流量?jī)x表的合理選型正確使用是自控設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)。本文結(jié)合青海天然氣流量計(jì)的選型，探討如何正確進(jìn)行流量計(jì)的選型設(shè)計(jì)。

流量?jī)x表的選型相對(duì)其他測(cè)量?jī)x表受影響的因素更多，流量計(jì)的選型不僅要考慮介質(zhì)的***大流量、***小流量、流速、溫度、壓力，還要考慮介質(zhì)的密度、粘度、化學(xué)腐蝕性、多相流、允許壓降等諸多因素。下面結(jié)合青海天然氣長(zhǎng)輸管線項(xiàng)目對(duì)流量計(jì)的選型進(jìn)行一些分析探討。

一 儀表性能要求分析

1 .測(cè)量流量還是總量

物料和能源連續(xù)配比生產(chǎn)主要測(cè)瞬時(shí)流量；灌裝、商貿(mào)核算等場(chǎng)所只要總量。容積式流量計(jì)、渦輪流量計(jì)等以機(jī)械計(jì)數(shù)或脈沖頻率輸出，直接得到總量，適用計(jì)量總量。電磁流量計(jì)、超聲流量計(jì)等是以測(cè)流體流速推導(dǎo)出流量，適用于過(guò)程控制，但裝有積算功能也可獲得總量。 2.精度

流量?jī)x表的檢測(cè)精度并非越高越好，應(yīng)用在流量控制系統(tǒng)中，檢測(cè)儀表精度要在整個(gè)系統(tǒng)控制精度要求下進(jìn)行，檢測(cè)儀表確定過(guò)高的精度是不合理和不經(jīng)濟(jì)的。用于商貿(mào)核算、儲(chǔ)運(yùn)和物料平衡等就要求較高的精度。

3.量程和上限流量流速

 量程與精度，對(duì)一個(gè)確定的儀表 , 儀表精度為定值，所以誤差是精度與量程乘積，量程越大，測(cè)量帶來(lái)的***大可能誤差就越大 , 對(duì)應(yīng)的***大可能相對(duì)誤差也越大，因此儀表量程的選擇也至關(guān)重要，量程范圍選擇常用流量的 1.5 倍。儀表口徑應(yīng)按被測(cè)管道使用流量范圍和待選儀表的上限流量和下限流量來(lái)選配。雖然通常管道流體***大流速是按經(jīng)濟(jì)流速來(lái)設(shè)計(jì)的，而大部分流量?jī)x表上限流量流速接近或略高于管道經(jīng)濟(jì)流速，因此儀表選擇口徑與管徑相同的較多，有些儀表需要通過(guò)縮頸來(lái)滿足測(cè)量?jī)x表要求的***小流速要求。

4 .量程比

在滿足精度要求的情況下***大量程對(duì)***小量程之比即量程比。其值愈大流量范圍愈寬。儀表有較大范圍度，一般為 10：1，非線性儀表則較小，通常僅 3：1。當(dāng)然量程比大的儀表適用范圍越寬。

5.壓力損失

對(duì)于大口徑流量計(jì)壓力損失造成的附加能耗可能相當(dāng)可觀，寧可選擇壓損小價(jià)格貴的流量計(jì)。對(duì)于高蒸汽壓的液體大壓損使流量計(jì)下游壓力降至蒸汽壓會(huì)產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象，它使測(cè)量誤差大幅增加甚至損壞儀表部件。有些應(yīng)用場(chǎng)合儀表的大壓損是不被允許的。

二 流體特性分析

1.流體溫度和壓力

必須界定流體的工作溫度和壓力，對(duì)于特定的高溫高壓場(chǎng)合，大部分儀表將不再適用。有些應(yīng)用場(chǎng)合需要對(duì)儀表做特殊的改裝才能滿足要求。

2.密度

大部分液體應(yīng)用場(chǎng)合，液體密度相對(duì)穩(wěn)定，除非密度發(fā)生較大變化，一般不需要修正。在氣體應(yīng)用場(chǎng)合，氣體的實(shí)際流量值不僅與測(cè)量?jī)x表體積輸出信號(hào)有關(guān)，還與氣體密度有關(guān)，而氣體的密度又是溫度和壓力的函數(shù)，通常氣體流量用標(biāo)準(zhǔn)體積流量（等密度）計(jì)算，氣體流量?jī)x表要進(jìn)行溫度壓力補(bǔ)償換算。

3.化學(xué)性和其它參量

流體的化學(xué)性有時(shí)成為選擇測(cè)量方法和儀表的決定因素。流體腐蝕儀表接觸件，表面結(jié)垢或析出結(jié)晶，均將降低使用性能和壽命。某些測(cè)量方法要考慮流體特性參量，如熱式流量計(jì)的熱傳導(dǎo)和比熱容，電磁流量計(jì)的液體電導(dǎo)率。

三 安裝方面的分析

1.管徑

有些儀表的口徑范圍并不很寬，限制了儀表的選用。測(cè)量大管徑、低流速，或小管徑、高流速，可選用與管徑尺寸不同口徑的儀表，并以異徑管連接，使儀表運(yùn)行流速在規(guī)定范圍內(nèi)。

2.流動(dòng)方向

有些流量?jī)x表只能單向工作，反向流動(dòng)會(huì)損壞儀表。使用這類儀表應(yīng)注意在誤操作條件下是否可能產(chǎn)生反向流，必要時(shí)裝逆止閥保護(hù)之。能雙向工作的儀表，正向和反向之間測(cè)量性能亦可能有些差異。

