插入式工業廢水流量表在大口徑管道測（cè）量中的特點及工程設計說明

點（diǎn）擊次數：2117 發布時間：2021-01-16 12:50:02

工業廢水流量表是我公司吸取（qǔ）國（guó）外先進（jìn）的生產工藝自（zì）主開發的一（yī）款高性能的流量（liàng）計，在產品結構、選（xuǎn）材、製定工藝、生產裝配和出廠測試（shì）等（děng）過程中（zhōng）每一個環節我們都（dōu）非常細致講究，自行（háng）設計了一套專用於流量計的生產設備和流量實流標定裝置，在軟件和硬件上都能切實保證產品長期的高質量（liàng）。
*近幾年來，隨著石化總廠對（duì）裝置及公用工（gōng）程計量要求的提高，在對現有裝置（zhì）的技術改造（zào）、新（xīn）裝置和基建項目的設計（jì）中，特別是大型輸送管道環節（jiē），對於裝置內外的新鮮水、循環水、汙水（shuǐ）等（děng）采用了一批插入式工業廢水流量表，使（shǐ）用（yòng）效（xiào）果很好，解決了這些介質在裝置內和公用（yòng）係統中的（de）流量檢測和計（jì）量（liàng）問題，同時也在成本這塊為單位節（jiē）約（yuē）了大量的資金。
1、大管道導電液體的流量測量方法
從當前的技術講,測量大（dà）管道（dào）導電液體流量的檢測方法較多,現將常用（yòng）的幾種方法說（shuō）明（míng）如下。
1.1　封閉（bì）管（guǎn）道(滿管)流量測量
1)工業廢（fèi）水（shuǐ）流量表,本文有詳述。
2)孔板流量計(包括同心銳孔板、1/4圓孔板等),為標準的（de）流量測量（liàng）元件,結構簡單、精度高、重（chóng）複（fù）性好、無需現場標定、使用壽命長,但要求直管段（duàn）長、有壓損、流速要求高,不適合在大口徑管道中使用。
3)文丘裏管、皮托管或阿牛巴等,可以在大管（guǎn）道測（cè）量中使（shǐ）用（yòng）,但由於被測介質（zhì）流速低,故測量（liàng）精度較低。
4)超聲波流量計是一種新型的非接觸式流量測量儀表,現（xiàn）正在逐步推廣使用,但不適合於在埋地管道中安裝。
5)渦街流量計也（yě）是一種可選（xuǎn）的流量測量儀（yí）表,從國內使用來看,使用效果差異較大（dà）,且要求有嚴格的直管段及一定的*低流速,一般在（zài）埋地的大管（guǎn）道（dào）安裝也不合適。
6)渦輪流量計（jì）,國內很少采用,也（yě）受流速限（xiàn）製。1.2　明渠或（huò）封閉(不滿管)流量測量
1)明渠式:測（cè）量明渠液位(用靜壓式、超聲（shēng）波式、浮標式、反吹式等),在明渠截麵積已知的情況下,可計算出流量。
2)超聲（shēng）波式:測量明渠或不滿（mǎn）管中的（de）流體液麵及流速,根據液體流過的截麵積計算其流量。
2、石化企業中大口徑導（dǎo）電液體流量（liàng）測量中的問題
2.1　在石油化工（gōng）廠中（zhōng）,裝置及公用（yòng）工（gōng）程（chéng）中的大口徑流體基本上是新鮮水、除鹽水、循環水、汙水（shuǐ）及海水（shuǐ）等導電液體,它們自身及管道安裝的特點是:
1)管徑大,有些工廠的循環水管道管徑可大到1.8～ 2.0m,為了（le）減（jiǎn）少占地麵積及減輕管橋荷重及防凍等原因,一般均采用（yòng）埋地敷設。
2)由於輸（shū）送（sòng）流（liú）量大,為（wéi）了減少長期操作費用,一般設計（jì）流速偏低（dī）,且流量及流速時常（cháng）有變化。
3)循環水及汙水有不同程度的懸浮物或沉淤物、水質條件差。
4)現場儀（yí）表安裝在裝置邊界以外,儀表配管及信號線敷設比較困難。
5)計量精度滿足企業（yè）內部做物料平衡及經濟核算（suàn）即可。
