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摘 要：針對化工企業(yè)流量儀表選型困難的問題，介紹了旋進流量計與轉(zhuǎn)子流量計的工作原理，并將這兩種流量計進行了特性對比，得出了在中小管徑中含顆粒物的化工介質(zhì)、密度發(fā)生變化的介質(zhì)工況下，旋進流量計比轉(zhuǎn)子流量計更有優(yōu)勢的結(jié)論。
0 引言
　　在化工企業(yè)中，流量儀表在生產(chǎn)過程控制、能源計量等活動中是非常重要的測量設(shè)備，它的選型和配置是否合理將直接影響化工運行效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，針對不同的測量目的、實際工況、介質(zhì)參數(shù)等，儀表的配置選型非常重要。
由于儀表種類繁多，儀表選型要依據(jù)測量介質(zhì)、儀表工作特性進行綜合考慮，結(jié)合現(xiàn)場經(jīng)驗設(shè)計有效的解決方案。通常情況下，選用沒有運動部件的流量儀表，這種儀表在現(xiàn)場使用中更穩(wěn)定、更可靠。結(jié)合筆者多年的現(xiàn)場使用情況得出以下結(jié)論：在中小管徑中，含顆粒物的化工介質(zhì)、密度發(fā)生變化的介質(zhì)在流量儀表的使用效果上，旋進流量計比轉(zhuǎn)子流量計更有優(yōu)勢。
1 測量原理
1.1 旋進流量計（旋進旋渦流量計）
　　旋進流量計（圖1）原理上屬于流體振動速度型流量計，它是在流量計內(nèi)部植入一個起旋器，當流體通過起旋器后迫使流體沿軸旋轉(zhuǎn)并形成漩渦流，旋轉(zhuǎn)的中心形成渦核，渦核在回流作用下形成二次螺旋形旋轉(zhuǎn)。這種二次旋轉(zhuǎn)的頻率與流量呈正比，流量計形狀設(shè)計合理時，在很寬的流量范圍內(nèi)，頻率與流量呈線性關(guān)系，通過測量得到旋轉(zhuǎn)流體頻率就可以求得流體的體積流量。

Qv=K/ f
式中，Qv為體積流量（m3/ s）；f為旋渦頻率（Hz）；K為流量計儀表系數(shù)（脈沖數(shù)/ m3）。
　　旋轉(zhuǎn)頻率由信號檢測體（壓電）測得，通過信號處理器被轉(zhuǎn)換成4～20 m A的標準電流輸出信號，也可以不經(jīng)轉(zhuǎn)換直接輸出脈沖頻率信號。旋進流量計原理如圖2所示。

1.2 轉(zhuǎn)子流量計
　　轉(zhuǎn)子流量計（圖3）的工作原理：通過改變流體的流通面積，保持轉(zhuǎn)子上下的差壓恒定，故又稱為變流通面積恒差壓流量計，也稱為浮子流量計。測量部分流向自下而上為倒錐管，浮子隨流量大小懸停在任何位置，浮力+差壓力=重力。流量增大時，浮子上移則流通面積增大，通過改變流通面積實現(xiàn)恒差壓。

2兩種流量計特性比對
　　旋進流量計和轉(zhuǎn)子流量計的特性對比如表1所示。

　　通過表1的對比分析，根據(jù)儀表優(yōu)缺點可知，在流量較小時，這兩種流量計從原理上說都可以選擇，但在實際運用中有差異。
轉(zhuǎn)子流量計的小流量測量必須選擇輕質(zhì)材料（塑料等）的浮子，而且浮子通過上下運動工作，會造成以下幾個主要缺陷：
（1）不能耐受介質(zhì)沖擊，如果流量波動大（例如閥門快速開啟），浮子太輕會被吹翻或卡在軌道上，造成損壞無法工作；
（2）帶有一些顆粒物（有一定黏性）的介質(zhì)，會附著在浮子上，造成計量誤差或無法工作，嚴重時浮子被卡住形成斷流，帶來嚴重的安全隱患。
（3）轉(zhuǎn)子流量計的浮子是根據(jù)被測介質(zhì)的密度設(shè)計，當被測介質(zhì)的密度與設(shè)計密度發(fā)生變化時，必須及時修正。如果測量介質(zhì)的密度發(fā)生了變化或者測量變組分的介質(zhì)，轉(zhuǎn)子流量計都不能準確計量甚至得到的是無效的計量數(shù)值。
（4）通常情況下，轉(zhuǎn)子流量計必須垂直安裝，限制了現(xiàn)場管道的位置。
而旋進流量計鑒于它的原理和特性，正好可以規(guī)避上述問題，同時具有和轉(zhuǎn)子流量計相同的優(yōu)點，完全可以取代轉(zhuǎn)子流量計，且使用壽命更長、計量精度更準確。
3現(xiàn)場應(yīng)用案例分析
3.1某廠紡絲裝置的現(xiàn)場應(yīng)用案例
　　鑒于旋進流量計在測量小流量方面的突出優(yōu)勢，某廠在2016年的老區(qū)紡絲車間試用了3臺旋進流量計，具體情況如下：
之前用轉(zhuǎn)子流量計測量中和浴液（含H2SO4/Na2SO4），DN25口徑測量范圍為1～5m3/h，由于壓縮機工作時壓力不穩(wěn)定，經(jīng)常會造成轉(zhuǎn)子流量計的浮子在沖壓下被打翻，造成卡殼，無法計量介質(zhì)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，由于該位置的流量很低，一般流量計的下限無法滿足測量需求，但是旋進流量計的下限更低，DN20口徑的測量范圍為0.4～6m3/h，優(yōu)于轉(zhuǎn)子流量計的測量范圍（2～16m3/h）。經(jīng)過多方商討，將轉(zhuǎn)子流量計改為旋進流量計。經(jīng)過一年的使用觀察，現(xiàn)場實際使用效果良好，解決了一個工藝難題。
　　隨后，該廠陸續(xù)在新區(qū)甲醇、醋酸乙烯裝置、紡絲、PVA等車間裝置進行了旋進流量計替換轉(zhuǎn)子流量計的改造工作，總數(shù)超過40套，且運行效果明顯。
3.2蒸汽管線分支，小管徑、低流速的測量應(yīng)用
　　該流量計應(yīng)用位置處于蒸汽管線分支，DN20管徑，蒸汽溫度180℃，常用流量25kg/h，原先工廠選用的是金屬轉(zhuǎn)子流量計，在垂直管道上安裝，由于管線較長、保溫層老化等原因，管道中存在少量凝結(jié)水，隨著蒸汽高速流動，對轉(zhuǎn)子造成沖擊進而損壞儀表。選用其他流量計又無法解決小流量準確測量問題，最終選用安裝了旋進流量計解決了該問題。
某石化裝置選用旋進流量計解決了直管段不足等流場問題，如圖4所示。

4結(jié)語
　　綜上所述，在中小管徑中含顆粒物的化工介質(zhì)及密度發(fā)生變化的介質(zhì)，在流量儀表的使用效果上，旋進流量計比轉(zhuǎn)子流量計更有優(yōu)勢。應(yīng)注意在流量儀表的實際選型工作中，要了解儀表的原理和特性，關(guān)注測量介質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)，并積極和有經(jīng)驗的儀表制造廠商進行技術(shù)聯(lián)絡(luò)，以便做出好的儀表選擇。

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