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技术观察 | 如何实现正确的流量计安装?

2017-10-23  11:02:13

技术观察 | 如何实现正确的流量计安装?


虽然对于流量计管道连接方面有一些创新做法,但是仍然有一些应该在可能的情况下坚持照做的最佳安装方法。



流量测量中最常见的问题之一是流量计尺寸不对,其次是安装质量不好。虽然对于流量计管道连接方面有一些创新做法,但是这忽略了一个事实,对每一种流量计类型,都有一些应该遵循的以及在可能的情况下坚持照做的最佳安装做法。


不正确的流量计安装

当你经历过为一个应用场合选择合适的仪表所遇到的难题之后,有什么理由相信其安装方式可以带来最理想的测量结果?在过去的数年中,流量计的技术已经变化很大;然而,你不能和物理学家争论。对于流经一条管道的流体,我们通常假设在管道中心或靠近中心的理想的流量剖面。流量计安装不当会产生流量扰动(扭曲及漩涡),因此会降低测量精度。除了选型不合适、材料不相容、以及仪表误用,还会出现一些因为管道方面设计施工不当导致的流量测量问题。


采购一台流量计可能会花费很多时间和成本。然而,看起来在其安装方面的考虑就没有这么多了。也许这是因为对于现有管道的变更会很有限(时间方面及费用方面),最终用户拥有了一项不熟悉的技术,或者设备分包商对于各种流量计技术的经验很有限,只能根据过去所做过的事情来进行假设。

在这种情况下,当提到安装不当时,人们关注的是在工艺管道上放置仪表,以及与阀门、弯头、过滤器、异径管和很多其他可以插入到管道内的、可能会对流量剖面产生影响的设备。有一些通用的指导原则和最佳做法应该为所有的用户遵守。那句老的格言“虚心求教,不要不懂装懂” 很适合这里。在努力确定合适的仪表安装位置方面,任何问题都是好问题。


求教制造商

每一种技术对仪表安装的位置和上下游管道的直径都有特别的建议。也许最容易忽视的资源是与负责特定供应商的客户经理或销售交流。大多数流量测量的专业人士都接受过大量的关于其产品的培训,并且对很多应用情况都熟悉。当你对应该将仪表安装在管道的什么位置有疑问或顾虑的时候,他们应该是你们首选的联系人。很多情况下,这些专业人士会评估每种安装情况,并给你提供确保正确性能所需要的建议。


一种尺寸不能满足所有情况

一种技术不能满足所有的应用场合。我们每个人都有自己喜欢的深信不疑的技术,但是你不能让一个圆木桩配合一个方形的洞,对于流量计来说也是同样的道理。不能仅仅因为仓库里有一台闲置的流量计,就认为它会是最合适的那一个。有很多需要考虑的选项,特别是如果你有现存的管道又不能轻易修改。要了解仪表安装工作的重要性以及这会如何影响已被选定的流量计类型。

如果发现你的流量计的性能可能是因为安装工作而受到影响,那么你需要及时找到解决策略。最理想的情况是,仪表可以移动到更合适的位置上,这样可以确保上下游的直管道。另一种选项是改变仪表的类型或采用相同类型仪表的不同设计。例如,从一个标准的旋涡变到异径管涡流。


上下游的要求

因为有多种流量测量技术可供选择,所以在工艺管道上为流量计合理定位的建议也是各式各样。每个制造商都可能有不同的指导方针,下面是一些关于开始采购之前对上下游管道的一些典型要求。


电磁流量计

电磁流量计在面对不同的流量剖面的时候,要求比较宽松。首先,要想确保在更大的工艺状况范围内实现指定的测量精度,一定要保证仪表在管道上安装的时候其内部是充满流体的。第二,安装流量计的位置要保证在电极板上游的直管道长度至少为管径的5倍,下游直管道长度至少为管径的2倍。

漩涡流量计

漩涡流量计喜欢信息完整的流量剖面,一般来说需要较长的上游直管道。弯头、异径管以及传感器上游的其他设备会干扰流量剖面,因此需要考虑足够长的直管道。通常的建议是上游直管道长度为35倍管径,下游直管道长度为5倍管径。如果你不能满足足够的上游直管道,一些制造商允许使用K参数来进行修正,这样就降低了这个要求。如果使用温度及压力补偿来推导出质量流量,那么温度及压力变送器应该安装在流量计的下游,而且至少要有4到6倍管径的直管道。


科里奥利流量计

科里奥利流量计是为了直接测量质量流量和密度而设计的。其测量结果对流体速度场不敏感,很少有安装的限制条件,因此不要求上下游的直管道长度。对科里奥利传感器的主要指导方针是传感器所在管道要充满流体。如果要安装到垂直管道上,要确保流体(液体及浆液)向上流,而气体向下流,并且不要使用流量计来连接错位的管道。


涡流流量计

涡流流量计的安装必须要将测量误差控制在最低水平,导致误差的原因包括由高流速引起的涡流或对运动部件的损伤。同时也建议在涡流流量计的上游加装过滤器,来将可能损害运动部件的任何杂质捕捉下来。为了避免可能发生的泛水或气蚀,也应该保证有足够的背压。

涡流流量计厂家提供的一般指导方针是在涡流流量计上游的直管道长度为管径的15到20倍(包括过滤器),下游直管道长度为5倍管径。在某些情况下上游的要求可能会提高,例如在不同位面(最大间距为直管管径的50倍)上有两个弯头。或者,如果采用某种类型的流速矫正,上游直管的要求可以降低,最低为上游直管管径的10倍。


超声波流量计

超声波流量计要求全面了解流量的状态来确保流量计的性能满足预期。有两类基本的测量原理,多普勒式以及时差式,后者更加广泛地用于财政托管转移应用场合的气体和石油液体的测量。和其他技术一样,这些传感器的确需要坚持最基本的安装指导方针,从而将流体速度场的波动引起的误差降到最低。


查阅标准,提出疑问

不同制造商有不同的要求,这可能导致一些困惑。在过程工业的财务托管转移应用中,不管是液体还是气体,都需要确保准确的测量和精通现有的标准。

通过提出正确的问题、向制造商咨询、以及了解不同类型流量计对上下游的选型要求,你应该可以更好地实现流量测量,最大程度地减少企业在这一环节的利益损失。 

“除了选型不合适、材料不相容、以及仪表误用,还会出现一些因为管道方面设计施工不当导致的流量测量问题。”

本文来自于《控制工程中文版》(CONTROL ENGINEERING China )2017年9月刊《技术文章》栏目,原标题为:如何实现正确的流量计安装?