2.2　洛陽石化總廠在上述場所使用（yòng）的流量計多為管裝法（fǎ）蘭式工業（yè）廢水流量表和法蘭取壓同心圓銳孔板,銳孔板測量中主要（yào）存在以下問題。
1)由於管道為地下敷設,儀（yí）表安裝處設（shè）一地下井,待儀表（biǎo）安裝時因地下井漏水,將管線全（quán）部浸沒,井內存許多（duō）雜物,使儀表（biǎo）安裝無法進行（háng）;安裝後儀表長期浸沒在水（shuǐ）中也無法（fǎ）檢修。
2)考慮到冬天防凍,安裝變送（sòng）器的儀表箱及測量引線要求進行保溫伴熱,由於這些儀表基（jī）本都在裝置或工廠的邊界線上,距離伴熱蒸汽(或熱水)及回水點很遠,故使伴熱造成很大困（kùn）難。
3)用水量隨工（gōng）藝裝置操作條件而（ér）常有變化,其流量和流速變化較大,有時在很低流速下工作（zuò）,其測（cè）量精度不高,測量誤差較大。
從原理（lǐ）、結構及安裝上,渦街流量（liàng）計（jì）是一種較（jiào）好的（de）測量方法,但在（zài）循環（huán）水、汙（wū）水（shuǐ）大管道測（cè）量中也存（cún）在一些問題:
1)渦街流量計的測量精度與流速關係（xì）較大(即（jí）流體應在一定的雷諾數之（zhī）上),不適於這種大管道、流速低的流體測量;
2)不宜安裝在被水浸沒（méi）的場所;
3)沉積物（wù）及懸浮物在渦街傳感器中沉積時對測（cè）量精度有影響;
4)使（shǐ）用壽命較短。
3、工業廢水（shuǐ）流量表的特點
1)測量不受流體密度、溫度、壓力、粘度和導電率（lǜ）變化的影響,且與流速分布無（wú）關;
2)測量管截麵積沒有收縮,無阻擋流（liú）動（dòng）部件、無壓力損失;
3)適用於漿狀、汙泥及（jí）帶（dài）固體的液體;
4)精度（dù）較高,± 0.5%;
5)可輸出與流速（sù）成（chéng）正比例的線性模擬信號或（huò）
脈衝信號,測量範圍（wéi）寬、線性好、零點（diǎn）穩定;
6)適用（yòng）管徑範圍寬(16～ 3000mm)、要求較少的直管段;
7)電*和襯（chèn）裏可（kě）采用不同材質製造,耐腐蝕、抗磨損、可在（zài）高溫（wēn）和水下安裝;
8)應用限製:測（cè）量液體必須有*小導電率(1μ S/cm隨供貨商而定);測量流體有沉積物時,會使（shǐ）測量精度降低;對溫（wēn）度和壓力有一定限製。
4、插入（rù）式工業廢水流量表的特點及應（yīng）用
4.1　插入式工業（yè）廢水流量（liàng）表的特點
1)傳感器(探（tàn）頭)直接插入被測管道,與一般管裝法蘭式工（gōng）業廢水流量表相比,具有體積小、安裝方便、投資少等（děng）優點;
2)傳感（gǎn）器插入（rù）深度僅為管道直徑的10%～
12.5%,無（wú）壓損,特別適（shì）用於大口徑管道中的（de）流量測量,有優越（yuè）的性能（néng）價格比;
3)無淤塞、無磨損件、免維護;
4)傳感器可以做成潛水浸沒型(IP68),很適於在（zài）工廠中埋（mái）地管道上（shàng）安裝（zhuāng）;
5)可以（yǐ）提供防爆結構產品;
6)采用電流、脈衝信號輸出,絕對零點穩定
7)測量*低流速可至0.1m/s(甚至更（gèng）低),*小導電率≥ 20μS/cm;
8)傳感器可帶安裝附件,現場安裝容易;
9)精度較低,一般為± 1%。
4.2　測量原理
安裝在（zài）傳感器中的通電線圈在管道中產（chǎn）生穩定的磁場,導電液體流過時（shí）,切（qiē）割磁力線,產生與流速成正比的電壓信號,該信號被傳感器兩電*檢出,並轉換（huàn）成4～ 20mA模（mó）擬信號或脈衝信號,從而實現對流體的測量(見圖1)。

