流量计培训资料.pdf

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1、-精品文档-仅供参考学习第 1 页 电磁流量计与涡街流量计 一、概述 1.流量概念 一般所讲的流量大小，是指单位时间内流过管道某一截面的流体数量的大小，即瞬时流量。而在某一段时间内流过管道的流体流量的总和，即瞬时流量在某一段时间内的累计值，称为总量（累计流量）。流量和总量，可以用质量表示，也可以用体积表示。以质量表示的称为质量流量用符号 M 表示；以体积表示的称为体积流量，用符号 Q 表示。若流体的密度为，则体积流量与质量流量之间的关系是：质量流量(M)=体积流量(Q)密度()，体积流量量(Q)=)(M)密度质量流量 流量的单位：体积流量单位常用 m3/h、L/h、m3/s,质量流量单位常用

2、T/h、kg/h-精品文档-仅供参考学习第 2 页 体积总量单位常用 m3,质量总量常用 T。就是满足精度的情况下最大流量和最小流量的比值。2.流量计分类 测量流体流量的仪表叫流量计，流量计有很多的分类方法，我们仅举一种大致的分类方法，如下：1速度式流量计：以测量流体在管道内的流速作为测量依据来计算流量的仪表。如：涡轮流量计、旋涡流量计、电磁流量计、旋翼水表、差压式流量计、堰式流量计等。2容积流量计：以单位时间内所排出的流体的固定容积的数目作为测量依据来计算流量的仪表。如：椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、刮板流量计、活塞流量计等。3质量流量计：以测量流过的质量为依据的流量计。如：惯性力式质量流量计

3、、补偿式质量流量计等。二、电磁流量计-精品文档-仅供参考学习第 3 页 1电磁流量计原理：根据电磁感应定律可知，导体在磁场中运动而切割磁力线时，导体中便有感应电势产生。当导电液体流过电磁流量计时，即相当于运动中的导体，流体流动的方向与电磁场方向垂直，切割磁力线时会产生感应电动势，其感应电动势与流体流速、磁感应强度、流量计内径成正比。该感应电动势由流量计管壁上的一对电极检测到，通过运算就可得到流量。感应电动势方程为：E=DVB 其中：E感应电动势；D测量管内径；V流速；B磁感应强度。由于磁感应强度 B 和测量管内径 D 是常数，因此感应电动势与平均流速成正比。2 电磁流量计的铭牌参数 衬里：是指

4、流量计测量管所用衬里材质。电极：-精品文档-仅供参考学习第 4 页 是指流量计测量感应电动势所用电极的材质。励磁频率 是指流量计采用的恒定电流方波激磁方式产生磁场的方波频率。K 系数 把变送器在实际标定时求出的恒定电流的数值作为变送器的定值系数，并标记在变送器的铭牌上。例如，在实流标定时，当流速为 1m/s，输出感应电动势为 1mV 时，得出恒定激磁电流为某一值，就作为这台变送器的定值系数。DN 公称直径，是指仪表标称通径。PN 公称压力，是指设计时决定的仪表可承受的最大工作压力。Tmax 是指流量计能够正常使用的最高温度。一般在-精品文档-仅供参考学习第 5 页 70左右。3电磁流量计的选型

5、 电磁流量计具有压损小、精度高、可测多相流、安装要求低等特点，对电磁流量计的选型要注意以下几点：被测介质电导率的要求 注意被测介质电导率，最低电导率5S/cm。根据使用经验，实际应用的液体电导率最好要比仪表制造厂家规定的阈值至少大一个数量级。因为它的下限值是在各种使用条件较好的状态下可测量的最低值，是受到一些使用条件限制的。如电导率的均匀性、连接信号线、外界噪声等都会影响到流量计的测量。若干液体在 20时的电导率如下表：液体名称 电导率 石油(3-5)10-13S/cm-精品文档-仅供参考学习第 6 页 丙酮(2-6)10-8S/cm 纯水、高度蒸馏水 410-8S/cm 苯 7.610-8S

