金屬轉子流量計的選型與使用方法

在我廠能源動力的廠際計量中，一次檢測元件基本以孔板為主，由于某些用戶用量較小，一直存在著小信號無法準確計量的問題。為解決這一問題，我們開始嘗試使用浙江余姚生產的金屬轉子流量計作為小流量計量的一次檢測元件，先后在特鋼廠氬氣計量系統、中型廠氧氣計量系統和機械廠氧氣計量系統中應用，其中在中型廠氧氣計量系統中，金屬轉子流量計已穩定運行數月，取得了良好的測量效果。下面就金屬轉子流量計的特點及選型與使用問題做一簡述。

      一、金屬轉子流量計的測量原理及特點

      金屬轉子流量計的測量部分由孔板和錐型浮子組成，當流體向上流經管子時，錐型浮子向上移動，在某一位置達到平衡，此時浮子與孔板的環隙保持一定，而環隙面積與浮子上升高度成正比，及浮子的某一高度代表著流過流量的大小，浮子上下移動時，以磁耦合的形式傳遞到外部指示器，使指示器的指針跟隨浮子的位移，并借助凸輪板使指針線性地指示流量的大小。

      特點：金屬轉子流量計結構簡單，工作可靠，適用范圍廣，量程比高，一般為10：1。

      二、金屬轉子流量計的選型

      金屬轉子流量計當測量液體時，一般以標準狀態下（20℃）水來標注刻度；測量氣體時，以標準狀態（20℃，絕壓0.1013MPa）下空氣標注刻度。所以，當對某一測量流體進行儀表選型時，應將其流量范圍換算成標準狀態下水或空氣流量，然后根據換算后的流量范圍對照金屬轉子流量計的標準刻度進行選型。

      下面以機械廠氧氣計量系統中鉚焊車間氧氣用量為例說明。原始數據如下：

      管徑：ф70×5；zui大用氧量：110m³/h；zui小用氧量：10m³/h；工作壓力：1.3MPa；工作溫度：30℃；當地平均大氣壓：0.1MPa。

      計算：

      （1）氧氣密度

      標況下：ρ₂₀=1.331kg/m³

      工況下：

      ρ₁=ρ₂₀×（P₁T₂₀/P_NT₁Z）=1.331×{（1.3+0.1）×（273.15+20）/[0.1013×（273.15+30）×0.992]}

          =17.93kg/m³

      （2）實際流量：

      Q_s=Q₂₀ρ₂₀/ρ

      Q_smax=Q_20maxρ₂₀/ρ₁=110×1.331/17.93=8.166

      Q_smin=Q_20minρ₂₀/ρ₁=10×1.331/17.93=0.742

      （3）由金屬轉子流量計實際使用流體狀況下的流量修正公式：

      Q_Nmax=Q_smax/0.2696=8.166/0.2696=30.29

      Q_Nmin=Q_smax/0.2696=0.742/0.2696=2.75

      式中：Z_S（Z_SN）為被測氣體在標準狀態（工作狀態）下壓縮系數（一般情況Z_S≈Z_SN）；Q_s為工況下氧氣的實際流量；Q_N為標況下空氣的實際流量；ρ_N為標況下空氣的密度（1.293 kg/m³）；P_N為標準大氣壓；T_N為標準溫度293.15 K；ρ_SN為標況下氧氣的密度（即ρ₂₀）；P_s為氧氣實際工作壓力（即P₁）；T_s為氧氣實際工作溫度（即T₁）。

      對照金屬轉子流量計產品的選型說明書，選LZDH-25（3.5~35）zui合適。

      三、二次表流量上限的設定

      還是以鉚焊車間用氧量為例，選用的二次表為濟南中環自動化研究所生產的補償式智能流量積算儀。中環表需設定的參數有：FH、PH、Ph、Ps、CH、Ch、Cs。

      其流量上限FH應為金屬轉子流量計刻度上限所對應的標準狀態下的氧氣流量，因為金屬轉子流量計的刻度為標準狀態下空氣標注，所以必須將其轉換為標準狀態下氧氣流量。

      由 Q₂₀=Q_sρ₁/ρ₂₀

      又 Q_s=O.2696Q_N

      標況下氧氣流量：

      Q₂₀=0.2696Q_Nρ₁/ρ₂₀

      Q_20max=0.2696Q_N上ρ₁/ρ₂₀=0.2696×35×17.93/1.331=127.11

      Q_20min=0.2696Q_N下ρ₁/ρ₂₀=0.2696×3.5×17.93/1.331=12.711

      Q_N上（Q_N下）：即金屬轉子流量計按標準狀態下空氣標定的流量上（下）限。

      按所選型號為LZDH-25（3.5~35）的金屬轉子流量計，氧氣的測量范圍為12.711m³/h~127.11m³/h。基本符合所提1 1m³~110m³的測量要求。

      四、金屬轉子流量計在安裝及使用過程中的注意事項

      （1）流量計必須垂直安裝，所測流體自下而上經流量計，進出口保證有5倍儀表口徑的直管段，對于新安裝的管路，流量計安裝前應將管道沖洗干凈。
      （2）為便于檢修和更換流量計，在儀表安裝時需接旁道管路。
      （3）在流量計上游應安裝閥門，在下游5~10倍儀表口徑處安裝流量調節閥。對于小口徑儀表在上游應安裝過濾器，若被測介質中含有磁性物質，則應在流量計前安裝磁過濾器。
      （4）當被測介質較臟時，應及時清洗管子與浮子。
      （5）金屬轉子流量計的測量準確度一般為2.5級，當要求測量準確度較高時，則不宜選擇金屬轉子流量計。

      五、結束語

      金屬轉子流量計的使用，解決了我廠長期以來小流量無法準確計量的難題，使我廠的能源計量工作更加完善，也為各二級廠礦的成本核算提供了更加可靠的結算數據。