火力發電廠流量測量儀表選型設計分析

陳怡

摘要：本文主要就火電廠流量測量儀表選型考慮的主要因素、各種流量測量儀表的特點以及具體的選型應用作了進一步的分析和探討。

關鍵詞：火電廠；流量測量；儀表；選型；設計

中圖分類號：TV文獻標識碼： A

在火電廠中，注量測量對于保證生產安全和經濟性有著十分重要的意義?；痣姀S流量測量儀表品種、類型較多，正確選用并非易事，實際選型設計中不能輕信廠商宣傳，選用時要通過理性分析儀表的參數依據，按需選取，全面考慮經濟指標。本文主要就火電廠流量測量儀表的選型設計作一些具體分析。

1.流量測量儀表選型考慮的主要因素

1.1分析因素

主要是收集各類儀表的技術數據、樣本與選用手冊等,全面了解各種儀表的規范性能, 依照性能要求、流體特性、儀表規范、環境條件、安裝場所及經濟適用各個方面,逐一分析比較。而且不同的測量對象具備不同的測量目的,同時性能上也有側重點。比如在連續測量控制需要良好的重復性與可靠性,有時對測量范圍要求較寬。

1.2精確度

流量測量使用在流量的控制系統中,那么檢測儀表精確度直接關系著整個控制精確度。另外因整個系統不僅僅存在流量檢測誤差, 還有控制調節、信號傳輸、操作執行等各個環節及影響因素, 比如操作執行環節中常常存在約2%誤差,因此如果一味要求測量儀表的精確度也是不經濟與不合理的。從流量儀表自身來看,檢測元件與轉換顯示儀表間精確度應該合理確定。儀表自身所規范精確度是在某較寬流量的范圍中,所用測量精確度可能比規定值高,如果能夠在這個測量點測量標定, 就能夠提升精確度。

1.3重復性

對于儀表而言重復性就是控制應用中非常重要的指標, 是儀表自身原理和制造質量來決定的。事實上精確度不但和重復性有關,還和量值標定系統相關。在實際使用中,儀表重復性就是受到流體密度、粘度等各種因素變化影響, 所以常常誤認儀表的重復性差,因此參量存在變化場所,就不要選擇對這些參量變化比較敏感的儀表。比如渦輪流量計使用在高粘度測量中就極易被流體粘度所影響。

1.4線性度

流量測量儀表主要輸出線性與平方根非線性這兩種, 絕大部分儀表所謂非線性誤差并不單獨作為指標, 大多包含在基本誤差中。但對寬流量范圍的脈沖輸出作為總量計算的儀表中, 一個重要指標就是線性度, 在流量的范圍中使用同樣儀表常數,因線性度差就降低了儀表精確度。

1.5上限流量與流量范圍

所謂上限流量也叫做滿度流量,當選擇儀表口徑時,應該按照被測管道所用流量范圍及被選定儀表上下限流量進行選配, 并非簡單依照管道通徑來配用。管道流體的最大流速基本上都是按照經濟流量所確定的。因選擇流速過低、投資大、管徑粗, 而流速過高輸送功率較大,必然會增加運行的費用。比如水等各種低粘度液體其經濟流速是1.5-3m/s,而高粘度液體的經濟流速是0.2-1m/s。其中大部分的儀表上限流量流速都近似或者略高出管道經濟流速, 所以在選擇儀表上要選擇口徑和管徑相同機會較多,并且安裝起來也比較方便。

1.6范圍度

所謂范圍度就是上限流量與下限流量比值,值越大說明流量范圍比較寬。線性儀表具有較大范圍度,常見為10:1,非線性測量儀表比較小,常常為3:1,這樣能夠滿足一般控制上所用流量測量與商貿核算總量的計算。

2.具體儀表的選型特點分析

2.1差壓流量計

差壓式流量計安裝方法簡單，儀表無可動部件，工作可靠，壽命長，量程比大約為3:1,管道內徑在50~1000mm范圍內均能應用，幾乎可測各種工況下的單相流體流量。但對小口徑管的流量測量有困難，壓力損失較大，儀表刻度為非線性，測量準確度不很高，維護工作量也較大，且感測組件與顯示儀表必須配套使用。

2.2電磁流量計

電磁流量計主要由電磁流量變送器、電磁流量轉換器兩部分組成，電磁流量變送器將被測介質的流量轉換為感應電動勢，經電磁流量轉換器放大為電流信號輸出，然后由二次儀表進行流量顯示、記錄、積算和調節。