6、/cm 液氨 1.310-7S/cm 甲醇(4.4-7.2)10-7S/cm 饮用水 10-4S/cm 海水 410-2S/cm 硫酸(5%-99.4%)2.110-18.510-3S/cm 氨水(4%-30%)11032104S/cm 氢氧化钠(4%-50%)1.610-1810-2S/cm 食盐水(2.5%)210-1S/cm 衬里及电极材料的选择 测量各种腐蚀性介质的流量时，应根据被测介质的腐蚀性、磨损性、温度等性质，查阅有关防腐手册，合理选用流量计的衬里材料及电极材料。常用衬里材料的性能及其适用范围（供参考）-精品文档-仅供参考学习第 7 页 衬里材料 主要性能 适用范围 聚四氟乙烯

7、PTFE 改性聚四氟乙烯 PFA 塑料中化学性质最稳定的一种材料，能耐沸腾的盐、酸、硫酸、硝酸和王水、也能耐浓碱和各种有机溶剂 耐磨性和粘接性能差-40+80 酸、碱等强 腐 蚀 介质 卫生类介质 氯丁橡胶（Neoprene）有极好的弹性、耐磨性能较好 能耐一般低浓度酸、碱、盐介质的腐蚀，不耐氧化性介质的腐蚀 低于65 测 一 般水、污水、泥浆、矿浆 硬橡胶 可耐常温下的盐酸、醋酸、草酸、氨水、低于90 一 般 的-精品文档-仅供参考学习第 8 页 磷酸及 50%的硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾 忌强氧化剂 酸、碱、盐溶液 常用电极材料及其适用范围（供参考）电极材料 特点及使用范围 含钼耐酸钢 0C

8、r18Ni12Mo2Ti 主要用于生活工业用水、原水、下水、废水及稀酸等弱腐蚀性酸、碱盐液、价格最低。哈氏合金 B HB 低浓度盐酸等非氧化性酸、氧化性盐液适用，硝酸等氧化性不适用。哈氏合金 C HC 对常温硝酸、其它氧化性酸、氧化性盐有耐腐蚀性，盐酸等还原性酸和氯化物不适用。钛 耐腐蚀性略优于耐酸钢，对氯化物、次氯酸盐、海水有优良的耐腐蚀性，对常温硝酸等氧-精品文档-仅供参考学习第 9 页 化物有耐腐蚀性，盐酸、硫酸等还原性酸不适用。钽 具有和玻璃相似的优越耐酸腐蚀性，除氢氟酸，发烟硫酸等少数酸外，大部分酸液适用，氢氧化钠等碱液不适用。铂-铱合金 对各种酸的耐腐蚀性都很好，耐碱和各类盐的腐蚀

9、，但不耐王水、铵盐的腐蚀，价格昂贵。流量计口径的选择 管道中流体的瞬时流量大小与流体流速及管道口径有关。因此，在选择流量计的口径时，应考虑到管道中流体流速范围、管道中流体的最大流量、常用流量、最小流量等因素。而不能仅仅根据现有管道口径选择流量计口径。电磁流量计标称的液体流速可在110m/s范围内选用，但在实际应用中，建议最高不要超过7m/s，除非衬里材料能承受液流冲刷。一般流量-精品文档-仅供参考学习第 10 页 计的下限流速为 1m/s，有些厂家能做到 0.5m/s。在流量偏低或在流速偏低的管系上，从测量精度角度考虑，流量计的口径选择应小于管径，采用异径管变径连接，以适当提高流体流速。仪表口

