所選流量計的最小可測流量值應低于實際應用中的最小流量，以保證流量計的可靠測量。另外，選擇流量計時應平衡流量計的可調范圍和永久壓損；
（2）測量液體時注意防止產生氣蝕現象，氣蝕現象會導致測量信號的丟失以及對流量計和下游管道的損壞；
（3）渦街流量計不應用于濕氣體或濕蒸汽等兩相流的流量測量；
（4）渦街流量計不能用于特別黏的、蠟質或侵蝕性的介質；
（5）通常為保證渦街流量計在最小流量工況下的可操作性( 如開工時) ，流量計的口徑通常較管道口徑縮小1到2級( 如管道直徑為DN100，則選擇的流量計口徑應為DN80或DN50) 。且如果這兩個等級的流量計均能覆蓋最大、最小流量，應選擇較小口徑的流量計。
2.3 安裝
渦街流量的安裝應考慮如下幾個因素：
（1）上下游直管段的要求，一般為前15D后5D。 特殊情況以廠家要求為準。上游管道或法蘭過度 ( 轉換) 處必須光滑并與管道平齊，不能有毛刺。由渦街流量計發展而來的漩渦流量計則需要較短的直管段；
（2） 一般的渦街流量計可用于橫管或豎管的流 量測量。如果安裝于橫管上，流量計應安裝于管道的水平位置，以便于減少產生碎片和沉積物。測量 橫向管道的氣體流量時，流量計不能安裝在管道的最低點，以防止產生凝液，影響測量效果。測量豎管流體流量時，液體流向應為至下向上；
（3）測量液體時，橫管或豎管內的流體在正常工況下，應充滿管道；
（4） 在非正常工況下能夠凝結成液體的氣體測量，應設置排液設施，以防開工過程中的液筋損壞漩渦發生體；
（5）渦街流量應在管道沖洗和吹掃完畢后安裝。
3、電磁流量計
3.1 特點
電磁流量計是根據電磁感應原理產生的。適用于多數導電液體的流量測量，但不適用于氣體和蒸汽?？捎糜谂K、油膩介質以及未處理的污水和含有固體的液體流量測量。
3.2 電磁流量計的選型
使用電磁流量計應考慮以下各種因素：
（1） 考慮流體的電導率。所需的最小電導率應參考廠家建議，一般要求電導率為0.05到 20μS /cm；
（2） 襯里材料的選擇，一般有 PTFE、PFA、陶瓷和橡膠等幾種可選材料。
①PTFE，是最常用的襯里材料。因為其不能粘貼在殼體的內側，所以不適用于真空工況。同時，有 些液體能夠滲透PTFE，導致短路和對流量計元件的腐蝕；
②PFA，滲透性低于PTFE，但是溫度和壓力變化時容易變形；
③陶瓷，適用于多種應用條件，但是這個材料對溫度波動和管道應力比較敏感；
④橡膠，氯丁橡膠或天然橡膠是最便宜的襯里， 主要用于水的測量；
（3）選擇電磁流量計的電極材料時，不但要考慮對被測介質的耐腐蝕性，還要考慮避免產生電極表面效應。
3.3 安裝要求
（1） 電磁流量計可安裝于管道的任意滿足直管段要求的位置，但要保證流量計的測量管滿管；
（2）電極軸向水平，防止電極被污染并防止由于氣泡的聚集導致測量信號的丟失；
（3）注意按廠家的要求，安裝流量計的接地( 接地環) ;
（4）避免臨近大的導體表面如金屬支撐；
（5）對于比較粗糙的液體，容易損壞流量計的入 口襯管；
（6）使用PTFE襯里。當擰緊工藝連接螺栓時， 遵照廠家要求的轉矩要求；
（7）為防止襯管損壞，不能使用金屬纏繞式墊片。石墨墊片也不能用，因其導電，可能影響測量效果；
（8）電磁流量計對均勻分布的低含量氣體不敏 感。當流體含有較大量的氣體時，流量計的讀數會虛高。聚集在電極附近的氣泡會導致測量問題。當 液體中含有氣體時，流量計應安裝在豎直管道上。一般情況下需要的最低流速為0.3-0.5m/sec。不 精確要求下，最大的流速不能超過3.5m/sec。
三、結束語
本文簡要討論了石油化工裝置中差壓式流量計、渦街流量計、電磁流量計的特點、 選型和安裝要求。此外，超聲波流量計、轉子流量計、容積式流量計、渦輪流量計等也是石油化工裝置中經常使用的流量測量儀表。實際應用中，流量儀表種類繁多，每種儀表都有其各自的性能特點、適用 工況和安裝要求。在做流量儀表的設計時應綜合考慮工藝條件、使用場合、安裝條件和性價比等因素。
