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渦輪流量計(jì)在低流速工況的應(yīng)用
渦輪流量計(jì)是在管道中心安放一個(gè)渦輪(如圖一),兩端由軸承支撐,當(dāng)流體通過(guò)管道時(shí),沖擊渦輪葉片,對(duì)渦輪產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩,使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。在一定的流量范圍內(nèi),對(duì)一定的流體介質(zhì)粘度,渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比。由此,流體流速可通過(guò)渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度得到,從而可以計(jì)算得到通過(guò)管道的流體流量。渦輪的轉(zhuǎn)速通過(guò)裝在機(jī)殼外的傳感線圈來(lái)檢測(cè)。當(dāng)渦輪葉片切割由殼體內(nèi)磁鋼產(chǎn)生的磁力線時(shí),就會(huì)引起傳感線圈中的磁通變化。傳感線圈將檢測(cè)到的磁通周期變化信號(hào)送入前置放大器,對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、整形,產(chǎn)生與流速成正比的脈沖信號(hào),送入單位換算與流量積算電路得到并顯示累積流量值;同時(shí)亦將脈沖信號(hào)送入頻率電流轉(zhuǎn)換電路,將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電流量,進(jìn)而指示瞬時(shí)流量值。
葉輪的轉(zhuǎn)速正比于流速,葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)正比于流過(guò)的總量。
某精細(xì)化工廠合成車間(如圖二),V1409B中的80%乙醇(下稱酒精)作為催化劑滴灌進(jìn)反應(yīng)釜,反應(yīng)釜和V1409B均為常壓容器,容器V1409B底部與反應(yīng)釜頂部垂直落差約2米,滴灌管道口徑DN15,由于兩容器均為常壓,酒精只能通過(guò)高度差自由流動(dòng)進(jìn)入反應(yīng)釜,管道口徑小,流速低。
酒精電導(dǎo)率低,不適用電磁流量計(jì);差壓類流量計(jì)由于工作壓力過(guò)低,節(jié)流元件差壓值很小,測(cè)量困難,不適用;科氏力質(zhì)量流量計(jì),精度超出使用要求很多,且價(jià)格昂貴,不適用;渦街流量計(jì)管徑太小,漩渦發(fā)生體流阻大,不適用;超聲波流量計(jì),插入式由于管徑太小流阻大,外貼式精度低,同樣不適用;容積類流量計(jì)如橢圓齒輪,也由于管徑過(guò)小,流阻太大,不適用;介質(zhì)自然流動(dòng)推動(dòng)力小,管徑過(guò)小,靶式流量計(jì)不適用;眾多種類流量計(jì)中,只有渦輪流量計(jì)*為適合,根據(jù)計(jì)算,縮徑至DN6可在此工況下正常使用。
渦輪流量計(jì)適用流速范圍0.5~15m/s,此工況已接近低限,在V1409B中液位較低的時(shí)候,流速就低于0.5m/s,超出儀表測(cè)量范圍,誤差較大;V1409B出料管位于容器底部,介質(zhì)中的固體顆粒雜質(zhì)會(huì)隨順流而出堵塞Y型過(guò)濾器,導(dǎo)致流阻增大流速降低超出測(cè)量范圍。而Y型過(guò)濾器又不能拆除,否則固體顆粒雜質(zhì)會(huì)損壞葉輪軸承,導(dǎo)致流量計(jì)的葉輪轉(zhuǎn)速和介質(zhì)流速不成比例而損壞。
鑒于以上問(wèn)題,解決方案如下:
1、控制V1409B液位,盡量保持在中高液位,增大酒精流速;
2、將酒精過(guò)濾后再注入V1409B中,或更改出料管位置,使固體顆粒沉積在V1409B底部,定期清理,以免堵塞Y型過(guò)濾器。