10、径 管道内径 最小流量范围 最大流量范围 mm inch mm l/min、m3/h l/min、m3/h 25 1 25.7 0.5 m3/h 17.6 m3/h 40 3/2 39.7 1.3 m3/h 45.2 m3/h 50 2 51.1 3 m3/h 60 m3/h 80 3 71.0 9 m3/h 180 m3/h 100 4 93.8 12 m3/h 240 m3/h 150 6 138.8 30 m3/h 600 m3/h 200 8 185.6 54 m3/h 1080-精品文档-仅供参考学习第 11 页 m3/h 250 10 230.8 90 m3/h 1800 m3/h

11、 300 12 276.2 120 m3/h 2400 m3/h 4 电磁流量计的安装 正确的安装电磁流量计，才能保证流量计准确测量。电磁流量计对于安装有诸多要求，总的来说，要保证流量计测量管内充满流体，且流体中不能含有大量气泡。一般来说，还有以下几点要求，以保证流量计准确测量：1流体流动方向与流量计上流向箭头一致。2流量计可以水平、垂直或与水平线作任何角度安装。但管路结构应保证仪表测量管中始终充满流体。测量含有固体颗粒或浆液时，最好作垂直安装。流向由下而上，避免杂质沉淀于测量管内，及磨损流量计衬里。-精品文档-仅供参考学习第 12 页 3直管段。要求流量计上下游保持一定的直管段，一般上游直管

12、段应不小于 5D，上游有下游直管段应不小于 2D。以保证流体流动平稳，消除脉动与气泡。4电极轴线（两电极之间的连线）应尽量处于水平，与水平夹角不能大于 45 度。5避开易引致电磁干扰的设备，如变压器、大功率电动机等。6避开振动源或安装减振管。7 介质接地(法兰两侧与接地环相连的接地栓)与系统接地(显示器旁接地栓)良好，介质接地与系统接地不宜连接在一起或共用接地栓。接地电阻一般为 4 欧姆，最高不宜超过 10 欧姆。尽量不与大功率电气设备共用接地点。5 电磁流量计的参数设定 我公司使用的电磁流量计品牌较多，现就以 ABB COPA-XE 电磁流量计为例进行一些常用参数的介绍。-精品文档-仅供参考

13、学习第 13 页 Prog.protection（程序保护）：在程序保护关闭时，才可以对仪表参数进行修改。Code number(原厂代码)：输入原厂代码可以进入工程师菜单。（4000）Language(语言)：显示文本类型，有若干语言选择，一般选用 English。Meter size(仪表口径)：应与流量计传感器铭牌一致，进入工程师菜单后才可对仪表进行修改。Cal-fact(流量最大量程)：对应于所选励磁频率的仪表系数 Cs，见流量计铭牌。即当流体流速为 10m/s 的流量值，当流量计的口径确定后，该 Cal-fact 是自动设定的。Span cs(流量系数)：应与铭牌标注一致，进入工程师

14、菜单后才可以修改。Zero cz(流量系数)：应与铭牌标注、EEPROM上的标签一致，进入工程师菜单后才可以修改。Range(流量范围)：正向和反向的流量范-精品文档-仅供参考学习第 14 页 围。Low flow cutoff(小流量切除)：最大切除值不应超过最大量程的 5%。Damping(阻尼)：既用于瞬时值，也用于电流输出。System zero adj(系统零位)：可手/自动选择，阀门关闭，管线充满，进行自动调整。Detector e.pipe(空管检测)：流量计投入使用必须打开，如关闭将有可能出现无流量有显示的情况。Tureshod(阈值)：空管检测打开时，此菜单激活，一般阈值为

15、2300。Adjust(空管检测值调整)：有流量时应小于阈值，无流量是应大于阈值。System zero adj(系统零位)：用于零位调整。阀门关闭后，保证管线充满，通过 ENTER 进行自动调整。6 电磁流量计的检查-精品文档-仅供参考学习第 15 页 尽管电磁流量计很少需要维修，但是由于安装、使用不当，或因现场环境影响，也会出现故障。通过以下检查处理，可以基本上排除大部分故障。（1）流量计不显示 1检查电源接线、电源等级是否正确；2显示器插键是否松动；3内部变压器或保险管是否烧坏。4转换器不能向下安装，避免管道中液体向转换器渗漏，造成绝缘下降，造成短路。（2）流量计零点不稳定或测量偏差大

