1、前言
流量、液位、壓力、溫度和成份是化工生產(chǎn)中重要的檢測參數(shù)，由于流量的測量受流體介質(zhì)的性質(zhì)、流動狀態(tài)等諸多因素影響。因此，流量的測量一直是一個重要的研究課題。 天然氣流量計凈化工業(yè)在我國已有40年歷史，對天然氣凈化廠各種流體的流量測量隨著檢測技術(shù)的發(fā)展也有了新的長足的發(fā)展，但在實(shí)際應(yīng)用中仍存在一問題，本文對此作一簡要分析，并結(jié)合天然氣凈化廠的實(shí)際，提出流量計選型思路，供同行探討。
2、常用流量計簡介
流量計種類很多，常用的有孔板流量計，電磁流量計、渦街流量計、渦輪流量計、超聲流量計、楔形流量計、彎管流量計、腰輪流量計、旋進(jìn)旋渦流量計等。下面就部分常用流量計作一簡要介紹。
2.1 孔板流量計
孔板流量計屬于典型的差壓式流量計。當(dāng)流體流經(jīng)節(jié)流件（孔板）時，流速將在節(jié)流件處收縮，根據(jù)流動連續(xù)性原理和能量守恒定理，為保持流量相等，則流速加快，靜壓力降低，在節(jié)流件前后產(chǎn)生壓力差（差壓）；流速與差壓是成函數(shù)關(guān)系的，因此，通過測量差壓，即可確定流量?？装辶髁坑嫐v史悠久，具有豐富的使用經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計加工、流量計算等都已標(biāo)準(zhǔn)化，因此，被廣泛應(yīng)用于氣體、液體和蒸汽流量的測量；但由于孔板流量計本身存在壓損大，孔板易臟污，孔板直角入口邊緣易磨損等不足，在選型時應(yīng)根據(jù)介質(zhì)情況進(jìn)行確定。
2.2 楔形流量計和彎管流量計
這兩種流量計也屬于差壓式流量計，但它們的節(jié)流件與孔板流量計不相同，如楔形流量計的節(jié)流件是V形楔形件，流通面在管道下部，因此不易堵塞，特別適用于粘度大或較臟的液體及含有液體和固體微粒的氣體，但是這兩種流量計目前尚無國家標(biāo)準(zhǔn)，因此，應(yīng)定期進(jìn)行標(biāo)定。
2.3 電磁流量計
電磁流量計是應(yīng)用導(dǎo)電流體在磁場中運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電勢的原理來測量流量的一種流量計，廣泛用于測量導(dǎo)電液體或漿液及腐蝕性介質(zhì)，由于該流量計無阻力件，不會對液體產(chǎn)生壓力損失，也不易堵塞；但它不適用于非導(dǎo)電介質(zhì)，且流量計周圍不應(yīng)有強(qiáng)電磁場干擾，否則流量計會受到影響，甚至無法工作。
2.4 超聲流量計
超聲流量計是通過測量流體速度確定流量的儀表，超聲流量計由、電子線路、流量顯示和累積系統(tǒng)組成；由于超聲波在流體中的傳播速度和流體速度有關(guān)，通過換能器發(fā)射和接收超聲波信號即可檢測出流體速度而計算出流量。
超聲流量計具有測量范圍寬，無壓力損失等特點(diǎn)。因此，特別適用于大管徑大流量的測量，計量管徑可從幾厘米到幾米，用外夾式超聲流量計可以測量強(qiáng)腐蝕和易燃易爆介質(zhì)。但超聲流量計價格較貴，對于小管徑流量的測量成本相對較高；國產(chǎn)的超聲流量計幾乎都不具備防爆功能，且氣體超聲流量計準(zhǔn)確度不高，進(jìn)口的準(zhǔn)確度高但價格昂貴。
2.5 渦街流量計
渦街流量計是一種速度式流量計，它測的是流體的速度。渦街流量計由漩渦發(fā)生體和漩渦頻率檢測器組成；該流量計具有測量范圍寬，測量準(zhǔn)確度較高，維護(hù)工作量小等特點(diǎn)。但它不適用于振動大和較臟污的流體；渦街流量計應(yīng)定期標(biāo)定。
2.6 渦輪流量計
渦輪流量計是一種典型的速度式流量儀表。它通過渦輪的旋轉(zhuǎn)來測量流體的速度，從而得到流體的流量。渦輪流量計具有準(zhǔn)確度高（可達(dá)0.2%），量程比寬，重復(fù)性好，適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。但也存在一些局限性，它不能測量帶雜質(zhì)的流體，工作溫度不能太高，維護(hù)工作量較大。
