引言
　　流量儀(yí)表又稱爲流(liu)量計 ，焦化裝(zhuāng)置常用的流(liu)量儀表有孔(kǒng)闆流量計、楔(xiē)式流量計、錐(zhui)形流量計、容(róng)積式流量計(jì)、渦街流量計(jì)、電磁流量計(jì)、質量流量計(ji)等。它用于在(zài)不同的安裝(zhuāng)條件和環境(jìng)條件下實現(xian)對工藝管道(dao)内不同流體(tǐ)的測量。
1流量(liang)儀表的分類(lèi)及測量原理(lǐ)
1.1孔闆流量計(ji)
　　 孔闆流量計(ji) 的設計依據(ju)是伯努力方(fāng)程。流體的機(jī)械能守恒即(ji)動能+重力勢(shì)能+壓力勢能(néng)=常數。總的說(shuō)來，差壓式流(liú)量計的工作(zuo)原理基于如(ru)下事實：如果(guo)流體流經一(yi)個收縮（節流(liu)）件時，流體将(jiāng)被加速。這種(zhǒng)流體的加速(su)将使它的動(dòng)能增加，而同(tong)時按照能量(liang)守恒定律，在(zai)流體被加速(su)處它的靜壓(yā)力一定會降(jiàng)低一個相對(duì)應的值。因此(cǐ)在孔闆上、下(xià)遊側會産生(sheng)一個與流量(liang)值成平方關(guan)系的差壓，将(jiāng)此差壓從孔(kǒng)闆兩側取壓(yā)口引出，送至(zhì)差壓變送器(qi)轉變爲電信(xìn)号輸出，再經(jīng)專用智能流(liu)量計算儀運(yun)算後，即可獲(huò)知流量值。
　　孔(kǒng)闆流量計由(yóu)于已标準化(hua)且結構簡單(dan)、牢固；易于複(fú)制、通用性強(qiang)、價格低而獲(huo)得相當廣泛(fàn)的應用，焦化(huà)裝置共有孔(kong)闆流量計97台(tai)。但孔闆流量(liang)計易積污堵(du)塞和易被磨(mo)損，壓損較大(dà)，現場安裝條(tiao)件高，要求的(de)直管段過長(zhǎng)（上遊10D下遊5D），因(yīn)此也有一定(ding)的局限性。
1.2楔(xiē)式流量計
　　 楔(xiē)式流量計 的(de)檢測件是一(yi)個V字形楔塊(kuai)（又稱楔形節(jiē)流件），它的圓(yuán)滑頂角朝下(xià)，這樣有利于(yú)含懸浮顆粒(lì)的液體或粘(zhan)稠液體順利(lì)通過，不會在(zài)節流件上遊(you)側産生滞流(liu)。因此特别适(shi)合在石油、化(hua)工等行業中(zhong)用于體積流(liú)量和質量流(liu)量的測量。

　　其測量(liàng)原理是流體(tǐ)通過楔形流(liú)量計時，由于(yu)楔塊的節流(liu)作用，在其上(shàng)、下遊側産生(shēng)了一個與流(liú)量值成平方(fang)關系的差壓(yā)，将此差壓從(cong)楔塊兩側取(qǔ)壓口引出，送(song)至差壓變送(song)器轉變爲電(diàn)信号輸出，再(zài)經專用智能(néng)流量計算儀(yi)運算後，即可(kě)獲知流量值(zhí)。
　　楔式流量計(ji)的優點是重(zhòng)複性好、精确(que)度高，經标定(ding)的楔式流量(liang)計，精度達0.5級(ji)。具有自清潔(jié)能力，無滞流(liu)區。耐磨損、壽(shou)命長、可靠性(xing)高。永久壓損(sun)比孔闆小。一(yi)體型結構，現(xian)場安裝無需(xu)安裝導壓管(guǎn)路，直接與管(guan)道進行螺紋(wén)或法蘭連接(jie)。施工省時省(sheng)力，維護方便(bian)。它可以滿足(zu)大多數流體(ti)的測量要求(qiu)，特别适用于(yú)高粘度、低雷(lei)諾數流體以(yǐ)及高腐蝕、高(gao)磨損流體的(de)流量測量，對(duì)于清潔液體(tǐ)、高粘度流體(ti)、蒸氣、料漿、腐(fu)蝕性流體、氣(qì)體等都能保(bǎo)持流量與差(cha)壓的平方根(gēn)成正比關系(xì)。焦化裝置加(jia)熱爐四路進(jìn)料流量、輕蠟(la)油和重蠟油(you)出裝置流量(liàng)的測量元件(jian)均使用楔式(shi)流量計。
