流量计及更换与安装

1. 流量计及更换与安装 流量计 渤海石油职业学院 张建国

2. 流量计 • 流量计的概念 • 流量计（Flwmeter)，用以测量瞬时流量或累计流量的器具统称为流量计 • 瞬时流量---单位时间内流经某一有效截面积的流体数量叫瞬时流量。 • 计算公式：q=V×S • 式中 q-体积流量 m³/s v-截面A上的平均流速 S-有效截面积 • 累积流量---某一段时间内（一天、一周、一月、一年），流过某截面的流体数量的总量 • 计算公式：V= • 流量计的分类 根据测量原理分如下三类 1.速度式流量计：（以流动速度为测量依据)包括：差压式流量计、转子式流量计、靶式流量计、电磁流量计、涡轮流量计等 2.容积式流量计（依据流体在流量计内连续通过的标准体积v的数目N作为测量依据)包括：椭圆齿轮流量计、腰轮（罗茨）流量计刮板流量计、旋进活塞流量计等

3. 3.质量式流量计（利用测量流过流体的质量质qm为测量依据）如热式质量流量计、补偿式质量流量计、振动式流量计等。3.质量式流量计（利用测量流过流体的质量质qm为测量依据）如热式质量流量计、补偿式质量流量计、振动式流量计等。 • 虽然流量计的种类很多，但没有一种流量计尽善尽美，原因就是流体的物性不尽相同。 • 常见流量计介绍 • 1.容积式流量计 • 容积式流量计，又称定排量流量计，简称PD流量计，在流量仪表中是精度最高的一类。该流量计的测量是采用固定的小容积来反复计量通过流量计的流体体积，所以，在容积式流量计内部必须具有构成一个标准体积的空间，通常称之为“计量空间”或“计量室”。这个空间的大小是由仪表壳的内壁和流量计的转动原件一起构成。 • 容积式流量计的工作原理

4. 流体通过流量计，就会在流量计进、出口之间产生压差，流量计转动原件（简称转子）在这个压差的作用下产生旋转，并将流体由入口排向出口，在此过程中，流体一次次地充满“计量空间”然后，又一次次地被送往出口。在给定流量计条件下，该流量计空间的体积是缺定的，故此，只要测得转子的转动次数，就可以得到通过流量计的流体体积累计值。流体通过流量计，就会在流量计进、出口之间产生压差，流量计转动原件（简称转子）在这个压差的作用下产生旋转，并将流体由入口排向出口，在此过程中，流体一次次地充满“计量空间”然后，又一次次地被送往出口。在给定流量计条件下，该流量计空间的体积是缺定的，故此，只要测得转子的转动次数，就可以得到通过流量计的流体体积累计值。 • 容积式流量计按其测量元件分： • 椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流量计、液封转筒流量计等。 • 容积式流量计性能的选择 • 1.流量范围（量程） • 为了仪表的寿命，使用时通过的流量最好选在最大流量的70%-80% • 2.被测介质的物性（主要指流体的粘性和腐蚀性）

5. 测石油产品选铸钢、铸铁制造的流量计，介质如具腐蚀性，可选铜合金制造的流量计。测石油产品选铸钢、铸铁制造的流量计，介质如具腐蚀性，可选铜合金制造的流量计。 • 3.测量准确度 • 影响容积式流量计测量准确度的因素有1.粘度 2.温度 ，粘度越大，准确度越大，温度越高，粘度越小，准确度越小。 • 4.耐压性（工作压力）和压力损失 • 流量计的工作压力要由流量计的壳体来承受，承压不同，壳体材料不同。 • 铸铁：1.0-1.6MPa 铸钢：2.5MPa 4.0MPa 6.4Mpa 不锈钢：1.0-1.6MPa • 腰轮流量计 • 腰轮流量计是用于对管道中液体流量进行连续或间接测量的高精度计量仪表，具精度高、可靠性好、重量较轻、寿命长等特点，是容积式流量计典型产品之一。

7. 1.结构 • 腰轮流量计主要是由计量室、密封联轴器、和计数器三部分组成，可现场显示累积流量和瞬时流量，配以发信器和智能控制仪，可实现远距离测量和控制。 • 2.工作原理 • 壳体内有一对截面呈“S”型的柱状转子---腰轮，腰轮上、下盖有隔板，这样的设计就使腰轮和壳体及两侧隔板间形成的封闭空间就是计量室。当液体流经流量计时，在流量计进出口形成压差，由于合力矩的作用，使得B腰轮顺时针旋转。由于

