測量（liàng）液氨流量計種類有哪些（xiē）

摘要：針對工業生產（chǎn）過程中（zhōng）液氨流量計測（cè）量不（bú）準確的問題，為了能夠正確的選（xuǎn）擇與使用液氨流量計，通過對幾種流量計工（gōng）作原理進行分析，找出影響測量誤差的原（yuán）因，對影測量誤差的因素進行判斷和調效，從而實現工業生產中對液氨流量的（de）準確監控（kòng）。

 

液氨是化工生產過程的主要化工原料，精確地監控和（hé）計量液氨流量對於加強企（qǐ）業的經濟核算、節（jiē）約能源（yuán）、降低成本具（jù）有重要意義。但是（shì）由於受工藝路線的影響，對流量（liàng）計的選型不當和安裝不（bú）正確導致無（wú）法對液氨計量準確計（jì）量。針對工藝過（guò）程中對液氨（ān）流量計的選型與安裝作一介紹。

 

1 流量計的選用與分析

日前，在貴州省化工研究院與貴州開磷（集團）的1000t/a無水（shuǐ）氟化氫中試生（shēng）產過（guò）程中，根據液（yè）氨的性質、工藝要（yào）求的特殊性和技術經濟性考慮，先後選擇了3種流量計（jì），分別是孔板流量計、質量流量計和（hé）鍋街流量計。在液（yè）氨管道（dào）上使用，調校，調整安裝方式等對這3種流（liú）量計分別進行闡述分析。

 

1.1 孔板流（liú）量計

孔板流量（liàng）計主要由孔板（bǎn）、導壓管路和差壓變送（sòng）器3部分構成。孔板是流（liú）量計的節流元件，它將介質流量轉換成差（chà）壓。差壓大（dà）小再（zài）經導壓管路傳遞至差壓變送器膜盒的正負壓（yā）室（shì），正負壓室的隔離膜片通過矽油填（tián）充液將差壓傳（chuán）遞給測量（liàng）膜片，使得測量膜片左右偏移。測量膜片作為電容式差壓變送（sòng）器差動電容的一個電（diàn）*，與兩固定電（diàn）*組成差動電容器。測量（liàng）膜（mó）片的左右偏移改變了差動電容的大小，將差動電容加到差壓變送器的電路中，再經放大變換成4～20mA標（biāo）準信號，並以流量的形式顯示出來。基於流體的機械能相互轉換的原理。在（zài）水平管道中流動的流體，具有動壓能和靜（jìng）壓（yā）能（位能相等），在一定條件下，這兩種形式的能量（liàng）可（kě）以相互轉換（huàn），但能量總和不變。以體積流（liú）量公式（shì）為例：

其中：C－流出係數（shù）；ε－可膨脹係數；Α－節流件開孔截麵積，m2；ΔP－節（jiē）流裝置輸出的差壓，Pa；β－直徑比；ρ1－被測流體在I－I處的密度，kg/m3；Qv-體積流量，m3/h

按照補償要求，需要加（jiā）入溫度和壓力的補償。

而液氨是（shì）通過將氣態的（de）氨氣通過加壓或冷卻得到液態氨，底（dǐ）溫高壓的液（yè）氨在輸送過程中液氨的溫度和壓力隨（suí）著環境的變化而變（biàn）化。直接（jiē）影響節流裝置輸出的差壓△p，更（gèng）無法實現溫度和壓力的準確補償，因此導致孔板計量公式的計算結果。所以導致孔板流量（liàng）計無法準確的測量（liàng）出液氨真（zhēn）實的流量。根據裝（zhuāng）置中（zhōng）的使用情況可知，孔板（bǎn）流量計的檢測流量波動很大，範圍在0～10m3/h。所以孔板流量計無（wú）法準確的測量液氨的流量。

 

1.2 質量流量計

質量（liàng）流量（liàng）計（jì）泛指可以直接測出質量（liàng）流量讀數的流量計。通常選用的質量流量計都是科裏（lǐ）奧利質量流量計。科裏奧利質量（liàng）流（liú）量計的工作（zuò）原理： 把測量管端部固定，通過（guò）驅動線圈使測量管產生諧振或接近諧振，從而使測量管內流動的（de）流體產生科氏（shì）力，用電磁（cí）學（或光學）方法檢測產生的相位不同的信號，以求得質量流量。根據科裏奧利原理可知，當沿管道由圓心向外流動時，會（huì）產生一個使來回轉動頻率上升的力。這個力的大小和介質的密（mì）度以及流速大小有直接關係。公式如下（xià）：