1.3錐形(xíng)流量計
　　 錐形(xing)流量計 是一(yī)種差壓式流(liu)量計，它以獨(dú)特的邊壁逐(zhú)步收縮節流(liú)方式，一改傳(chuan)統節流裝置(zhi)的幾乎所有(yǒu)缺點。其原理(li)與其它差壓(ya)式流量計一(yi)樣，是經典的(de)密閉管道中(zhōng)流量守恒原(yuán)理和流動連(lian)續性原理，并(bìng)具有自整流(liu)、自清洗、自保(bǎo)護功能。其自(zì)清洗特性使(shi)流體沿錐體(ti)被加速，髒污(wu)雜質無法存(cún)留錐體表面(mian)；液體中的氣(qi)體或氣體中(zhong)的液體以及(jí)顆粒、纖維等(deng)，通過錐體與(yǔ)管道縫隙被(bei)掃向下遊，不(bu)會有髒污、雜(zá)質存留、堵塞(sai)而影響測量(liang)，可保證儀表(biao)長期穩定工(gong)作。其自保護(hu)功能使流體(tǐ)在錐體表面(mian)形成附面層(ceng)效應，使錐體(tǐ)表明得到保(bǎo)護，錐體關鍵(jiàn)尺寸不緻因(yīn)磨損而改變(biàn)，保證了測量(liang)精度的長期(qi)穩定性。
　　錐形(xing)流量計的直(zhi)管段要求極(jí)短，無積污、堵(du)塞，可保持長(zhang)期測量穩定(ding)；其永久性壓(ya)損隻有孔闆(pǎn)的1/3；因此廣泛(fan)應用于石油(you)、化工、電力、供(gong)熱等領域，焦(jiāo)化裝置内幹(gàn)氣、富氣、含硫(liú)污水等介質(zhì)的流量測量(liang)元件均爲錐(zhuī)形流量計。

1.4容積式(shì)流量計
　　容積(ji)式流量計的(de)原理是依靠(kao)入口壓力和(hé)出口壓力之(zhī)間的壓差推(tuī)動轉子。流量(liang)計的兩個轉(zhuǎn)子是帶齒的(de)，并互相齧合(hé)，交替的由一(yi)個帶動另一(yī)個，橢圓齒輪(lún)既作測量用(yòng)也作驅動用(yong)。它由測量部(bù)分、密封聯軸(zhou)器、調速器、顯(xiǎn)示部分和發(fā)訊部分組成(chéng)。焦化裝置冷(leng)減壓渣油進(jìn)裝置流量和(hé)循環油出裝(zhuang)置流量使用(yong)容積式流量(liàng)計測量。
1.5渦街(jie)流量計
　　渦街(jie)漩渦流量計(jì)通常稱它爲(wei)漩渦流量計(jì)，又稱卡門漩(xuán)渦流量計，它(ta)是利用流體(tǐ)自然振蕩的(de)原理制成的(de)一種漩渦分(fèn)離型流量計(jì)。當流體以足(zu)夠大的流速(sù)流過垂直于(yú)流體流向的(de)物體時，若該(gāi)物體的幾何(he)尺寸适當，則(zé)在物體的後(hou)面，沿兩條平(píng)行直線上産(chǎn)生整齊排列(lie)、轉向相反的(de)渦列。渦列的(de)個數，即渦街(jiē)頻率，和流體(tǐ)的流速成正(zhèng)比。因而通過(guo)測量漩渦頻(pín)率，就可以知(zhi)道流體的流(liú)速，從而測出(chū)流體的流量(liang)。理論和實踐(jiàn)研究證明，漩(xuan)渦分離頻率(lü)f與流體速度(du)v成正比，與漩(xuan)渦發生體迎(ying)流面寬度d成(cheng)反比，即f=Sr×v/d，其中(zhōng)Sr爲斯特勞哈(ha)爾系數。