16、检查上、下游阀门 查看上游的阀门应距离流量计 10D 以上。上、下游阀门泄漏会导致流量计内不满管，零点不稳定。而阀门不全开、处于半开状态时，会导致流体流动不稳定，导致仪表读数受到扰动，测量偏差大。应使上、下游阀门无泄漏，尽量不处于半开状态。-精品文档-仅供参考学习第 16 页 检查流量计中是否充满流体 查看流量计的安装位置是否会造成流量计中不能完全充满流体并避免产生气泡。水平安装的应装于管路最低点，垂直安装的流体流向应向上；电极所在平面应与地平面平行，避免电极垂直安装造成上方电极集结气泡、下方电极被泥浆覆盖。流量计前后直管段是否符合要求？一般前 5D 后 2D，上游有扩径或阀门的要在前 10D

17、 后 2D；工艺管道是否存在有规律的振动？消除振动，安装减振装置。流量计接线与三级接地是否良好？由于电磁流量计的感应信号电压很小，容易受噪声干扰。信号线接线时应注意处理好信号电缆端部，使导线、内屏蔽层、外屏蔽层、壳体之间不相互接触。流量计的基准电位必须与被测介质相同。因-精品文档-仅供参考学习第 17 页 此传感器、转换器、被测介质要分别与地电位相连接，接地电阻应小于 10，不可与大型电气设备共用接地线。被测介质电导率是否变化过大？流量计不能装在液体电导率极不均匀的地方。尤其上游(约 5D 内)不能有化学物质注入管道。若流体电导率处于下限处，应尽可能降低流速。被测介质是否容易引起淤积？被测介质

18、容易引起淤积的，流量计应垂直安装；定期清理电极上及电极附近的赃物、水垢。清理时应用软刷或软布，勿划伤内衬。流量计是否靠近大功率电气设备？尽量使流量计远离大功率电机、变压器等电气设备，充分屏蔽仪表，单独接地。参数设置？检查参数设置。如：测量量程(设置是否过高或过低)、K 系数(是否与铭牌标注一致)、空管检-精品文档-仅供参考学习第 18 页 测阈值(ABB 电磁流量计正常时应在 1800 左右)、小流量切除等参数设置是否恰当。确认以上 1-8 条均正常后，流量计仍不能正常工作，如测量偏差大、测量值波动等，可适当调整如：自动校零、阻尼时间、时间常数等类似参数，以校准零点或减小流量波动。调零时应在被

19、测介质充满测量管并静止的情况下进行。流量计故障？根据流量计自诊断情况，查看故障代码，通过仪表说明书查找对应故障处理方法，处理故障或联系厂家。三、涡街流量计 1涡街流量计原理：当在流体流动的管道中插入一非流线型柱体障碍物（旋涡发生体）时，在发生体下游的两测就会交替的产生旋涡，这些旋涡就是卡门涡街。旋涡产生频率与流速成正比。f=Stv/d -精品文档-仅供参考学习第 19 页 其中：f：旋涡频率 v：流体流速 d：旋涡发生体的直径 st：斯特罗哈尔数 因此测量卡门涡街频率就得到体积流量。2铭牌参数 型号 标明仪表安装方式、口径、材质、信号等。类型 标明仪表适用场合，如防腐、高温、低温等。电源 标明

