(1) 度 一般說來,選用TUF主要是看中其高度。目前TUF的度大致為液體:市場為 ±0.15%R,±0.2%R,±0.5%R和±1%R,國內(nèi)定型產(chǎn)品為±0.5%R和±1%R;氣體:市場為 ±0.5%R和±1%R,國內(nèi)為±1%R和±1.5%R,以上度指范圍度為6:1或10:1。若干渦輪流量傳感器典型參數(shù)如表1所示。度除與本身產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)外,還與使用條件密切相關(guān)。 若縮小范圍度可提高度;特別是作為標準表法流量標準裝置的標準流量計,若定點使用,度可大為提高。 表1 若干渦輪流量計典型參數(shù)一覽表 類型 | 生產(chǎn)廠 | 公稱通徑 DN/mm,"英寸 | 公稱壓力/MPa | 流量范圍 /(m3/h) | 范圍度 | 基本誤差 /% | 語序流體溫度 / | 備注 | 液體 | 普通型 | Brooks | 1/2" | <20 | 0.159~1.59 | 10 | ±0.5R | 標準型: -73~+260 低溫型: -232~+38 高溫型: -18~+316 | | 3/4"~2.5" | (0.454~4.54)~(11.4~114) | ±0.25R | 3"~30" | (15.9~159)~(1304~13038) | ±0.15R | 開封儀表廠 | 10~500 | 16~2.5 | (0.25~1.6)~(600~4000) | 6 10 | ±0.5R | 標準型: -20~+55 高溫型: -20~+120 | DN10,15度 ±1% | 上海自儀九廠 | 4~250 | 6.3~2.5 | (0.04~0.25)~(120~1200) | 6 10 | ±0.5R ±1R | 標準型: -20~+55 高溫型: -20~+120 | DN15以下范圍度6,其余口徑范圍度在6時度±0.5% | 流量計度愈高,對現(xiàn)場使用條件的變化就越敏感,要想保持其高精度,需要對儀表系數(shù)特別的處理。一種處理方法就是所謂儀表系數(shù)浮動處理法。即由現(xiàn)場以下條件實時進行處理:a)粘度受溫度的影響;b)密度受壓力、溫度的影響;c)傳感器信號冗余(一臺傳感器輸出二個信號,監(jiān)視其比值;d)系數(shù)的長期穩(wěn)定性(采取控制圖確定)等。 對于貿(mào)易儲運交接計量,常配備在線校驗裝置,以便定期進行校驗。 生產(chǎn)廠使用說明書列舉的儀表度為基本誤差,現(xiàn)場應(yīng)估算附加誤差,現(xiàn)場誤差應(yīng)為兩者的合成。 (2) 流量范圍的選擇 TUF的流量范圍的選擇對其度及使用期限有較大的影響。一般在工作時zui大流量相應(yīng)的轉(zhuǎn)速不宜過高。使用狀況分連續(xù)工作和間歇工作兩種,連續(xù)工作是指每天工作時間超過8小時,間歇工作是每天工作時間少于8小時。對于連續(xù)工作zui大流量應(yīng)選在儀表上限流量的較低處,而間歇工作可選在較高處。一般連續(xù)工作是將實際zui大流量乘以1.4作為流量范圍的上限流量,而間歇工作則乘以1.3。 如果儀表口徑與工藝管道通徑不一致時,則應(yīng)以異徑管和等徑直管改裝管道。 對于流速偏低的工藝管道,zui小流量成為選擇儀表口徑首先要考慮的問題,通常以實際zui小流量乘以0.8作為流量范圍的下限流量,使其留有一定的裕量。若配有分段線性化功能的顯示儀,在傳感器流量下限值不能滿足實際zui小流量時,應(yīng)要求生產(chǎn)廠在實際zui小流量及其附近進行流量校驗,將測得的儀表系數(shù)輸入顯示儀,這樣就能既降低儀表的流量下限值,還能保持測量的度。 (3) 度等級 對于儀表度等級的要求要慎重,應(yīng)該從經(jīng)濟角度來考慮,例如大口徑輸油(輸氣)管線的貿(mào)易結(jié)算儀表,經(jīng)濟上關(guān)系重大,在儀表上多投入是合算的。至于輸送量不大或作為過程控制用只需中等精度水平即可,切忌盲目追求高精度。本安型防爆傳感器適配安全柵型號及制造廠,核查防爆等級及批準文號等。若要顯示質(zhì)量流量(或標準狀態(tài)下體積流量)要選配壓力、溫度傳感器或密度儀表。TUF顯示儀現(xiàn)已由以微處理器為基礎(chǔ)可與上位計算機進行通信的流量計計算機所包括,該儀表在儀表功能及使用范圍等都遠超過老式渦輪流量顯示儀。目前作為貿(mào)易計量的各類型流量計都趨向于配有直讀式顯示裝置(如圖6所示)。不但有總量計量的顯示,還可附加補償器(一臺功能齊全的流量計算機)輸出遠傳信號。 (4) 對流體的要求 TUF對流體的要求為潔凈(或基本潔凈)、單相或低粘度的,常用流體舉例如下:一般流體,包括水、空氣、氧氣、高壓氫氣、牛奶、咖啡等;石油化工類:汽油、輕油、噴氣燃料、輕柴油、石腦油、乙烯、聚乙烯、苯乙烯、液化氣、二氧化碳及天然氣;化學(xué)溶液類:氨水、甲醇、鹽水等;有機液體:酒精、乙醚、苯、甲苯、二甲苯、丁二烯、四氯化碳、甲基胺、丙烯腈等;無機液:甲醛、酢酸、苛性鈉、二硫化碳等。對于腐蝕性介質(zhì),使用材質(zhì)選擇要注意,含雜質(zhì)多及磨蝕性介質(zhì)不推薦使用。 (5) 對液體粘度的要求 液體TUF為粘度敏感的流量計,當(dāng)液體粘度增大時,儀表系數(shù)的線性區(qū)變窄,下限流量增大,當(dāng)粘度增加到一定數(shù)值時,甚至無線性區(qū)域。螺旋葉片的情況比直葉片要好的多。 對于液體,通常用水校驗傳感器,當(dāng)精度為0.5級時,可在5×10-6mm2/s以下的液體而不必考慮粘度的影響。當(dāng)流體粘度高于5×10-6mm2/s時,可用相當(dāng)粘度的液體校驗而不必作粘度修正。此外也可采取一些措施來補償粘度的影響。如縮小使用范圍度,提高流量下線值或儀表系數(shù)乘以雷諾數(shù)修正系數(shù)等。 粘度對儀表系數(shù)的影響與傳感器結(jié)構(gòu)類型及參數(shù)口徑大小等有關(guān)。有幾種粘度對儀表系數(shù)影響的表示方法:儀表系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系,在幾種粘度下,儀表系數(shù)與輸出頻率的關(guān)系和儀表系數(shù)與輸出頻率除以運動年度的比值的關(guān)系等等。這些資料有的生產(chǎn)廠準備有,但并非所有的生產(chǎn)廠都有這些資料。 (6) 對氣體密度的要求 氣體TUF主要考慮流體密度對儀表系數(shù)的影響,密度的影響主要在低流量區(qū)域,如圖14所示。密度的增大(即壓力增大)使特性曲線直線部分向下限流量區(qū)域拓展,傳感器的范圍度擴大,線性度改善。若氣體TUF在常壓的空氣中校驗使用時被測介質(zhì)工作壓力不一樣,其下限流量由下式計算 qvmin,qvamin-分別為壓力p和壓力pa(101.325kPa)下被測介質(zhì)和空氣的體積流量下限值,m3/h; p,pa-分別為工作壓力(絕壓)和大氣壓(101.325kPa),kPa; d-被測介質(zhì)的相對密度,無量綱。 (7)體積流量換算到質(zhì)量流量 TUF測量的是實際體積流量,無論物料平衡或能源計量,介須測量介質(zhì)流量(即標準狀態(tài)下的體積流量),這是應(yīng)由下式進行換算 式中 qv,qvn-分別為工作狀態(tài)和標準狀態(tài)下的體積流量,m3/h; p,T,Z-分別為工作狀態(tài)下壓力(Pa),熱力學(xué)溫度(K)和氣體壓縮系數(shù); pn,Tn,Zn-分別為標準狀態(tài)下壓力(Pa),熱力學(xué)溫度(K)和氣體壓縮系數(shù); (8)不宜選用TUF的場所 含雜質(zhì)多的流體,如循環(huán)冷卻水、河水、排污水、燃油等;流量急劇變化的場所,如鍋爐供水系統(tǒng)、有空氣錘的供氣系統(tǒng)等;測量液體時,管道壓力不高而流量又較大,儀表下游側(cè)壓力可能接近飽和蒸汽壓,有產(chǎn)生氣穴的危險,如液氨從高位槽靠位能自由流出,在排放口處就不宜安裝;電焊機、電動機、有觸點的繼電器等的附近,存在嚴重電磁干擾的場所;上下游直管段長度嚴重不足,如輪船的機艙內(nèi);鍋爐自動供水系統(tǒng)如頻繁地起泵和停泵,對葉輪造成沖擊,使傳感器很快損壞;有腐蝕性或磨蝕性介質(zhì)選型時應(yīng)慎重,宜與制造廠咨詢。 (9) 經(jīng)濟性 選用TUF用于高度場合,其經(jīng)濟因素應(yīng)多方面考慮。儀表的購置費只是費用的一部分,還應(yīng)考慮以下幾方面的開支:安裝用輔助設(shè)備費(如消氣器、過濾器等)或旁路支管包括閥門等;校驗費,為了保持高精度必須經(jīng)常校驗,甚至在現(xiàn)場安裝一套在線校驗裝置,其費用相當(dāng)可觀;維護費,TUF的易損件更換用,他是保持高性能必需的。 (10) 選用步驟 1)確認可用的測量對象,如前所述。 2)選擇型式。按流體物性選擇,氣體和液體分別用氣體型和液體型,不能通用。在工作狀態(tài)下液體粘度超過5mPa.s應(yīng)選用高粘度型(國內(nèi)尚無定型產(chǎn)品)。酸性腐蝕性液體選用耐酸型(國內(nèi)尚無定型產(chǎn)品)。 按環(huán)境條件選擇,按環(huán)境溫度和濕度等選擇合適儀表,如周圍有爆炸易燃性氣氛應(yīng)選防爆型傳感器。 按管道連接方式選擇,傳感器有水平和垂直兩種安裝方式。水平安裝時與管道連接方式有法蘭連接、螺紋連接和夾裝連接。中等口徑選用法蘭連接,小口徑和高壓管道選用螺紋連接,夾裝連接只適用于低壓中小管徑。垂直安裝只有螺紋連接。 3) 選擇規(guī)格。按現(xiàn)場使用條件,如流量范圍、管徑、流體壓力和溫度、安裝位置等和性能要求,如度、重復(fù)性、顯示方式等參照制造廠選型樣本或使用說明書選定具體規(guī)格型號,也有可能找不到合適的,只好另選其它流量計。 由于TUF類型規(guī)格繁多,特別是不同制造廠產(chǎn)品質(zhì)量有差別,必須盡量搜集制造廠及有關(guān)標準等資料進行反復(fù)調(diào)查比較后再決定取舍。 傳感器應(yīng)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。液體TUF的典型安裝管路系統(tǒng)如圖7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。TUF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(yīng)為充分發(fā)展管流,因此要根據(jù)傳感器上游側(cè)阻流件類型配備必要的直管段或流動調(diào)整器,如表2所示。若上游側(cè)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(yīng)有避直射陽光和防雨淋的措施。 表2 渦輪流量計所要求的zui短直管段長度 上游側(cè)阻 | 單個90°彎頭 | 在同一平面上的兩個90°彎頭 | 在不同平面上的兩個90°彎頭 | 同心減縮管 | 全開閥門 | 半開閥門 | 下游側(cè)長度 | l/DN | 20 | 25 | 40 | 15 | 20 | 50 | 5 | |