公用工程单元流量测量

　　1　概　述

　　为了控制消耗,并且以最优效率管理工厂,详细了解消耗了多少产品或能源是至关重要的。公用工程单元包括蒸汽、水和空气等,而且受环保的要求,了解废气排放量,污水的排放量也是必要的。完成这些量的测量,需要考虑合理选用公用工程单元的测量仪表。

　　流量仪表的选择,主要依据仪表性能、安装、操作和费用多少来确定,最终取决于正确选用仪表类型。我们都知道,好的性能通常并不和低费用和易安装相联系,应该根据实际要求确定压力、温度、测量范围、粘度、信号输出以及仪表使用寿命和抗干扰能力等指标。

　　安装上主要考虑如下事项:大孔径仪表和插入式仪表不同的安装要求,焊接要求,流向、供电要求,是否有接地要求,特殊仪表对直管段的要求,垫圈的要求以及具体安装位置的要求。

　　嵌夹式超声仪一类仪表目前很少使用,但其它类型仪表安装要求就需认真考虑。如传感器和管道间互耦合影响。传感器和电子设备间的传输距离要求,RF(射频)干扰影响以及介质特征。所有这些都对仪表选型及费用影响很大。在选型过程中,遵守怎样的原则,将是本文探讨的关键。

　　2　选型原则

　　我们知道,在成熟的技术中,差压测量技术构成了70年代80%的流量仪表,现在已经下降到了40%,原因是其它技术的发展和成熟应用具有更好的性能,更简单的安装要求和更低的整机费用。

　　从使用角度考虑,主要选型可依据下列条目考虑。

　　(1)选择仪表的理由:所选仪表是用于费用分配核算、工厂效益核算,还是基于节约能源方案来考虑仪表选用是比率式、累积式、质量式或是能量式仪表。

　　(2)管线尺寸:超过6英寸管径管线考虑采用插入式仪表。

　　(3)温度和压力条件:若两种情况都很苛刻,选择时就要考虑限制条件。

　　(4)压头和允许压力损失:若对压头有限制要求,许多差压仪表就不能选用。

　　(5)流量范围:除非选用Smart变送器,否则任何大于6∶1可调比范围将不考虑选用差压仪表。

　　(6)精度和可调比范围要求。

　　(7)安装和维护费用。

　　(8)电信号输出和相应接口要求。

　　3　可选择的仪表类型

　　能供我们选择的流量仪表形式很多,但在具体选择时,我们应该详细了解不同形式流量仪表的特点和性能要求(见表1)

　　3.1　差压表

　　基于伯努利能量平衡方程原理,方程简化为其中Q=体积流量,△P=测得差压,常数K和几何尺寸,直径比以及由压力、温度、粘度、密度等因素决定的流体性质有关。

　　在欧洲,制造通常是按BS1042,ISO5167或D1N1952标准,在美国是依照Miller,ASME或AGA No3标准。所有这些标准都略有不同,但除了湿法校正外没有绝对准确度。依据这些标准要求,大于3∶1的锐孔板,读数精度应达到2%～3%。文丘利表应达到3%～4%的读数精度。所有dp(差压)装置都有不可恢复的压力损失,最大压损存在于锐边孔板中,约是25%～40%,具体大小和仪表量程大小有关。对低压损装置,压力损失也在7%～15%之间。皮托管(pilottubes)的压力损失是可以忽略的,但它对流体分布改变非常敏感。