20、仪表所用供电电源类型及电压。量程 标出流量计最大测量范围。K 系数 KM：15时的 K 系数。KT：流体温度时的 K 系数。K 系数：每升流量有几个脉冲组成。3选型 选用涡街流量计时应了解以下工况数据：-精品文档-仅供参考学习第 20 页 介质名称、温度、压力、粘度(cSt)、密度(kg/m3)、最大流量、最小流量、输出信号、防爆要求、原管道管径、常用温度、压力、流量范围等。测量介质 根据涡街流量计测量原理可知，其只能测量液体、气体、蒸汽，即单相流，不宜测量多相流和粘附性流体。管径选择 由于流体传输考虑到提高效率和减小压力损失，通常管径较大时，流速较低。而流量计正常时，对流速下限有一定的要求，

21、一般要求根据流量的大小和介质的密度、粘度来选取流量计的通径，而不能完全根据原管道内径来选取流量计通径。要根据最大流量、最小流量、常用流量来选择流量计通径，使常用流量处于可测量的最小流量的 20%以上。-精品文档-仅供参考学习第 21 页 流量计的口径与可测量流量范围(以立方米每小时为单位)表如下：口径mm 25 40 50 80 100 150 200 250 300 流量范围m3/h 最小 11.0 21.8 36.2 70.1 122 268 575 1037 1485 最大 149 356 591 1140 1990 4358 7792 12049 17256 因我公司在选用涡街流量计时

22、，都是根据工艺管径来选择涡街流量计的口径，其中一部分流量计的测量流量已经超过其最大流量范围，长时间运行影响流量计寿命及测量准确性，应建议其更换。发生体材质的选择 旋涡发生体常用的材料有，不锈钢、哈氏合金。我公司常用的为采用不锈钢发生体的涡街-精品文档-仅供参考学习第 22 页 流量计，其造价较哈氏合金便宜但不能测量强腐蚀性的介质。其他 选择涡街流量计还应注意：转换器类型（组合型、分离型）、输出信号类型、管道连接方式、防爆等级等几方面。4 安装 流量计测量气体或蒸汽时,应安装在垂直管道上,防止储积流体.当水平安装流量计时,将装有流量计的管道抬高。当流量计垂直安装在露天场合时接线口应朝下，防止下雨

23、时漏进雨水。流量计测量液体时，流量计的管道必须充满液体，流体应该向上流动。当流体向下流动时，应将下游段的管道高于流量计，以保持满管。而且要使液体中不含气泡，要求配置管道时注意避免产生气泡。阀门应安装在流量计的下游，这样可以解决液体流过控制阀时，因压力下降而产生气泡的不良影响。-精品文档-仅供参考学习第 23 页 安装流量计的管道不应振动，应牢固，振动过大的管道应对其安装固定支撑，以减小振动。流量计应安装在阀门的上游且其上游侧的直管段长度应至少为 10D，其下游侧的直管段长度至少为 5D。如果流体容易发生振动时应把阀门装在流量计上游且其上游侧的直管段长度应至少为20D，其下游侧的直管段长度至少为

24、 5D。流量计前后直管段要求：1.对于缩管，要保证其上游侧的直管段长度至少为 5D，其下游侧的直管段长度至少为 5D。2.对于扩管，要保证其上游侧的直管段长度应至少为 10D，其下游侧的直管段长度至少为 5D。3.对于弯管，要保证其上游侧的直管段长度应至少为 10D，其下游侧的直管段长度至少为 5D。对于新安装的管道或维修过的管道，在运行前要进行清洗，冲掉管道内的铁锈、水垢、残渣和污泥。在冲洗时水流要流过旁通管道，以免-精品文档-仅供参考学习第 24 页 损坏流量计。安装流量计之前必须使流体方向与流量计壳体上的箭头方向一致，且要确保与管道同心。密封垫片的内径必须大于管道的内径。5参数设定 现在

