标题金属转子流量计的选型与使用方法

在我厂能源动力的厂际计量中，一次检测元件基本以孔板为主，由于某些用户用量较小，一直存在着小信号无法准确计量的问题。为解决这一问题，我们开始尝试使用浙江余姚生产的金属转子流量计作为小流量计量的一次检测元件，先后在特钢厂氩气计量系统、中型厂氧气计量系统和机械厂氧气计量系统中应用，其中在中型厂氧气计量系统中，金属转子流量计已稳定运行数月，取得了良好的测量效果。下面就金属转子流量计的特点及选型与使用问题做一简述。

      一、金属转子流量计的测量原理及特点

      金属转子流量计的测量部分由孔板和锥型浮子组成，当流体向上流经管子时，锥型浮子向上移动，在某一位置达到平衡，此时浮子与孔板的环隙保持一定，而环隙面积与浮子上升高度成正比，及浮子的某一高度代表着流过流量的大小，浮子上下移动时，以磁耦合的形式传递到外部指示器，使指示器的指针跟随浮子的位移，并借助凸轮板使指针线性地指示流量的大小。

      特点：金属转子流量计结构简单，工作可靠，适用范围广，量程比高，一般为10：1。

      二、金属转子流量计的选型

      金属转子流量计当测量液体时，一般以标准状态下（20℃）水来标注刻度；测量气体时，以标准状态（20℃，绝压0.1013MPa）下空气标注刻度。所以，当对某一测量流体进行仪表选型时，应将其流量范围换算成标准状态下水或空气流量，然后根据换算后的流量范围对照金属转子流量计的标准刻度进行选型。

      下面以机械厂氧气计量系统中铆焊车间氧气用量为例说明。原始数据如下：

      管径：ф70×5；最大用氧量：110m³/h；最小用氧量：10m³/h；工作压力：1.3MPa；工作温度：30℃；当地平均大气压：0.1MPa。

      计算：

      （1）氧气密度

      标况下：ρ₂₀=1.331kg/m³

      工况下：

      ρ₁=ρ₂₀×（P₁T₂₀/P_NT₁Z）=1.331×

          =17.93kg/m³

      （2）实际流量：

      Q_s=Q₂₀ρ₂₀/ρ

      Q_smax=Q_20maxρ₂₀/ρ₁=110×1.331/17.93=8.166

      Q_smin=Q_20minρ₂₀/ρ₁=10×1.331/17.93=0.742

      （3）由金属转子流量计实际使用流体状况下的流量修正公式：

      Q_Nmax=Q_smax/0.2696=8.166/0.2696=30.29

      Q_Nmin=Q_smax/0.2696=0.742/0.2696=2.75

      式中：Z_S（Z_SN）为被测气体在标准状态（工作状态）下压缩系数（一般情况Z_S≈Z_SN）；Q_s为工况下氧气的实际流量；Q_N为标况下空气的实际流量；ρ_N为标况下空气的密度（1.293 kg/m³）；P_N为标准大气压；T_N为标准温度293.15 K；ρ_SN为标况下氧气的密度（即ρ₂₀）；P_s为氧气实际工作压力（即P₁）；T_s为氧气实际工作温度（即T₁）。

      对照金属转子流量计产品的选型说明书，选LZDH-25（3.5~35）最合适。

      三、二次表流量上限的设定

      还是以铆焊车间用氧量为例，选用的二次表为济南中环自动化研究所生产的补偿式智能流量积算仪。中环表需设定的参数有：FH、PH、Ph、Ps、CH、Ch、Cs。

      其流量上限FH应为金属转子流量计刻度上限所对应的标准状态下的氧气流量，因为金属转子流量计的刻度为标准状态下空气标注，所以必须将其转换为标准状态下氧气流量。

      由 Q₂₀=Q_sρ₁/ρ₂₀

      又 Q_s=O.2696Q_N

      标况下氧气流量：

      Q₂₀=0.2696Q_Nρ₁/ρ₂₀

      Q_20max=0.2696Q_N上ρ₁/ρ₂₀=0.2696×35×17.93/1.331=127.11

      Q_20min=0.2696Q_N下ρ₁/ρ₂₀=0.2696×3.5×17.93/1.331=12.711

      Q_N上（Q_N下）：即金属转子流量计按标准状态下空气标定的流量上（下）限。

      按所选型号为LZDH-25（3.5~35）的金属转子流量计，氧气的测量范围为12.711m³/h~127.11m³/h。基本符合所提1 1m³~110m³的测量要求。

      四、金属转子流量计在安装及使用过程中的注意事项

      （1）流量计必须垂直安装，所测流体自下而上经流量计，进出口保证有5倍仪表口径的直管段，对于新安装的管路，流量计安装前应将管道冲洗干净。
      （2）为便于检修和更换流量计，在仪表安装时需接旁道管路。
      （3）在流量计上游应安装阀门，在下游5~10倍仪表口径处安装流量调节阀。对于小口径仪表在上游应安装过滤器，若被测介质中含有磁性物质，则应在流量计前安装磁过滤器。
      （4）当被测介质较脏时，应及时清洗管子与浮子。
      （5）金属转子流量计的测量准确度一般为2.5级，当要求测量准确度较高时，则不宜选择金属转子流量计。

      五、结束语

      金属转子流量计的使用，解决了我厂长期以来小流量无法准确计量的难题，使我厂的能源计量工作更加完善，也为各二级厂矿的成本核算提供了更加可靠的结算数据。