8. A、B两腰轮通过各自的驱动轴所带的驱动齿轮啮合而带动A腰轮作逆时针转动，同时，B腰轮和壳体间形成的计量室内的液体开始被排出由A到C,B腰轮结束排液，并且在A腰轮又一侧又吸入一个完整的计量室的液体。由A到C, B腰轮排出的液体是 式中N—腰轮转数 计量室容积 Q 累计流量 • 3.显示部分 • 有就地和远传两种显示 • 就地显示 ----是将腰轮的转子通过磁性密封联轴器和一套传动减速机构传递给机械计数器，直接显示出流量计的总量。 • 远传显示-----是附加装置后，再配以显示仪表，就可实现远传，指示瞬时流量或累计流量。 • 技术参数 • 1.环境温度 LL-A系列（-10~+60℃） LL-EL系列（-41 ℃～+60 ℃）

9. 2.使用介质温度 （-20 ℃ + ～80 ℃） • 3.准确等级 0.5 0.2 • 4.主要构件材料及工称压力 LL-A系列 外壳 ： 铸铁 腰轮转子 ：铝合金 工称压力：0.6 1.0 1.6 工称通径 50 5.流量范围：工称通径 50 2.5～25m³/h 工称通径 80 6.0～60m³/h 4.安装及应用 要轮流量计由于两个腰轮并不直接接触，故可允许测量含有微小颗粒的液体，并可用于气体的测量。测量范围为0.1 ～2500m³/h 口径为16 ～50mm 使用时，要保证足够的精度，必须正确安装和使用 1。流量计前应安装消气器和过滤器，并定期清洗。不能测含有固体颗粒的液体（腰轮与壳体之间隙很小≤0.2mm)， 箭头指向于流向一致。

10. 2.保证安装精度，以减少腰轮与壳体和盖板的磨损，降低轴承受力，保证测量精度和寿命。2.保证安装精度，以减少腰轮与壳体和盖板的磨损，降低轴承受力，保证测量精度和寿命。 • 3.为便于维修和校验，流量计必须加旁通，如不允许停滞计量，则应装两台并联流量计。 • 4.被测流体温度不能超过流量计额定温度，否则易产生卡死、断流等现象。 • 5.当被测流体流量偏小时，粘度变小，腰轮与壳体间的泄漏变得更突出，降低测量精度。 • 6.不论管路是垂直还是水平，要轮轴必须成水平位置，（表盘垂直地面） • 7.新流量计在安装前应先用竹棍从出口处推几下腰轮，如不动，可用汽油浸泡。 • 8.节流阀应安装在流量计进口处，开闭阀安装在出口处，使用开闭阀时要缓慢启动，不要突然开启，否则会发生水击。

12. 转子流量计(浮子流量计） • 工业生产中，经常遇到小管径、低流速的小流量测量，转子流量计就特别适合测量管径50mm以下管道的流量，最小口径可以做到1.5~4mm. • （一）结构与工作原理 • 转子流量计基本上有两部分组成，一个是自下而上逐渐扩大的垂直锥形管（通常为玻璃管） 令一个是放在管内并随流体流量大小可以上下移动的转子所组成。

13. 当转子所受到的浮力与流体向上的冲击力之和恰好等于转子重力时，转子受力平衡就会移动在某一位置高度上不动，如果被测流体的流量增大，流速也增加，作用在转子上的作用力也会增大，则转子受力失去平衡，转子就会向上升高，随着转子位置的升高，转子与锥形管的环形流通面积也会增大，流体环隙流速随之减小，转子所受冲击力减小。当转子升高到某一位置时，作用在转子上的作用力再次平衡，转子就会重新稳定下来。流量减少时情况相反，转子位置降低。当转子所受到的浮力与流体向上的冲击力之和恰好等于转子重力时，转子受力平衡就会移动在某一位置高度上不动，如果被测流体的流量增大，流速也增加，作用在转子上的作用力也会增大，则转子受力失去平衡，转子就会向上升高，随着转子位置的升高，转子与锥形管的环形流通面积也会增大，流体环隙流速随之减小，转子所受冲击力减小。当转子升高到某一位置时，作用在转子上的作用力再次平衡，转子就会重新稳定下来。流量减少时情况相反，转子位置降低。 • 这样，流体的流量大小与转子在锥形管中平衡位置的高度相对应，即： • 转子的一个位置高度就对应着一定的流体流量。 • 如果在锥形管外表沿齐高渡刻上对应的流量值，那么就可以根据转子平衡位置的高度直接度流量值了。（出厂时，厂家把这个对应关系都标定好了） • （二）安装