電磁流量計測量不受液體密度、粘度、溫度、壓力導電率變化的影響。測量管內無活動及阻流部件，無壓損、不堵塞，可測量含有纖維、固體顆粒和懸浮物的液體。儀表反映靈敏，測量范圍寬，流速0.3－10m/s的導電液體都可測量，量程范圍可以任意選定。電磁流量計儀表采用了低頻三態方波勵磁技術、先進的小信號處理技術和軟件技術，故抗干擾性強、精度高 、穩定可靠，儀表不受液體流動方向的影響，正反向安裝均可測量，并安裝方便，對直管段要求不高。電磁流量計的電極及內襯材料耐腐性和耐磨性極好，壽命長?？砂从脩籼厥夤r要求生產電磁流量計。同時儀表的耐沖擊、耐振性良好。但缺點是儀表不能測量氣體及不導電液體。

2.3轉子流量計

轉子流量計的檢測件是一根由下向上 擴大的垂直椎管和一只隨著流體流量變化沿著椎管上下移動的浮子。流體自下而上流過浮子時，在浮子上作用有差壓、流體動壓及摩擦力等，它與浮子向下的重量相平衡，流量增大，向上的力加大，浮子上升，浮子與椎管環隙面積增大，流速降低，因而向上的力減少，直至與浮子重量再次平衡為止。

玻璃轉子流量計的選用可從以下幾個方面考慮。

（1）測量的對象。即測量介質種類、壓力大小、化學性質。如液體介質、氣體介質，對具腐蝕性的介質則應選擇耐腐流量計。

（2）流量計本身性能。上述條件確定后一般講，若價格沒有大的變化，可優先選用針閥置于流量計上部的；有較大流通孔的，是直接流量刻度的；結構簡單的；外部尺寸較小的等等。如是小流量范圍，則可選用球浮子式，因它測量時穩定、不易積塵、精度較高、互換性好。

（3）根據價格選用。一般講，精度高的價格高。要根據測量目的選用儀表精度等級，如只須控制測量介質通過量，經試運行調整，以后需始終穩定這個通過量，那么精度就是次要的。

3.流量儀表的選型設計應用

流量儀表的選型設計應用應重點圍繞以下內容開展，一是初步方案的確定；二是性能要求和儀表規范方面的考慮；三是流體特性方面的考慮；四是安裝條件方面的考慮；五是環境條件方面的考慮；六是經濟方面的考慮。

（1）性能要求和儀表規范方面的考慮主要包括：測量流量還是總量；精確度、重復性、線性度；上限流量、流量范圍和范圍度；壓力損失；輸出信號特性；響應時間等。

（2）流體特性方面的考慮主要包括：介質溫度和壓力；流體密度、粘度和潤滑性；化學腐蝕性能和結垢；壓縮系數和其它熱、電物性；多相和多組分流體等。

（3）安裝條件方面的考慮主要包括：管道布置方向；流動方向；上游和下游管道工程；管徑；閥門位置、維護空間和防護性配件；管道振動；脈動流和非定常流等。所有流量計都必須正確的安裝，在流量計的上游和下游必須保證充分的直管段。有時，這決定了應選擇何種流量計。

（4）環境條件方面的考慮主要包括：環境溫度；環境濕度；防爆安全性；電氣干擾等。

（5）經濟成本方面的考慮主要包括：安裝費用；運行費用；校驗費用；維護費用；備件費用及其可購置性等。

不管是新選型設計的還是新安裝的流量計測量系統，經過安裝檢查，確認無誤后，應該進行試運行工作的檢驗，觀察記錄各項運行參數的變化狀態，比如：溫度、壓力等。如果系統沒有太大的振動、噪聲和泄漏的情況，并且，經過穩定運行一段時間后，試運行結束，選型設計基本可以滿足系統要求。否則，必須對出現的問題進行分析，如果是儀表選型不符合實際工作要求，則必須重新選型，則到滿足實際運行要求。

結論與總結：

火電廠流量測量儀表選型設計應依據實況選擇合適的型號，主要從分析因素、精確度、重復性、線性度、上限流量與流量范圍、范圍度（量程比）等六個因素考慮。要結合各種儀表的優缺點以及實際工況需要進行選擇，同時選型確定后還要經過試運行盡而通過實際運行效果驗證選型是否合理。

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