一、流量儀表在化工生產(chǎn)過程中的作用
流量儀表是過程自動(dòng)化儀表與裝置中的大類儀表之一,與液位測量儀表占據(jù)了化工生產(chǎn)中的絕大部分的領(lǐng)域，在化工、石油、交通、食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)及人民日常生活等國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮了重要的作用，是發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、提高經(jīng)濟(jì)效益和管理水平的重要的手段與工具，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。較為常見的類型有電磁流量計(jì)，渦輪流量計(jì)等儀表種類，在化工儀表裝置中，流量儀表有兩大功用: 作為過程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的檢測儀表和測量物料數(shù)量的總量表。它不僅是提高產(chǎn)品質(zhì)量的保證,而且是企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段，在化工生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用。
電磁流量計(jì)
首先流量儀表是提高產(chǎn)品質(zhì)量的保證。產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè)生存和發(fā)展的關(guān)鍵,而流量儀表的測量結(jié)果是產(chǎn)品質(zhì)量的基本保證,在化工生產(chǎn)過程中,從原材料進(jìn)廠的檢測分析,到生產(chǎn)工藝流程中各工序的質(zhì)量監(jiān)測控制,直至成品、半成品檢驗(yàn),都必須有計(jì)量測試層層把關(guān),嚴(yán)格控制。如果沒有流量的測試,監(jiān)督保證,產(chǎn)品質(zhì)量就無法得到保證。因?yàn)槿魏钨|(zhì)量特性都以一定的計(jì)量特性為表征的。一切要用數(shù)據(jù)說話,而數(shù)據(jù)必須準(zhǔn)確可靠,這就要依靠完善的計(jì)量檢測設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。假如企業(yè)使用的計(jì)量器具不合格,產(chǎn)品的幾何尺寸就不可能合格,壓力表不準(zhǔn)就可能毀壞設(shè)備。從而影響產(chǎn)品質(zhì)量,因此產(chǎn)品質(zhì)量必須經(jīng)過精密的測試來控制,要使企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到**水平,立于不敗之地,就必須加強(qiáng)計(jì)量檢測手段,沒有計(jì)量檢測,就沒有產(chǎn)品質(zhì)量。
其次流量儀表也是生產(chǎn)過程中提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。在大部分工業(yè)企業(yè)中把計(jì)量儀表作為改善經(jīng)營管理,提高產(chǎn)品質(zhì)量,推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)工作來抓。完善計(jì)量檢測手段,加強(qiáng)計(jì)量管理,使資源合理有效地配置,避免資源浪費(fèi),降低了原材料和能源的消耗,提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。也有一些企業(yè)由于產(chǎn)品開發(fā)制造管理等各個(gè)環(huán)節(jié),計(jì)量檢測手段和生產(chǎn)管理不配套,計(jì)量器具配備不齊全,量值不準(zhǔn)確,使制造工藝失去控制,造成產(chǎn)品質(zhì)量差,消耗高,效益低。
鑒于計(jì)量儀表的重要性,每個(gè)企業(yè)在各個(gè)工段都使用了大量的計(jì)量儀表,它們負(fù)責(zé)計(jì)量各種中間產(chǎn)品、終產(chǎn)品的計(jì)量工作,根據(jù)產(chǎn)品性質(zhì)的不同可分為很多種不同的計(jì)量儀表,我們可以根據(jù)實(shí)際的情況選擇不同類型的流量儀表。由于流量計(jì)的種類很多,而選型中又涉及許多技術(shù)與經(jīng)濟(jì)因素。必須要綜合考慮這些因素,才有可能同時(shí)做到技術(shù)上可行和經(jīng)濟(jì)上合理。
二、流量計(jì)選型的一般性準(zhǔn)則
對(duì)于一個(gè)特定的使用場合,流量計(jì)的選擇取決于該測量課題在不同方面的重要性(例如:流量計(jì)在現(xiàn)場安裝條件下的準(zhǔn)確度、耗能費(fèi)、安裝條件的局限或被測介質(zhì)的特殊性等),因此,它必然是一個(gè)基于工程與**知識(shí)單獨(dú)做出判斷的事。在一個(gè)具有相似工作條件的特定領(lǐng)域內(nèi),某種流量計(jì)的技術(shù)優(yōu)勢,通常就是初選時(shí)的依據(jù)。很明顯,在對(duì)具體的使用場合還沒做詳細(xì)的了解時(shí),就試圖衡量各種限制條件,只能是自以為是的臆斷。以下是幫助我們對(duì)流量計(jì)做出正確、合理選型的五大類問題。對(duì)于其中的前三大類問題,只有有限的選擇,利用它們能確定某種流量計(jì)是否適用。后的兩大類問題是困難的,因?yàn)樗婕皟r(jià)格與性能的比較及后的決定。下面就是這五大類問題。
1.被測流體的類型。(1)被測流體是液體、氣體、還是蒸汽。(2)被測流體是潔凈的、臟污的、還是含濕氣流或漿液。(3)被測流體是否有腐蝕性,是否有導(dǎo)電性，如果選用的是電磁流量計(jì)，那么對(duì)于流體介質(zhì)的導(dǎo)電性的要求是其中一項(xiàng)重要的內(nèi)容，某些液體由于介電常數(shù)過低，也許就達(dá)不到電磁流量計(jì)進(jìn)行測量的要求，而導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基至無法測量。