25、我以我公司使用的上海横河的DYA型涡街流量计的常用参数进行一些介绍。B10（量程)：对应 420mA 输出的测量范围。要求不报量程过大或过小、整十整百即可。B45（累积倍率）：可输入 0.000132000。B47（累积量清零）：进入此项选“1”即可，自动恢复为“0”。C20（流体类型及流量单位）：我厂使用此项选择“1”蒸汽，体积量。C22（流量单位）：选择“0”，即 m3。D10（小流量切除）：最大只可以切除最小测量流量的 2 倍。E10（流量计口径）：此项可查看流量计口径，修改此项对涡街流量计测量无影响。-精品文档-仅供参考学习第 25 页 E40（K 系数单位）：应与流量计铭牌标注一致。

26、E41（K 系数）：应与流量计铭牌标注一致。（15时 K 系数）K10（触发电平调整）：出厂设定为“1”可以对仪表进行调零，最大最好不要超过“4”，影响流量计测量值。K25（噪声平衡模式选择）：“0”AUTO，“1”MANUAL。K26（消噪声数值）：在 K25 选择为 AUTO 时，可查看此项，一般为 0.9，大流量时 0.50.75 为正常。在 K25 选择 MANUAL时可手动输入消噪数值。（0.002.00）K32（流速范围）：正常测量流速应80m/s。K34（旋涡频率）：查看此项当出现“0”、“50”、“100”左右时，表明流量计受到干扰。当无流量时查看-精品文档-仅供参考学习第 2

27、6 页 此项小于 20HZ时，才可对小流量进行切除。K45（高振动报警输出功能）：当流量计偶尔出现“0m3/h”几秒后又恢复正常的状况，把此项从“0”改为“1”可消除此症状。5 故障检查（1）流量计不显示 1检查电源接线、电源等级是否正确；2显示器插键是否松动；3电源接线端子是否对地短路；（2）流量计零点不稳定或测量偏差大 检查上、下游阀门 查看上游的阀门应距离流量计 20D 以上。阀门不全开、处于半开状态时，会产生干扰旋涡，导致仪表检测到过多过杂的旋涡，测量偏差大。应-精品文档-仅供参考学习第 27 页 使上、下游阀门无泄漏，不处于半开状态。检查流量计中是否是单相流体？根据涡街流量计的原理，

28、其只可以测量单相即单一介质。多相流会对产生的旋涡频率有影响，而且对发生体有磨损，造成测量不准。流量计前后直管段是否符合要求？一般前 20D 后 5D，上游有缩径或阀门的要在前 10D 后 5D；工艺管道是否存在有规律的振动？消除振动，安装减振装置。流量计接线与接地是否需要是否接地良好？由于涡街流量计的感应的信号为压电晶片检测的脉冲信号，极易受 50HZ工频干扰。信号线接线时应注意处理好信号电缆端部，使导线、内屏蔽层、外屏蔽层、壳体之间不相互接触。发生体与转换器之间的屏蔽线一定要紧固无松动，查看 K34 项当出现“50”、“100”左右时，表明流量计受到干扰，可浮地或接地消除干-精品文档-仅供参

29、考学习第 28 页 扰。当无流量时流量计是否归零，查看无流量 K34项小于 20HZ时，如小于可对流量计进行小流量切除。接地电阻应小于 10，不可与大型电气设备共用接地线。被测介质是否温度过高？被测介质的温度是否处于最高工作温度内，我公司选用一般为普通型最高工作温度为250。温度过高会造成发生体压电晶片的破裂。流量计是否靠近大功率电气设备？尽量使流量计远离大功率电机、变压器等电气设备，充分屏蔽仪表，单独接地。参数设置？检查参数设置。如：测量量程(设置是否过高或过低)、K 系数(是否与铭牌标注一致)、触发电平、小流量切除等参数设置是否恰当。检查流量计发生体是否与工艺管道安装是否同芯？-精品文档-仅供参考学习第 29 页 如不同芯会造成过大的流量误差。检查流量计发生体安装是否有泄漏？如泄露将造成干扰旋涡的产生造成较大误差。流量计故障？根据流量计自诊断情况，查看故障代码，通过仪表说明书查找对应故障处理方法，处理故障或联系厂家。