各種流量計選型的原則和方法

1、一、流量計選型的原則一、流量計選型的原則選擇流量計的原則首先是要深刻地了解各種流量計的結(jié)構(gòu)原理和流體特性等方面的知識，同時還要根據(jù)現(xiàn)場的具體情況及考察周邊的環(huán)境條件進(jìn)行選擇。也要考慮到經(jīng)濟方面的因素。一般情況下，主要應(yīng)從下面五個方面進(jìn)行選擇：①流量計的性能要求；②流體特性；③安裝要求；④環(huán)境條件；⑤流量計的價格。1、流量計的性能要求、流量計的性能要求流量計的性能方面主要包括：測量流量（瞬時流量）還是總量（累積流量）；準(zhǔn)確度要求；重復(fù)性；

2、線性度；流量范圍和范圍度；壓力損失；輸出信號特性和流量計的響應(yīng)時間等。（1）測流量還是總量流量測量包括兩種，即瞬時流量和累積流量，比如對分輸站管道的原油屬于貿(mào)易交接或石油化工管道進(jìn)行連續(xù)配比生產(chǎn)或生產(chǎn)流程的過程控制等需要計量總量，間或輔以瞬時流量的觀察。在有的工作場所對流量進(jìn)行控制則需配備瞬時流量測量。因此，要根據(jù)現(xiàn)場計量的需要進(jìn)行選擇。有些流量計比如容積式流量計，渦輪流量計等，其測量原理是以機械計數(shù)或脈沖頻率輸出直接得到總量，其準(zhǔn)確度

3、較高，適用于計量總量，如配有相應(yīng)的發(fā)訊裝置也可輸出流量。電磁流量計、超聲流量計等是以測量流體流速推導(dǎo)出流量，響應(yīng)快，適用于過程控制，如果配以積算功能后也可以獲得總量。（2）準(zhǔn)確度流量計準(zhǔn)確度等級的規(guī)定是在一定的流量范圍內(nèi)，如果使用在某一特定的條件下或比較窄的流量范圍內(nèi)，比如，僅在很小的范圍內(nèi)變化，此時其測量準(zhǔn)確度會比所規(guī)定的準(zhǔn)確度等級高。如用渦輪流量計計量油品裝桶分發(fā)，在閥門全開的情況下使用，流量基本恒定，其準(zhǔn)確度可能會從0.5級提高到

4、0.25級。用于貿(mào)易核算、儲運交接和物料平衡如果要求測量準(zhǔn)確度較高時，應(yīng)考慮準(zhǔn)確度測量的持久性，一般用于上述情況下的流量計，準(zhǔn)確度等級要求為0.2級。在這樣的工作場所一般是現(xiàn)場配備計量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備（比如體積管），對所使用的流量計進(jìn)行在線檢測。近幾年由于原油的日趨緊張和各單位對原油計量的高要求，對原油計量提出實行系數(shù)交接，即除了每半年對流量計進(jìn)行一次周期檢測后，貿(mào)易交接雙方協(xié)商每1個月或2個月對流量計進(jìn)行檢定確定流量系數(shù)，每天根據(jù)流量計計量的

5、數(shù)據(jù)與流量計流量系數(shù)計算出數(shù)據(jù)進(jìn)行交接，以提高流量計的準(zhǔn)確度，也稱為零誤差交接。準(zhǔn)確度等級一般是根據(jù)流量計的最大允許誤差確定的。各制造廠提供的流量計說明書中會給出。一定要注意其誤差的百分率是指相對誤差還是引用誤差。相對誤差為測量值的百分率，常用“％R”表示。引用誤差則是指測量上限值或量程的百分率，常用“％FS”。許多制造廠說明書中并未注明。比如，浮子流量計一般都是采用引用誤差，電磁流量計有的型號也有采用引用誤差的。流量計如果不是單純計量

6、總量，而是應(yīng)用在流量控制系統(tǒng)中，則檢測流量計的準(zhǔn)確度要在整個系統(tǒng)控制準(zhǔn)確度要求下確定。因為整個系統(tǒng)不僅有流量檢測的誤差，還包含有信號傳輸、控制調(diào)節(jié)、操作執(zhí)行等環(huán)節(jié)的誤差和各種影響因素。比如，操作系統(tǒng)中存在有2%左右的回差，對所采用的測量儀表確定過高的準(zhǔn)確度（0.5級以上）就是不經(jīng)濟和不合理的。就儀表本身來說，傳感器與二次儀表之間的準(zhǔn)確度也應(yīng)該適當(dāng)相配，比如說設(shè)計出來未經(jīng)實際標(biāo)定的均速管誤差如在2.5%～4%之間，配上0.2%～0.5%高

