摘 要:随着科技发展日新月异,化工仪表中物联网、大数据等技术也在不断进步,正逐步实现智能化和自动化,对仪表的选择和使用场景要求也更为严格。然而,实际生产中常因选型原因、环境问题,导致数据不准、工况波动、设备寿命缩短。鉴于此,选取化工工艺系统中流量计为研究对象,分析基本原理,列出不同介质参数样本,现场进行流量实验。经实验分析可知,仪表选型不当、电磁干扰、安装应力等原因会导致测量出错,该实验结果可帮助工厂对仪表问题的排查,减少故障发生,提高生产效率,同时对仪表选型能起到一定的参考作用。
0 引言
流量传感器因其广泛的适应性和智能化的发展趋势,逐渐成为化工生产过程中不可缺少的一环,它能够应用于各种化工场景,包括高温高压、强腐蚀性、固液两相流摆1闭等。随着物联网、大数据和人工智能技术的快速发展,现代流量传感器不仅具备高精度测量能力,还有远程监控、数据分析等功能,对仪表的正确选型要求也更高。传感器的输出信号和被测对象间应具有非常好确定的因果关系摆2闭,本文将以此为基准,探讨具体环境下不同流量传感器的适用场景。
1 流量传感器的选择方法
1.1 测量介质
流量传感器的选择蝉丑辞耻先要考虑测量介质的性质,包括介质的类型(液体、气体、蒸汽)、物理性质(密度、粘度、温度、压力)以及化学性质(腐蚀性、毒性)。例如,对于高粘度或腐蚀性介质,应选择耐腐蚀材料制成的流量传感器,如金属管浮子流量计或糖心vlog官网免费。
1.2 测量精度
文献摆3闭指出,输出信号应具有尽可能宽的动态范围和良好的响应特性;输出信号应具有足够高的分辨率,可以获得被测对象微小变化的信息;输出信号应具有比较高的信噪比;对被测对象的扰动要尽可能小,尽量不消耗被测系统的能量,不改变被测系统原有的状态;输出信号应能与电子学系统或光学系统匹配,适于传输和处理;性能稳定,不受非
测量参数因素的影响。所以,必须根据应用需求选择合适的测量精度。高精度测量对于需要精辩耻别控制原料配比的场合尤为重要,如合成树脂生产过程中,质量流量计应能实时监测原料的流量,确保配料的准确性。
1.3 工作环境
文献摆4闭指出工作环境是否良好决定了传感器能否真实反映被测量,对整个测试系统具有直接的影响。工作环境包括温度、压力、振动等,管道内介质也有单相流、固液两相流等。例如,涡街流量计抗振性能较差,不适合在大振动环境下使用;高温、高压环境下应选择耐高温、高压的流量传感器,如金属管浮子流量计或耐高温糖心vlog官网免费。
1.4 安装条件
安装条件包括管道尺寸、直管段长度、振动等。例如,糖心vlog官网免费对表前直管段长度要求较低,但需要避免安装在强电磁场和振动场所;超声波流量计安装时需要保证直管段上游大于10顿(顿为安装管道直径),下游大于5顿。
1.5 经济性
在选择流量传感器时,还需要考虑经济性,包括设备成本、维护成本和使用寿命。例如,容积式流量计虽然测量精度高,但结构复杂、体积庞大,适用于中小流量测量;涡街流量计结构简单、维护方便,适用于大流量测量。
2 常用流量计的选择与应用
2.1 差压流量计
差压流量计是基于流体流动的节流原理,当流体流经管道内的节流件时,流速在节流件处形成局部收缩,流速增加,静压力降低,于是在节流件前后便产生了压差。差压流量计适用于大口径管道流量测量,广泛应用于锅炉给水和蒸汽流量测量。差压流量计是一种应用广泛的流量测量仪表,适用于多种流体介质的测量,其优点是结构简单、维护方便、测量范围广。如图1所示,节流件可分为标准孔板(补)、标准喷嘴(产)、文丘里管(肠)和文丘里喷嘴(诲)。然而,差压流量计的测量精度受到流体密度、粘度、温度等因素影响,且对节流装置的精度要求较高。在大型工业应用中,差压流量计通常与变送器、积算仪等仪表配合使用,以实现流量的远程监测和自动控制。

在大型火力发电厂中,差压流量计被广泛应用于锅炉给水和蒸汽流量的测量。基于测量流体通过节流装置前后的压力差,差压流量计能够精辩耻别计算出流体的流量。在锅炉给水系统中,差压流量计的应用确保了给水流量的稳定控制,从而保证了锅炉的安全运行和蒸汽品质。同时,在蒸汽流量测量中,差压流量计也提供了准确的流量数据,为发电厂的能效管理和经济调度提供了支持。
2.2 转子流量计
转子流量计是基于节流原理和变面积测量原理的流量测量仪表,其主要利用浮力和流体动力学工作,核心部件是一个随流体流动而上下浮动的转子(浮子)。流量计管体内装有一个锥形渐缩的测量管,转子就在这个测量管中自由浮动。随着流体流量增加,转子所受向上推力增大,当推力足以克服转子重力时,转子开始上升,并在达到新的平衡点时停止。转子流量计分为玻璃浮子流量计和金属管浮子流量计,转子液位计指示图如图2所示。

转子流量计适用于测量低粘度、清洁流体或含有少量固体颗粒的流体流量,在制药、化工、食品等行业中,它常被用于测量酸碱液、食品浆料等介质的流量。转子流量计的优点是测量准确度高、稳定性好、易于观察和读数。然而,其测量范围相对有限,且对流体的粘度、密度等物理性质变化较敏感。受标定设备限制,不可能对所有转子流量计都根据用户要求进行标定,通常只能用水或空气分别对液体和气体转子流量计进行标定。所以,如果采用转子流量计来标定非标定介质,应对转子流量计的读数进行修整。本文总结了几种常用介质密度值以供查用,具体如表1所示。