14. 1.必须垂直安装，流体自下而上流过仪表。 • 2.保持转子和锥形管清洁，必要时加过滤器。 • 3.为便于维修，安装时加旁通。 • 4.金属转子，如被测介质含有磁性物质，应加磁性过滤器。 • （三）使用注意事项 • 1.正常流量值选在仪表上限刻度的 2/3范围内， • 2.搬动仪表时，应顶住浮子，以免打碎玻璃管， • 3.开启时，应缓慢打开前后阀门，以防水击，损坏玻璃管。 • 电磁流量计 • 电磁流量计是根据电磁感应定律工作的，主要用于导电液体（如工业水、污水、地层水、各种酸、盐碱等腐蚀性介质）的流量的测量。 ～

15. 1.测量原理 • 根据电磁感应定律，当一导体在磁场中作切割磁力线运动时，就会在导体两端产生一感生电动势，其方向由右手定则确定(磁力线垂直穿过手心，大拇指方向就是感生电流方向) • 与此相仿，在磁感应强度为B的均匀磁场中，垂直于磁场方向放一个内经为D的不导磁绝缘管道，并在垂直与磁场的管道两边安装一对电极，（如图所示）

16. 当导电液体在管道中以流速V流动时，导电流体切割磁力线，并产生感应电动势E，并在经过两极时传出（大小被检测到)因为B. D. V三者互相垂直，所以感生电动势为 • E=BDV • 体积流量为 = • 式中 为仪表常数 • 由上式可见，体积流量q与感应电动势E、管道内径D、磁感应强度B有关。当磁场强度B与两极间距离D（管径）一定时，感应电动势E与体积流量q的大小成正比关系。 • 感应电动势经信号电缆传到转换器，经信号放大，处理转换成标准4~20A的电流信号，或0~2K 频率信号输出，最终经显示仪表显示为流体的瞬时流量m³/h或经积分后显示累计流量m³. • 2.安装与使用 • 1）安装时对直管段要求不高，传感器的上游直管段长度不小于5D，下游直管段长度不小于3D（D 管径） • 2）传感器测量管内必须始终充满液体，否则不能正常工作。水平安装时要使两电

17. 极平行于水平面，否则处于底部的电极易结垢沉积；顶部电极被气泡隔离，使输出信号波动，垂直安装时液体应自下而上流动，保证工作时充满液体，管内不易存气。极平行于水平面，否则处于底部的电极易结垢沉积；顶部电极被气泡隔离，使输出信号波动，垂直安装时液体应自下而上流动，保证工作时充满液体，管内不易存气。 • 3）远离大的电磁设备，如电机、变压器等。 • 4）传感器的测量管、外壳、屏蔽线等要有可靠的接地保护。 • 5）电磁流量计只能用来测量导电液体的流量，要求被测液体导电率不小于20µs/cm,因而不能测量气体、石油制品等非导电性流体，较高温度（大于120度）也不适合。 • 涡轮流量计 • 结构原理 • 涡轮流量计的涡轮由高导磁的不锈钢材料制成，置于轴承上，涡轮芯上装有螺旋形叶片，流体作用于叶片上使之转动。叶片外边安装一导流器，起到支撑涡轮轴和稳定流体流向的作用，使流体到达涡轮前先导直流向，以免回流体的自旋而改