4.3　適用範圍
與一般工業廢水流量表的測量範圍相同（tóng）。
5、插入式工業廢水流量表的結構（gòu）特（tè）點及儀表選型
5.1　結構特點
插入式工業廢水流量（liàng）表主要由兩部分（fèn）組成———傳感器和變送器。
1)按（àn）其組合方式可分為:
一體式(傳感器和變送器一體安裝,見圖2);

分離式(傳（chuán）感器和變送器分離安裝,見圖3)。

2)按防爆形式分為:普通型和隔爆型。
3)按變送器信號類型（xíng）分為（wéi）:
模擬變送（sòng）器和微處理變送器。
按傳感器（qì）使用場合分為:
一般型(溫度- 20～ 120　壓力（lì）1.6MPa);
耐高溫型(溫度180　壓（yā）力4.0MPa);
此外,傳感器還可製成在線可拆卸型。
5.2　儀（yí）表選型
針（zhēn）對（duì）插入式工業廢水流量表（biǎo）的特點,工程設（shè）計（jì）中儀表選型要點是:
1)提（tí）供被測液體的（de）性質(主要（yào）是電導率)、流體（tǐ）測量範圍、被測介質溫度、壓力、工藝管道內徑等（děng）;
2)根據安裝位置確定選普通型一體式或分離式;隔爆型一體式或分（fèn）離（lí）式（shì）;
3)根據介質腐蝕程度,確定傳感器的材質;計算插入式工業廢水流量表可測量的*低流速(流速偏低影響測量精度),以確定是否應縮小工藝管徑(提高（gāo）流體流速);
4)按工藝管道內徑確定插入式工業廢水流（liú）量表的插（chā）入深（shēn）度及所帶安裝附件。
6、插（chā）入式工業廢水流量表的安裝
如前所述（shù）,插入式工業廢水流量表安裝十分簡單,選型時隻要成套訂購法蘭短管,按傳感器安裝尺（chǐ）寸（cùn）在工（gōng）藝（yì）管道上開口,並（bìng）按工藝管道尺寸將法蘭短管加工成能符合傳感器（qì）安（ān）裝（zhuāng）要求的（de）尺寸後,將其焊接在工藝（yì）管（guǎn）道上即可,詳見安裝示意圖4,5)。

7、插入式工業廢水流量表在洛（luò）陽石化總廠的應用情況
我廠原設計處理能力很大,自1984年開工以來多次變更（gèng）原油處理能力,致使公用工程中的（de）水(新鮮水（shuǐ）、循環（huán）水、汙水等)流量變化很大,且這些（xiē）管道大多都埋在地下,過去設置在水井中的儀表由於水井漏水（shuǐ）長期浸泡,大多數儀表都無法使用。近幾年來,我們在改建或新建裝（zhuāng）置和係統工程中陸續使用一批插入（rù）式工業廢水（shuǐ）流量表,其使用效果良（liáng）好,基本滿足廠裏對這些介質的測量和計量問題。
在目前新建的化（huà）纖工程中,根據廠裏的（de）使用（yòng）經驗,與承擔工程（chéng）設計的設計單（dān）位商定,又采用一（yī）批插入式工業廢水流量表（biǎo）,用（yòng）於新鮮水、循（xún）環水及汙水的測量。
8、插入式工業廢水流量表使用中存（cún）在的問題
1)插入式工業廢（fèi）水流量（liàng）表其測量*低流速（sù）一般可（kě）小至0.1m/s。但實際選用時仍應對其所測得的*低流速進行核算,以確保被測流量有一較好的（de）測量精度。
2)流量（liàng）計前直管段應≥ 5D;流量計後直管段應≥ 3D(D為管道公稱直徑)。
3)管路有沉澱物析出時,如汙泥（ní）與（yǔ）淤（yū）泥（ní）,此（cǐ）時流體（tǐ）應有較（jiào）高的測量流速,防止汙（wū）物的沉積,特別（bié）是在那些（xiē）沉積物會產生使傳感器絕緣的場合,更應注意,必要時應選擇可更換電（diàn）*的傳感器(可在線拆裝)。
4)對（duì）於流量變化範圍大、流體速度長期低於流量計要求的*低流速的場合,應考慮縮小（xiǎo）工藝管道或采（cǎi）用兩台一大一小並聯安裝的（de）流量計。
5)插入式工業廢水（shuǐ）流量表（biǎo）與普通工業廢水流量表（biǎo）一樣宜在垂直的工藝管道上安裝,這樣可（kě）防止懸浮的固體沉落（luò）在電*上,同時使流體中的油分上升到電*的測量範圍之（zhī）外,如果流量計在水平工（gōng）藝管道上安裝,則應使傳感器的電*處於水平軸線上,避免電*由（yóu）於空氣泡（pào）產生的幹擾,導致測量誤差。
6)當工藝管道中不能完全充滿流體,可（kě）采用一“V”型彎管結構(見圖6),這特別（bié）適用於汙水測量中含固體較多且流（liú）體不（bú）滿管的場合。