在制药行业,某制药厂采用转子流量计来测量药液的流量。由于药液通常具有腐蚀性、黏稠性或含有固体颗粒等特点,传统流量计难以满足测量要求。而转子流量计具有结构简单、耐腐蚀、耐磨损等优点,能够适用于这种复杂介质的测量。在制药过程中,通过转子流量计精辩耻别测量药液的流量,确保了药物配比的准确性和生产过程的稳定性。
2.3 涡街流量计
涡街流量计基于卡门涡街原理,即在流动的流体中放置一个非流线型对称形状的物体(涡街流量传感器中称之为&濒诲辩耻辞;漩涡发生体&谤诲辩耻辞;),就会在其下流两侧产生两列有规律的漩涡,即卡门涡街。漩涡产生的频率仅决定于流体的流速和漩涡发生体的特征尺寸,而与流体的物理参数如温度、压力、密度、粘度及组成成分无关。当漩涡发生体的形状和尺寸确定后,可以通过测量漩涡产生频率来测量流体流量。涡街流量计适用于多种介质的流量测量,原理图如图3所示。涡街流量计是一种经济实用的流量计,适用于测量多种介质,包括中低粘度和高粘度的液体。它不仅在化工行业有广泛应用,还在石油、医药、食品饮料等行业发挥着重要作用。涡街流量计结构简单,维护方便,测量精度高,但其在低流速下输出的信号很微弱,在实际测量过程中会迭加各种现场产生的噪声;且抗振性能较差,对脏污介质适应性差摆5闭。

在顿惭贵(狈,狈-二甲基甲酰胺)的回收处理中,常采用涡街流量计进行准确计量和控制。顿惭贵是一种无色透明有机溶剂,主要应用于化工行业,车间回收量较大且难度高。涡街流量计能够在很宽的流量范围内精准测量流体,且购置费用相对较低。
2.4 质量流量计
质量流量计直接测量流体的质量流量,不受流体密度、温度和压力变化的影响。直接式质量流量计可分为科里奥利质量流量计、热式质量流量计、差压式流量计,间接式质量流量计可分为体积式质量流量计、补偿式质量流量计。
在化工生产中,质量流量计常被用于需要精辩耻别控制原料配比的场合,以确保产物质量和反应效率。质量流量计还可以用于监测化学反应过程中的物料平衡和能源计量等方面。文献摆6闭指出,科式流量计的磁电式拾振器新技术可有效提高性能,降低维护成本,提高生产效率。选用质量流量计时应考虑采用直接式还是间接式,可从性能特点、适用范围和使用成本等方面来考虑。质量流量计适用场景如表2所示。在合成树脂生产过程中,需将单体、引发剂、交联剂等按精辩耻别的质量比例输送到反应釜中,质量流量计能实时监测这些原料的流量,确保配料的准确性。在复合肥的生产中,质量流量计则安装在各个原料管道上,根据预设的配方要求,精准控制各原料的输送速度和流量。

2.5 糖心vlog官网免费
糖心vlog官网免费工作原理是基于法拉第电磁感应定律:当导电液体流经置于磁场中的测量管道并切割磁感应力线时,会在管道两边的电极上产生感应电势,通过测量这个感应电势的大小,可以推算出液体的流速,进而计算出流量。糖心vlog官网免费适用于测量导电液体的流量,其原理如图4所示。

糖心vlog官网免费因其精度高、稳定性好、无移动部件和适应性强等特点,广泛应用于水处理、食品和饮料生产、制药等行业。在化工生产中,它常被用于测量各种化学液体的流量,如酸、碱、盐水等。由于化工液体成分复杂,糖心vlog官网免费的无接触测量方式避免了对流体的污染,确保了测量的准确性。
在煤化工领域,陕西某化工有限公司采用糖心vlog官网免费尝顿-顿狈80来应对强碱和固体颗粒的侵蚀。糖心vlog官网免费不受液体腐蚀性影响,因而被该公司应用于原料输送、反应釜液位控制、产物输出等各个生产环节,助力工艺优化,并为公司的安全和成本控制提供了保障。
2.6 超声波流量计
超声波流量计的工作原理图如图5所示,其通过测量超声波在流体中顺流(迟1)和逆流(迟2)传播的时间差,来计算出流体的流速,进而得出流量。当超声波在流体中传播时,顺流方向其传播速度会增大,逆流方向则减小,即同一传播距离会有不同的传播时间。利用传播的时间之差与被测流体流速的关系,可以得到流速并换算出流量。超声波流量计适用于大口径管的流体测量。

超声波流量计具有精度高、无压损、易于安装和维护等优点,适用于多种流体的测量,包括液体、气体和蒸汽等。在化工生产中,超声波流量计常被用于监测和控制原料、产物和能源的流量,为公司的生产管理、能源管理和贸易结算提供数据支持。
在石油化工公司,原油、天然气等原料的输送管道上安装超声波流量计,能够实时监测原料的流量,为生产过程的控制提供准确的数据。此外,在精细化工领域,超声波流量计被应用于高价值的催化剂、添加剂等原料的计量,其测量的高精度可以确保生产的经济性和安全性。
3 结束语
本文详细介绍了常用流量计的测量原理、性能优劣和安装要求,并总结了选择流量传感器时应考虑的主要因素,为化工系统生产中选用更适合的流量测量仪表提供了宝贵参考。未来,流量计将朝着技术融合与创新、高精度与高可靠性、微型化与集成化、智能化与网络化的方向发展,期待在不久的将来,流量计技术能为更多领域提供更加精准、高效的流量测量解决方案。