　　 渦街(jie)流量計 适用(yong)于測量管道(dào)雷諾數範圍(wéi)在2×104~7×106的流體。超(chāo)過了這個範(fàn)圍，斯特勞哈(ha)爾系數便不(bú)是常數，精度(du)就要降低。流(liú)體的流速必(bi)須在規定範(fan)圍内。被測介(jie)質爲氣體時(shi)，最大流速應(yīng)小于60m/s；爲蒸汽(qi)時，應小于70m/s；爲(wèi)液體時，應小(xiao)于7m/s。流體的壓(yā)力和溫度也(ye)要在規定範(fàn)圍。焦化裝置(zhi)共有9台渦街(jie)流量計用于(yú)工藝管道内(nèi)淨化風、蒸汽(qi)、除氧水、氮氣(qi)等介質的流(liu)量測量。

1.6電磁(ci)流量計
　　 電磁(cí)流量計 的工(gong)作原理是基(ji)于法拉第電(diàn)磁感應定律(lǜ)。在電磁流量(liàng)計中，測量管(guǎn)内的導電介(jiè)質相當于法(fa)拉第試驗中(zhōng)的導電金屬(shu)杆，上下兩端(duān)的兩個電磁(cí)線圈産生恒(heng)定磁場。當有(yǒu)導電介質流(liú)過時，則會産(chǎn)生感應電壓(ya)。管道内部的(de)兩個電極測(ce)量産生的感(gan)應電壓。測量(liàng)管道通過不(bu)導電的内襯(chèn)（橡膠，特氟隆(long)等）實現與流(liu)體和測量電(dian)極的電磁隔(ge)離。電磁流量(liàng)計主要由磁(cí)路系統、測量(liàng)導管、電極、外(wai)殼、襯裏和轉(zhuan)換器等部分(fèn)組成。
　　用電磁(ci)流量計測量(liàng)流體流量時(shí)，介質溫度不(bú)能太高，一般(ban)不超過120℃，壓力(li)一般不超過(guo)1.6MPa，流速不得低(dī)于0.3m/s。被測介質(zhì)必須是導電(diàn)性液體，最低(di)電導率>20uS/cm,被測(ce)介質中不能(neng)含有較多的(de)鐵磁性物質(zhi)及氣泡。不能(néng)用于測量氣(qi)體、蒸汽、石油(yóu)制品等非導(dao)電性流體。焦(jiāo)化裝置循環(huán)水及新鮮水(shui)進裝置、切焦(jiao)水回流、切焦(jiao)水泵入口流(liú)量均使用電(dian)磁流量計來(lái)測量。
1.7質量流(liú)量計

　　有一直(zhi)管，以角速度(du)ω繞定軸O在平(ping)面内轉動，管(guǎn)内有一質點(diǎn)m沿管以速度(dù)v向外移動。由(yóu)于質點m處在(zài)既有旋轉運(yùn)動，又有直線(xiàn)運動的體系(xì)中，因此它将(jiang)獲得兩個加(jiā)速度分量：向(xiang)心加速度ar,其(qí)值爲rω2,方向指(zhǐ)向軸O；切向加(jia)速度ac，其值爲(wèi)2ωv,方向與ar垂直(zhí)，它來自旋轉(zhuan)管道，同時又(you)對管道産生(shēng)反作用力，這(zhè)就是科裏奧(ao)利力，其計算(suàn)公式爲Fc=2mωv。後來(lai)人們用管道(dao)振動的方法(fa)來代替轉動(dòng)，從而制出了(le)質量流量計(jì)。質量流量計(ji)由傳感器、變(bian)送器、顯示器(qì)三部分組成(chéng)。
　　傳感器：敏感(gan)元件是測量(liàng)管。它通過激(jī)勵線圈使管(guǎn)子産生振動(dong)，流動的流體(ti)在振動管内(nèi)産生科氏力(li)，由于測量管(guǎn)進出側所受(shòu)的科氏力方(fāng)向相反，所以(yǐ)管子會産生(shēng)扭曲，再通過(guò)電磁檢測器(qi)或光電檢測(ce)器，将測量管(guan)的扭曲變成(chéng)電信号，以進(jìn)入變送器作(zuò)進一步的處(chu)理。