18. 涡轮流量计 • 改变对涡轮叶片的作用角度。

19. 涡轮流量计

20. 涡轮流量计工作原理 • 当流体沿轴线方向冲击叶片时，螺旋形叶片上产生的作用力的切向分力，推动叶片使涡轮旋转，涡轮的转速与流体的体积流量和密度成正比。涡轮转动时，高导磁叶片依次地扫过磁钢（磁电转换器）所形成的磁场，，使磁路的磁阻发生周期性的变化，（叶片在永久磁钢正下方时磁阻最小，两叶片之间在磁钢下方磁阻最大）磁阻的这种周期性变化，使感应线圈中的磁通量也随之变化，而感生电动势液随之变化。这种周期性的变化经放大转换器放大，变成电脉冲信号，使电脉冲信号的变化频率与涡轮的转速成正比，与流量成反比，再经显示仪表测量和计算，即可得到被测流体的流量和总流量。 • = ×f • 式中 瞬时流量 V 体积总量 ε仪表系数 f 脉冲信号频率 N 流量计输出脉冲数 （ε定义为单位体积流量（1m³)流体流过流量计时，输出的脉冲数，单位为：脉冲数/m³ ε与仪表结构、流动状态、粘度有关，出厂前用水标定好的。）

21. 涡轮流量计的特点及应用 • 1.反应快、精度高，通常有0.5 .02两级 • 2.输出信号为单脉冲频率信号，抗干扰能力强，便于远传和信号处理。 • 3.结构紧凑，体积小，按装维修方便 • 4.涡轮轴承易损，介质密度、粘度的变化对流量计指示有影响 • 5.适于清洁介质的测量， • 6.安装前必须保证前后有一定长度的直管段，（前15D后5D以上) • 7.变送器型号为LW型，侧气体为LWQ型。

22. 更换安装流量计 • 准备工作 • 1.穿戴好劳保用品 • 2.准备工具、用具、材料 • 流量计一块、300mm活动扳手2把、“F”扳手一把、200mm螺丝刀一把，钢丝刷一把、划规一把、三角刮刀一把、300mm钢直尺一把、剪刀一把、1mm左右石棉板一张、黄油一袋、毛毡两张、放空筒一个、笔纸一张。 • 操作步骤

23. 一.到流程，放空 • 1.打开流量计的旁通阀门 • 2.关闭流量计的进、出口阀门（顺序一定要对，如先关出口，会造成蹩压，使流量计损坏。 • 3.打开放空阀和排污阀，放管线残夜泄压，看压力表回零 • 二.计流量计底数于纸上 • 三.拆卸流量计 • 1.正确使用扳手拆卸螺栓，（先上后下，待全部螺栓卸松后用手卸掉除上部两端各自一条螺栓外的全部螺栓），检查保养并摆放整齐。 • 拆下流量计并放在毛毡上。 • 四.安装流量计 • 1.情理法兰端面、水线，量尺寸、制作垫片，垫子两面涂抹好黄油后放在干净处待用。

24. 2.按要求将流量计放入管路中，对好法兰，穿好螺栓。（右下角留一螺栓位置塞入垫片用）2.按要求将流量计放入管路中，对好法兰，穿好螺栓。（右下角留一螺栓位置塞入垫片用） • 在法兰连接处用撬杠敲开间隙，塞入垫片，并调整到位后对角紧固，安装好流量计。 • 五.到流程试压 • 关放空阀→开出口阀→开进口阀→关旁通阀→试压 • 六.清理现场，收拾工具 • 注意事项 • 1.制作垫片时， • 用钢尺丈量法兰的内外径时一定要通过圆心 • （对称的两个螺栓孔钢尺通过一个空的内切线，另一孔的外切线）如图所示

25. 2.垫片手柄长度外漏≤2cm • 3.用撬杠对称撬动流量计两侧法兰间隙，使流量计主体与两侧法兰活动，移开流量计主体，放在毛毡上。 • 4.法兰端面及水线要用刮刀清理，注意正确使用刮刀。 • 5.螺栓卸下后，用钢丝刷清理，并涂抹黄油后摆放整齐。 • 6.法兰螺栓要用手依次带紧后，在用扳手对称上紧。 • 7.打开流量计进口阀门试压时要缓慢。 • 安全要求 • 1.拆卸法兰螺栓时要先下后上，以防余液喷出。 • 2.正确使用扳手、剪刀、刮刀。扳手要拉动而不要推动使用，以防滑脱伤人。 • 3.开阀门要侧身，以防丝杠飞出伤人。