質量（liàng）流（liú）量=密度×流速×流通麵積（M=ρνA），

由上（shàng）式可知，質（zhì）量流量計的（de）計量結果（guǒ）受介質密度、流速和流通麵（miàn）積的影響，所以測量時確保測（cè）量管（guǎn）道中始終充滿均勻液體和（hé）保（bǎo）證液（yè）氨的流速穩定是非常（cháng）重要（yào）的，否則將會（huì）產生測量誤差。而液氨作為一種相態不穩（wěn）定的介（jiè）質，它在輸送過程中通常會存兩相狀態即氣態和液態，它的密度在不斷的（de）變化中，受壓力波動的影響，流速（sù）也不穩定。所以使用（yòng）質量流量計來計量液氨誤差也會很大。想要用質量流量（liàng）計精確的計量液氨的流量，那就要在液（yè）氨進入流量計之前，將液氨分離出來。在質量流量計前增加一個氣液分離槽（cáo），氣液分離（lí）槽的液（yè）位要穩定，建議采用氣動或電動液位變送器，測量範圍可以根據槽的直徑來選，但安裝前必（bì）須用水在實驗（yàn）室校驗過。

這樣去除掉氣態氨的影響。液氨的密（mì）度與流速就是一個穩定的值，那麽（me）質量流量計就（jiù）可以準確的測（cè）量出液氨的流量了。但是通常由於質量流量計的精度高，價格都比較昂貴。

 

1.3 渦街流量計

目前，液氨（ān）流量測量（liàng）大都選用渦街流量計來計（jì）量。被人們稱為“數字孔板”的渦街流量計有測量精度度較高、無可動部件、可靠性好、量程範圍寬、輸出信號頻率與狀態體積（jī）流量成正比等優點。因其（qí）檢（jiǎn）測到的液氨流量是工作狀態下的體積流量，液氨流體的壓力變化引起的密度變化非常小，可以忽略，但必須考（kǎo）慮溫度的變化所引起的密度變化，否則，測量到的流（liú）量會產生較大的誤差。鍋街流（liú）量計工作原理： 以脈衝形式輸出的渦街流量計，其體（tǐ）積（jī）流量表（biǎo）達式為：

Q=F/K

式中：Q－工（gōng）作狀態下的體積流量，m3/h；F－渦街流量計每小時發生的脈衝數（每立方流體所產生的脈衝數）；K－儀表係數。

為了使計量精度控製在±1%，采（cǎi）用液（yè）體間接式質量流（liú）量計量係統，即“體積（jī）流（liú）量+密（mì）度”法。以渦街流量計測得的（de）狀態體積流量Q乘上同期測得的流體密度p（間接從測量成分不變的流體溫度求得的密度），即為所測的質量流量，其表達式為：

M=Q×p

式中：M－工（gōng）作狀態下的質量流量，kg/h；p－工作狀態下的測量流（liú）體介質密度，kg/m＇。

要（yào）想得到準確的流量（liàng）數據，就必須不斷地在線檢測出（chū）運行工況下的溫（wēn）度，進行溫度補（bǔ）償。安裝鍋街流量計的（de）同時（shí）配套使用的DTB液流量（liàng）計溫度補償器（qì）。DTB 液氨流量計溫度補償器安裝電原（yuán）理方框圖（如（rú）圖1），其中虛線框內（nèi）為DTB溫度補償器部分。

圖1 DTB液氨流量計溫度補償器安裝電原理方框（kuàng）圖

由圖1中可以看出，該補償器安裝簡單、使用方圖1DTB液氨流量計溫度補償器安裝電原理方框圖便，隻需在原來的旋渦式流量計傳感器下遊液氨管道上安裝一隻鉑熱電阻，把測量信號（hào）及鍋街流（liú）量計二次表輸出信號同時傳人補（bǔ）償器，補償（cháng）器顯示屏即可（kě）間斷顯示自動補償後（hòu）的液氮累計質量流量及液氨溫度，這（zhè）樣（yàng）既能繼（jì）續發揮（huī）原（yuán）來安（ān）裝的旋渦式流量計的作用，又（yòu）能（néng）克服原（yuán）流量計的弱點，達到理想的使用（yòng）效果。

 

2.3 3種流量計（jì）的比較（jiào）

通過對上述3種流量計在液氨中使用的分析，可（kě）知，孔板流量計由於液氨的壓力不穩定，直接影響流（liú）量計的測量參數，而（ér）導致測量結果誤差偏大；質量流量計由於液氨的不穩（wěn）定性導致（zhì）流速與密度不（bú）斷變化，而影響質量流量（liàng）計的測量參（cān）數，導致測量不準確，在液氨進行流量計前，增加一個氣液分離槽，將氣態的液氨分離出來，這樣（yàng）進入質量流量計的（de）液氨的流速和密度（dù）都是（shì）一個穩定（dìng）的（de）值，保證（zhèng）的測量結果的準（zhǔn）確性，但是由於質量流量（liàng）計的價（jià）格相對較貴，從技（jì）術經濟角度考慮（lǜ），不經濟；鍋（guō）街流（liú）量計由於受液氨溫度的影響，導致測量結果存在誤差。可在計（jì）量點上增（zēng）加一（yī）個DTB溫度自動補償器。這樣就可以使計量結果更加準確，而（ér）且補（bǔ）償安裝簡單，經（jīng）濟實惠。被大多數企業所選用。

 

3 結（jié）論

經過上述分析比較可知，選用（yòng）鍋街流量計不但經濟實惠，而且經過溫度補償後，測量精準。從而實現工藝（yì）的準確控製，為物料的核算提供準確（què）的數據（jù）。