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流量测量仪表

       流量是锅炉性能的主要指标之一,也是进行锅炉房经济核算必不可少的数据。常用的流量仪表有转子式流量计、流速式流量计、漩涡流量计、差压式流量计和分流旋翼式流量计等。
       一、转子式流量计
       1.转子式流量计的结构和原理主要由锥形管和转子两部分组成(图4—21)。转子在上粗下细的锥形管内可以随着流量大小沿轴线方向上下移动。当被测介质自下而上通过锥形管,作用于转子的上升力大于浸在介质中的转子的重量时,转子便上升,从而在转子与锥形管内壁之间形成环形隙缝。环形隙缝面积随着转子的上升而增大,介质的升力即随着减少,转子的上升速度便相应减缓,直至上升力等于浸在介质中的转子的重量时,转子便稳定在某一高度位置上。因此,转子的位置高度即可作为介质通过测量管的流量量度。
       2.转子式流量计的种类  分为玻璃转子式流量计和金属转子式流量计两种。
       3.转子式流量计的特点
       (1)玻璃转子式流量计  优点是结构简单,维护方便,压力损失小;缺点是精度低,受介质的参数(密度、黏度等)影响大。它常用在锅炉给水和水处理设备上。
       (2)金属转子式流量计  优点是精度较高,使用范围广,可以远传,并可指示、记录和累计;缺点是结构复杂,成本较高。它能够测量液体、气体和蒸汽介质的流量。
       二、流速式流量计
       流速式流量计分为涡轮流量计、旋翼流量计、叶轮流量计等。
       1.涡轮流量计  将涡轮置于被测流体中,当被测流体通过变送器时,冲击涡轮叶片,使涡轮旋转,在一定的流量范围内和一定的流体黏度下,涡轮转速与流速成正比。当涡轮转动时,涡轮上的导磁不锈钢制成的螺旋形叶片轮流接近处于管壁上的检测线圈,周期性地改变检测线圈磁电回路的磁阻,使通过的磁通量发生周期性变化,进而使检测线圈发生与流量成正比的脉冲信号。此脉冲信号经前置放大器放大后,可远距离传送至显示仪表。涡轮流量计的显示仪表是一个脉冲频率测量和计数的仪表。涡轮流量计的工作原理如图4—22。
      