3、天然氣凈化廠流量計使用現(xiàn)狀
天然氣凈化廠流體介質(zhì)主要有濕天然氣、干凈天然氣、酸性氣、空氣、氮?dú)?、蒸汽、液體硫磺、工業(yè)用水、化學(xué)溶液、污水等。目前使用的流量計大部分都是孔板流量計，如測量天然氣、蒸汽、空氣、酸性氣等幾乎都用孔板流量計。但孔板流量計用于蒸汽時由于溫度高壓力大，容易引起孔板變形。由于酸性氣含有較高濃度的硫化氫、二氧化碳和少量水汽，且壓力低，易造成孔板腐蝕，測量管路積液和壓損增大。用于測量脫硫溶液的孔板流量計由于溶液含懸浮物易造成引壓管堵塞。均速管流量計和渦街流量計用于酸性氣、脫硫溶液的測量，易造成傳感器的臟污，嚴(yán)重時根本無法測量。渦輪流量計曾用于液體硫磺的測量，電磁流量計主要用于污水的測量，旋進(jìn)旋渦流量計在天然氣和生活水計量中應(yīng)用。轉(zhuǎn)子流量計應(yīng)用于儀表風(fēng)計量。
4、流量計選型原則
根據(jù)以上的介紹，我們在設(shè)計選型或更新改造時，充分發(fā)揮各種流量計的優(yōu)點(diǎn)，揚(yáng)長避短，要結(jié)合流量計特性和介質(zhì)的情況進(jìn)行合理選擇，同時應(yīng)考慮投資成本。下面根據(jù)天然氣凈化廠各種介質(zhì)的特點(diǎn)和目前使用流量計的實(shí)際情況提出流量計選型的基本原則。
4.1 天然氣的測量
天然氣是凈化廠的生產(chǎn)對象，進(jìn)廠的原料和出廠的產(chǎn)品都是天然氣，由于進(jìn)廠的原料天然氣（濕天然氣）含有少量的固、液體雜質(zhì)，H2S和CO2含量較高，有一定腐蝕性，流量計可選擇帶閥式孔板節(jié)流裝置的孔板流量計，以便定期清洗更換孔板，防止孔板的銹蝕和入口邊緣磨損，提高計量準(zhǔn)確度；出廠天然氣比較干凈可選擇帶閥式孔板節(jié)流裝置的流量計或氣體超聲流量計，氣體超聲流量計適用于大管徑流量測量，準(zhǔn)確度可優(yōu)于1.0%，但一次性投資較高；對于工廠用天然氣，由于管徑較小，除孔板流量計外，也可選擇旋進(jìn)旋渦流量計、渦輪流量計等，選用渦輪流量計時應(yīng)在上游安裝過濾器。
4.2 酸性氣的流量測量
凈化廠的酸性氣是含有很高濃度的H2S和CO2的氣體，這是凈化廠從原料天然氣中處理出來的主要物質(zhì)，該氣體的特點(diǎn)是壓力低，帶有一定水汽，腐蝕性強(qiáng)；因此測量酸性氣流量的流量計可選用孔板流量計、均速管流量計、楔形流量計或彎管流量計，目前使用的有孔板流量計和均速管流量計，從流量計結(jié)構(gòu)上講，選擇楔形流量計比較合適，它不存在積液問題，維護(hù)量也很小。
4.3 蒸汽流量測量
過去普遍使用孔板流量計，由于孔板流量計在高溫下孔板易變形，因此，可選擇渦街流量計、均速管流量計、楔形流量計或質(zhì)量流量計，但應(yīng)考慮溫度壓力修正。
4.4 化學(xué)溶液流量測量
天然氣凈化廠用于工業(yè)生產(chǎn)的化學(xué)溶液品種不是很多，對于脫硫和脫水的化學(xué)溶液由于是反復(fù)循環(huán)使用，溶液中含有部分懸浮物，過去大多數(shù)使用孔板流量計是不太合適的，應(yīng)選擇楔形流量計或彎管流量計；也可選用外夾式超聲流量計；鹽酸和流量測量應(yīng)選擇帶防腐內(nèi)襯的電磁流量計。
4.5 液體硫磺流量測量
液體硫磺是天然氣凈化廠的副產(chǎn)品，過去由于流量計產(chǎn)品的局限性，很多凈化廠均沒有安裝流量計，部分廠安裝了渦輪流量計，但使用效果不佳；目前可供選擇的有質(zhì)量流量計和楔形流量計。由于液體硫磺一般管壓力都不太高，因此選用質(zhì)量流量計較為合適。
4.6 工業(yè)循環(huán)水流量測量
由于水的測量相對容易一些，因此可供選擇的流量計比較多，如孔板流量計、渦街流量計、均速管流量計、電磁流量計、超聲流量計都可用于工業(yè)水測量；若測量管口徑較大，選擇超聲流量計比較理想，對于較小口徑的選用電磁流量計效果比較好。
4.7 污水流量測量
污水流量測量選擇電磁流量計、楔形流量計比較合適，水質(zhì)較好也可選用孔板流量計。
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