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渦輪流量計在低流速工況的應用

發布時間:2023-08-04 11:09:55??點擊次數:846次

渦輪流量計是在管道中心安放一個渦輪(如圖一),兩端由軸承支撐,當流體通過管道時,沖擊渦輪葉片,對渦輪產生驅動力矩,使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產生旋轉。在一定的流量范圍內,對一定的流體介質粘度,渦輪的旋轉角速度與流體流速成正比。由此,流體流速可通過渦輪的旋轉角速度得到,從而可以計算得到通過管道的流體流量。渦輪的轉速通過裝在機殼外的傳感線圈來檢測。當渦輪葉片切割由殼體內磁鋼產生的磁力線時,就會引起傳感線圈中的磁通變化。傳感線圈將檢測到的磁通周期變化信號送入前置放大器,對信號進行放大、整形,產生與流速成正比的脈沖信號,送入單位換算與流量積算電路得到并顯示累積流量值;同時亦將脈沖信號送入頻率電流轉換電路,將脈沖信號轉換成模擬電流量,進而指示瞬時流量值。


葉輪的轉速正比于流速,葉輪的轉數正比于流過的總量。 

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某精細化工廠合成車間(如圖二),V1409B中的80%乙醇(下稱酒精)作為催化劑滴灌進反應釜,反應釜和V1409B均為常壓容器,容器V1409B底部與反應釜頂部垂直落差約2米,滴灌管道口徑DN15,由于兩容器均為常壓,酒精只能通過高度差自由流動進入反應釜,管道口徑小,流速低。

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酒精電導率低,不適用電磁流量計;差壓類流量計由于工作壓力過低,節流元件差壓值很小,測量困難,不適用;科氏力質量流量計,精度超出使用要求很多,且價格昂貴,不適用;渦街流量計管徑太小,漩渦發生體流阻大,不適用;超聲波流量計,插入式由于管徑太小流阻大,外貼式精度低,同樣不適用;容積類流量計如橢圓齒輪,也由于管徑過小,流阻太大,不適用;介質自然流動推動力小,管徑過小,靶式流量計不適用;眾多種類流量計中,只有渦輪流量計*為適合,根據計算,縮徑至DN6可在此工況下正常使用。


渦輪流量計適用流速范圍0.5~15m/s,此工況已接近低限,在V1409B中液位較低的時候,流速就低于0.5m/s,超出儀表測量范圍,誤差較大;V1409B出料管位于容器底部,介質中的固體顆粒雜質會隨順流而出堵塞Y型過濾器,導致流阻增大流速降低超出測量范圍。而Y型過濾器又不能拆除,否則固體顆粒雜質會損壞葉輪軸承,導致流量計的葉輪轉速和介質流速不成比例而損壞。


鑒于以上問題,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型過濾器。

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