2.工藝過程的工作條件。儀表選型不僅要考慮工藝過程,還要根據(jù)溫度和壓力的界限值是多少來確定。
3.流量計(jì)的安裝條件。(1)計(jì)劃運(yùn)行的流量測量是在明渠上、還是在封閉的管道內(nèi);(2)管道的內(nèi)徑尺寸;(3)工作狀態(tài)下流體的管道雷諾數(shù);(4)計(jì)劃安裝的流量計(jì)的上、下游直管段的長度,在其上游擾流件的種類;(5)是否需要/能否使用流動(dòng)調(diào)整器;(6)工藝管道是否有過量的振動(dòng);(7)流體的流動(dòng)是定常/穩(wěn)定的還是脈動(dòng)的;(8)環(huán)境的或室內(nèi)的溫度和濕度條件。
4.在流量計(jì)的性能和流量測童能力方面總的要求。(1)對(duì)于用于貿(mào)易輸送的流量計(jì),其準(zhǔn)確度等級(jí)優(yōu)于GB17167-2006所規(guī)定的指標(biāo),如對(duì)于成品油,準(zhǔn)確度等級(jí)為0.2級(jí);對(duì)于天然氣,準(zhǔn)確度等級(jí)為0.5級(jí)或1.0級(jí)。(2)通常,流量計(jì)是在一個(gè)特定的流量下使用?還是在一個(gè)流量范圍內(nèi)使用?(3)采用的流量計(jì)的目的,若僅為了進(jìn)行流量控制,必要的響應(yīng)頻率是多少? (對(duì)于小口徑管道的流量控制,通常要求0.1s)。(4)被測流量的范圍,偶然可能會(huì)遇到的大與小流量值。
5.流量計(jì)安裝和運(yùn)行應(yīng)綜合考慮的問題和費(fèi)用。(1)一次檢測裝置、二次儀表和附屬設(shè)備的購置費(fèi);(2)安裝費(fèi):包括勞務(wù)費(fèi)和配管費(fèi);(3)為使流量計(jì)運(yùn)行的耗能費(fèi)和補(bǔ)償總的壓力損失的泵送費(fèi);(4)維護(hù)費(fèi)與儀表可靠性的比較;(5)是否有備件?是否有售后服務(wù)的方便條件?(6)在未來的使用場合,可能的用途;(7)試用一種新型流量計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)。
三、本文結(jié)語
以上各項(xiàng)都是決定選用某種流量計(jì)的因素。在比較各種流量計(jì)的費(fèi)用時(shí),除了實(shí)際的購置費(fèi)外,還有一系列的因素應(yīng)加以考慮,在作出決定前,應(yīng)權(quán)衡以下幾個(gè)重要因素:(1) 由于流量計(jì)的準(zhǔn)確度和測量范圍的改善,可減少未被計(jì)量的能源,由此對(duì)經(jīng)濟(jì)效益、企業(yè)的效率及產(chǎn)品質(zhì)量的影響;(2)同時(shí)還要估算安裝費(fèi)、長期的維護(hù)費(fèi)和流量計(jì)運(yùn)行時(shí)的耗能費(fèi)以及為補(bǔ)償總的壓力損失的泵送費(fèi)。
流量儀表分類方法也很多,沒有統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)。通常按其測量原理,將流量測量方法分為四大類,利用伯努利方程原理來測量流量的差壓型流量測量方法; 利用測量流速來得到流量的速度式流量測量方法; 利用一個(gè)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)小容積連續(xù)地測量流量的容積式流量測量方法; 以測量流體質(zhì)量為目的的質(zhì)量流量測量方法，利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行工作的電磁流量計(jì)。
測量方法確定后,選用流量儀表在性能要求上需要考慮的因素主要有:瞬時(shí)流量還是計(jì)量總量、準(zhǔn)確度、重復(fù)性、線性度、上限流量和流量范圍、范圍度、壓力損失、輸出信號(hào)特性和響應(yīng)時(shí)間等。不同測量對(duì)象測量目的各不相同,在儀表性能方面亦有其不同側(cè)重點(diǎn)。例如商貿(mào)核算和儲(chǔ)運(yùn)對(duì)準(zhǔn)確度要求較高;連續(xù)測量過程控制通常只要求良好的可靠性和重復(fù)性,有時(shí)還要求寬的范圍度,而對(duì)測量準(zhǔn)確度要求其次;批量配比生產(chǎn)則希望有好的準(zhǔn)確度等等。所以,我們?cè)跍y量方法確定好以后,要結(jié)合具體的測量對(duì)象對(duì)儀表各項(xiàng)性能要求做逐項(xiàng)分析,在此基礎(chǔ)上正確選用所需儀表。
流量儀表種類有100多種,但是大部分皆為特定對(duì)象的專用流量計(jì),在國民經(jīng)濟(jì)中應(yīng)用為普遍的十大類通用型流量計(jì),它們是: (1)差壓流量計(jì);(2)浮子流量計(jì);(3)容積式流量計(jì);(4)渦輪流量計(jì);(5)渦街流量計(jì);(6)電磁流量計(jì);(7)超聲流量計(jì);(8)熱式流量計(jì);(9)科氏質(zhì)量流量計(jì);(10)明渠用流量計(jì)。我們可以根據(jù)上述條件再結(jié)合個(gè)流量儀表的性能選擇合適的儀表。例如,電磁流量計(jì)只能測量導(dǎo)電的液體,我們就不能用它來測量氣體的流量。
隨著企業(yè)全面走向市場,企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理將進(jìn)一步深化,流量計(jì)量越顯重要,它不僅是提高產(chǎn)品質(zhì)量的保證,而且是企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。要發(fā)揮流量儀表的作用,在其選用上有嚴(yán)格的要求,即先確定測量方法,后分析性能要求,再選用具體儀表。因此,自動(dòng)化儀表**人員在具備一定**知識(shí)的前提下,有必要了解流量測量儀表的各項(xiàng)性能要求,并結(jié)合具體測量對(duì)象正確選用儀表。唯有如此,方可滿足企業(yè)的要求,使流量計(jì)量發(fā)揮重要作用。
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