　　變送器：把(bǎ)來自傳感器(qi)的低電平信(xin)号或二進制(zhi)信号進行轉(zhuan)換、放大，并輸(shu)出與流量和(hé)密度成正比(bǐ)例的4~20ma标準信(xin)号，或頻率/脈(mo)沖信号，或數(shu)字信号。
　　顯示(shi)器：接受變送(song)器來的信号(hao)，通常以數字(zì)的形式顯示(shi)被測流體的(de)瞬時流量、累(lèi)計流量、密度(dù)、溫度等信号(hao)。
焦化裝置熱(re)減壓渣油、燃(ran)料氣進裝置(zhi)流量和柴油(you)、混合蠟油、穩(wěn)定汽油、液化(hua)氣出裝置流(liú)量的測量及(ji)計量均通過(guo)質量流量計(ji)實現。
2流量儀(yi)表的選型技(jì)巧
　　流量儀表(biǎo)選型可以從(cong)五個方面進(jìn)行考慮，這五(wu)個方面爲流(liu)量計儀表性(xing)能方面、流體(tǐ)特性方面、安(ān)裝條件方面(miàn)、環境條件方(fāng)面和經濟因(yīn)素方面。五個(ge)方面的詳細(xi)因素如下：
1、儀(yí)表性能方面(mian)：精度、重複性(xìng)、線性度、流量(liang)範圍、信号輸(shu)出特性、響應(yīng)時間、壓力損(sǔn)失等；
2、流體特(tè)性方面：溫度(du)、壓力、密度、粘(zhan)度、化學腐蝕(shi)、磨蝕性、結垢(gou)、混相、相變、電(dian)導率等；
3、安裝(zhuāng)條件方面：管(guan)道布置方向(xiang)、流動方向、檢(jian)測件上下遊(you)側直管段長(zhǎng)度、管道口徑(jing)、維修空間、電(dian)源、接地、安裝(zhuāng)等；
4、環境條件(jian)方面：環境溫(wen)度、濕度、電磁(ci)幹擾、安全性(xìng)、防爆、管道振(zhèn)動等；
5、經濟因(yīn)素方面：儀表(biǎo)購置費、安裝(zhuang)費、運行費、校(xiao)驗費、維修費(fei)、儀表使用壽(shòu)命、備品備件(jian)等。
流量計儀(yí)表選型的步(bu)驟如下：
1、依據(ju)流體種類及(ji)五個方面考(kao)慮因素初選(xuan)可用儀表類(lèi)型（要有幾種(zhong)類型以便進(jin)行選擇）；
2、對初(chū)選類型進行(háng)資料及價格(ge)信息的收集(jí)，爲深入的分(fen)析比較準備(bei)條件；
3、采用淘(tao)汰法逐步集(jí)中到1~2種類型(xíng)，五個方面因(yin)素要反複比(bǐ)較分析最終(zhong)确定預選目(mu)标。
結束語
　　流(liu)量是工業生(shēng)産過程中常(chang)用的過程控(kong)制參數。随着(zhe)科學技術的(de)發展，新型的(de)流量儀表還(hai)在不斷湧現(xian)。流量計的選(xuan)型應當首先(xian)了解流量儀(yí)表的性能特(te)點，再結合所(suo)應用場合的(de)工況條件，選(xuan)擇性能合适(shì)的産品。随着(zhe)生産工藝複(fu)雜程度和自(zì)動化程度的(de)提高，會對流(liú)量測量及控(kòng)制提出更新(xīn)、更高和更多(duō)的要求，如5~7m特(tè)大口徑、特大(da)流量測量；超(chao)微小流量測(ce)量；鋼水等高(gāo)溫介質的流(liu)量測量；液氮(dan)等超低溫介(jiè)質的流量測(cè)量，等等。近年(nian)來，核磁共振(zhèn)流量計、放射(she)性同位素流(liú)量計等新型(xíng)儀表已日臻(zhen)完善，流量測(ce)量精度也在(zai)不斷提高。

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