       涡轮流量计的优点是测量精度高,测量范围广,压力损失小,惰性小。但由于涡轮须安装在管道内,因此被测流体的清洁度要求较高。流体的温度、黏度、密度对仪表指示值也有较大的影响。而最宜测量的介质是比较洁净的低黏度液体。
       2.旋翼流量计  由外壳、叶轮盒、叶轮和记数器组成(图4—23)。
       它以叶轮轴的转数为依据,借助管道内的流体压力产生动能,水流通过水轮盒时推动叶轮旋转,其旋转与水流速度成正比。叶轮轴的转动,通过齿轮转换成指针的读数,在表盘上指示出流过水的总量。
       3.流速式流量计的使用注意事项
       (1)旋翼流量计精度虽不高,但结构简单,使用方便,价格低廉,并已经统一设计,实现了标准化、系列化和通用化,大部分零件实现了塑料化。它可用来计量水厂、企业工艺流程及民用水的用水总量。
       (2)旋翼流量计应选择查看方便和清洁的地点安装水表,周围空气的温度不得低于0℃或高于40℃。
       (3)流量计外壳上的箭头方向应与水流方向相同,必须水平安装。流量计上游管道应装有截止阀,以备流量计校验和互换时拆装之需要。
       (4)旋翼流量计只能用在水压小于1兆帕(MPa)的场合,在高压水的情况下,不能用这种流量计测量水的流量。
       三、漩涡流量计
       漩涡流量计是基于流体振荡原理进行流量测量的,主要有流体自然振荡的卡门漩涡分离型和强迫振荡的漩涡进动型两种。前者称漩涡(涡街)流量计,后者称漩进漩涡流量计。
       1.漩涡流量计(涡街流量计)  在流体中垂直于流向插入一根非流线型柱状(如圆柱体、三角柱体、矩形柱体等)物体,即为漩涡发生体。当流速大于一定值时,在其左右两侧将产生两排旋转方向相反、交替出现的漩涡(图4—24)。这两排平行的漩涡列即称为卡门涡街。这种现象称卡门涡街现象。依据这种原理制成的漩涡流量计又叫涡街流量计。
       漩涡流量计主要由壳体、漩涡发生体、频率检测元件、信号处理等部分组成。根据检测频率的原理和检测元件的不同,漩涡流量计主要有压电式、应力式、电容式和超声波式等类型的产品。
       漩涡流量计结构简单,量程比宽,稳定性能好,只要使用正确,就能得到高精确度的测量数值。
       漩涡流量计的使用注意事项:
       (1)根据被测流体情况选择合适类型和测量范围的仪表。
       (2)保证有最低要求长度的直管段,仪表方向不能装反。
       (3)仪表周围应无强磁场干扰,且保证接地良好。
       (4)仪表启用时应避免水锤现象和汽、水冲击情况发生。
       (5)定期对流量系数进行标定。
       2.旋进式漩涡流量计  旋进式漩涡流量计是利用旋进式的漩涡现象进行流量测量的。其原理如图4—25。
       旋进漩涡流量计主要由壳体、漩涡发生体、除漩导流器、漩涡进动频率检测元件及信号放大转换器组成。
       旋进式漩涡流量计的使用注意事项:
       (1)本流量计仅适用于介质为气体的流量测量。
       (2)被测介质不带颗粒、水滴、沾污物,并对不锈钢或铝合金不起腐蚀作用。
       (3)避免振动和强磁干扰。
       (4)保证有一定长度的直管段,且保证管道内径与变送器内径尺寸的偏差不大于1%。
       (5)定期清除检测元件上粘附的脏物。
       四、差压式流量计
       1.差压式流量计的组成  差压式流量计也叫节流式流量计,由节流装置、引压管和差压计三部分组成。
       2.节流装置
       (1)节流装置的作用  节流装置是差压式流量计的测量元件,它装在管道里能造成流体的局部收缩(图4一26)。当流体流经节流装置时,流动截面收缩后再逐渐扩大,直到充满管道的整个截面。因此,在流动截面收缩到最小时,流速加大而静压力降低,于是在节流装置的前后造成与流量成一定关系的压力降。用差压计测出这个压力降,即压差,就能得到流量的大小。
      
       (2)节流装置的种类  节流装置有标准和非标准两类。标准节流装置中有标准孔板、标准喷嘴、标准文丘里管等。孔板是中心开孔的薄圆盘,它是最简单、最常用的一种节流装置。
       (3)节流装置的安装  节流装置通常都是安装在水平管道上,有时也可装在垂直或倾斜的管道上。要求装在两个法兰之间,节流装置的前后应保持有一定的长度、内壁光滑的直管道,其中心与管道中心应该一致,并保证流体充满整个管道的截面。否则,尽管差压流量汁从计算、设计、加工、配合准确,也不会测到准确的结果。
       五、分流旋翼式蒸汽流量计
       分流旋翼式蒸汽流量计是近几年来新发展的一种蒸汽流量仪表。这种流量计直接安装在被测蒸汽管道上,不用外接电源和二次仪表,就能直接读出流经仪表的蒸汽累计质量(重量),也可以通过简单的计算得出某段时间的平均流量。
       分流旋翼式蒸汽流量计由节流孔板、叶轮、喷嘴、阻尼机构、减速机构、磁联轴节、压力补偿机构、计数表头等组成,仪表的外形如图4—27。
       现在还有在此仪表上装设微处理器,组成微机系统,完成输入输出交换、数字运算、数字显示,并可发出越限的声光报警信号。

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