7、準(zhǔn)確度的差壓計就意義不大了。還有一個問題就是對于檢定規(guī)程或制造廠說明書中對流量計所規(guī)定的準(zhǔn)確度等級指的是其流量計的最大允許誤差。但是由于流量計在現(xiàn)場使用時受環(huán)境條件、流體流動條件和動力條件等變化的影響，將會產(chǎn)生一些附加誤差。因此，現(xiàn)場使用的流量計應(yīng)是儀表本身的最大允許誤差和附加誤差的合成，一定要充分考慮到這個問題，有時候可能現(xiàn)場的使用環(huán)境范圍內(nèi)的誤差會超過流量計的最大允許誤差。（7）壓力損失壓力損失一般是指流量傳感器由于在流通通道中設(shè)置

8、的靜止或活動檢測元件或改變流動方向，從而產(chǎn)生隨流量而變的不能恢復(fù)的壓力損失，其值有時可達(dá)數(shù)十千帕。因此，應(yīng)按管道系統(tǒng)泵送能力和流量計進(jìn)口壓力等確定最大流量的允許壓力損失來選定流量計。因選擇不當(dāng)會限制流體流動產(chǎn)生過大壓力損失而影響流通效率。有些液體（高蒸汽壓碳?xì)湟海┻€應(yīng)注意過度的壓力降可能引發(fā)氣穴現(xiàn)象和液相汽化，降低測量準(zhǔn)確度甚至損壞流量計。比如管徑大于500mm的輸水用的流量計，應(yīng)考慮壓損所造成的能量損耗過大而增加的泵送費用。據(jù)有關(guān)報道

9、，壓力損失較大的流量計幾年來為測量付出的泵送費用往往超過低壓損、價格較貴的流量計的購置費用。（8）輸出信號特性流量計的輸出和顯示量可以分為：①流量（體積流量或質(zhì)量流量）；②總量；③平均流速；④點流速。有些流量計輸出為模擬量（電流或電壓），另一些輸出脈沖量。模擬量輸出一般認(rèn)為適合于過程控制，比較適合于與調(diào)節(jié)閥等控制回路單元接配；脈沖量輸出比較適合于總量和高準(zhǔn)確度的流量測量。長距離信號傳輸脈沖量輸出則比模擬量輸出有較高的傳送準(zhǔn)確度。輸出信號

10、的方式和幅值還應(yīng)有與其他設(shè)備相適應(yīng)的能力，比如控制接口、數(shù)據(jù)處理器、報警裝置、斷路保護(hù)回路和數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)。（9）響應(yīng)時間應(yīng)用于脈動流動場合應(yīng)注意流量計對流動階躍變化的響應(yīng)。有些使用場合要求流量計輸出跟隨流體流動變化，而另一些為獲得綜合平均值要求有較慢響應(yīng)的輸出。瞬時響應(yīng)常以時間常數(shù)或響應(yīng)頻率表示，其值前者從幾毫秒到幾秒，后者在數(shù)百Hz以下。配用顯示儀表可能相當(dāng)大地延長響應(yīng)時間。一般認(rèn)為流量計流量增加或減小時動態(tài)響應(yīng)不對稱會加速增加流量測

11、量誤差。二、流體特性二、流體特性在流量測量中由于各種流量計總會受到流體物性中某一種或幾種參量的影響，所以流體的物性很大程度上會影響流量計的選型。因此，所選擇的測量方法和流量計不僅要適應(yīng)被測流體的性質(zhì)，還要考慮測量過程中流體物性某一參量變化對另一參量的影響。比如，溫度變化對液體粘度的影響。流體物性方面常見的有密度、粘度、蒸汽壓力和其他參量。這些參量一般可以從手冊中查到，評估使用條件下流體各參量和選擇流量計的適應(yīng)性。但也會有些物性是無法查到

12、。比如腐蝕性、結(jié)垢、堵塞、相變和混相狀態(tài)等。（1）流體的溫度和壓力仔細(xì)的分析流量計內(nèi)流體的工作壓力和溫度，尤其是測量氣體時溫度壓力變化造成過大的密度變化，可能要改變所選擇的測量方法。比如，溫度和壓力影響流量測量準(zhǔn)確度等性能時，要作溫度或壓力修正。另外，流量計外殼的結(jié)構(gòu)強度設(shè)計和材質(zhì)也取決于流體的溫度和壓力。因此，必須確切地知道溫度和壓力的最大值和最小值。當(dāng)溫度和壓力變動很大時更應(yīng)仔細(xì)選擇。還應(yīng)注意在測量氣體時要確認(rèn)其體積流量值是在工況狀

13、態(tài)下的溫度和壓力還是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的溫度和壓力。（2）流體的密度對于液體，在大部分應(yīng)用場合下其密度相對恒定，除非溫度變化很大而引起較大變化，一般可不進(jìn)行密度修正。在氣體應(yīng)用場合，流量計的范圍度和線性度，取決于氣體密度，一般要知道在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況狀態(tài)下的值，以便選用。也有將流動狀態(tài)的值換算到某些公認(rèn)的參比值，這種方法在石油儲運方面應(yīng)用普遍。低密度氣體對某些測量方法，特別是利用氣體動量推動檢測傳感器的儀表（比如渦輪流量計）會比較困難。（3）