3.管道布置和儀表方向

 有些儀表水平安裝或垂直安裝在測(cè)量性能會(huì)有差別。儀表安裝有時(shí)還取決于流體物性，如漿液在水平位置可能沉淀固體顆粒。管道振動(dòng)儀表（如壓電檢測(cè)信號(hào)的渦街式、科里奧利質(zhì)量式）易受振動(dòng)干擾，應(yīng)考慮儀表前后管道作支撐等設(shè)計(jì)。

4.上游和下游管道工程

大部分流量?jī)x表或多或少受進(jìn)口流動(dòng)狀況的影響，必須保證有良好流動(dòng)狀況。上游管道布置和阻流件會(huì)引入流動(dòng)擾動(dòng)。這些影響能夠以適當(dāng)長(zhǎng)度上游直管或安裝流動(dòng)調(diào)整器予以改善。

儀表下游也要有一小段直管以減小影響。 氣穴和凝結(jié)常是不良管道布置所引起的，應(yīng)避免管道直徑上或方向上的急劇改變。管道布置不良還會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)?？刂崎y門應(yīng)裝在流量?jī)x表下游，避免其所產(chǎn)生氣穴和流速分布畸變影響，裝在下游還可增加背壓，減少產(chǎn)生氣穴的可能性。

5.維護(hù)空間

維護(hù)空間的重要性常被忽視。一般來(lái)說(shuō)，人們應(yīng)能進(jìn)入到儀表周圍，易于維修和能有調(diào)換整機(jī)的位置。

四. 環(huán)境條件分析

1.環(huán)境溫度

環(huán)境溫度超過(guò)規(guī)定要影響儀表電子元件而改變測(cè)量性能，因此某些現(xiàn)場(chǎng)儀表需要有環(huán)境受控的外罩；如果環(huán)境溫度變化要影響流動(dòng)特性，管道需包上絕熱層。此外在環(huán)境或介質(zhì)溫度急劇變化的場(chǎng)合，要充分估計(jì)儀表結(jié)構(gòu)材料或連接管道布置所受的影響。

2 .安全性

應(yīng)用于爆炸性危險(xiǎn)環(huán)境，按照氣氛適應(yīng)性、爆炸性混合物分級(jí)分組、防護(hù)電氣設(shè)備類型以及其他安全規(guī)則或標(biāo)準(zhǔn)選擇儀表。若有化學(xué)侵蝕性氣體，儀表外殼應(yīng)具有防腐性和氣密性。某些流程工業(yè)要定期水沖洗整個(gè)裝置，因此要求儀表外殼防水，需用塵密防噴水級(jí) IP65，甚至塵密防強(qiáng)噴水級(jí) IP66 或塵密防侵水級(jí)

IP67。

3.電磁干擾環(huán)境

應(yīng)注意電磁干擾環(huán)境以及各種干擾源，如：大功率電機(jī)、開關(guān)裝置、繼電器、電焊機(jī)、廣播和電視發(fā)射機(jī)等。

五. 經(jīng)濟(jì)方面的分析

1.安裝費(fèi)用

安裝費(fèi)應(yīng)包括作定期維護(hù)所需旁路管和運(yùn)行截止閥等輔助件的費(fèi)用。

2.運(yùn)行費(fèi)用

流量?jī)x表運(yùn)行費(fèi)用主要是工作時(shí)能量消耗，包括電動(dòng)儀表電力消耗或氣動(dòng)儀表的氣源耗能；以及測(cè)量過(guò)程中推動(dòng)流體通過(guò)儀表所消耗的能量，亦即克服儀表因測(cè)量產(chǎn)生壓力損失的泵送能耗費(fèi)。泵送費(fèi)用是一個(gè)隱蔽性費(fèi)用，往往被忽視。

3.維護(hù)費(fèi)用

維護(hù)費(fèi)用是儀表投入運(yùn)行后保持測(cè)量系統(tǒng)正常工作所需費(fèi)用，主要包括維護(hù)勞務(wù)和備用件費(fèi)用。首先按儀表性能要求分析，此儀表為場(chǎng)站分配計(jì)量，關(guān)心的是流量總量，要求較高的儀表精度，要求小的壓差損失，流量范圍相對(duì)固定，但也會(huì)隨用氣變化波動(dòng)。其次，按流體特性分析，天然氣為輕腐蝕、相對(duì)純凈氣體，溫度常溫，壓力為 0.6 MPa，密度會(huì)因壓力和溫度不同而變化，流量?jī)x表需要溫度壓力補(bǔ)償換算為標(biāo)準(zhǔn)流量孔板流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)典成熟，一次測(cè)量元件構(gòu)造較簡(jiǎn)單，便于制造加工。缺點(diǎn)是壓力損失大，量程比小，一般為 3：1，要求直管段長(zhǎng)，需要占用較長(zhǎng)的工藝管路。天然氣項(xiàng)目流量范圍寬，且安裝條件限制不允許大的壓力損失。

渦輪流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)。測(cè)量精度高，一般渦輪精度為 0.5%-1.0%，測(cè)量范圍寬，量程比可達(dá) 1:30; 缺點(diǎn)。有可動(dòng)部件，易于損壞 ; 對(duì)介質(zhì)的干凈程度要求高。智能儀表可以實(shí)現(xiàn)溫度和壓力的自動(dòng)補(bǔ)償。此儀表國(guó)內(nèi)有成熟產(chǎn)品，在西氣東輸項(xiàng)目中廣泛應(yīng)用。

超聲波流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)。無(wú)可動(dòng)部件，測(cè)量精度高，可達(dá) 0.5%; 量程比大，一般為 1:20; 能實(shí)現(xiàn)雙向流量計(jì)量，缺點(diǎn)是技術(shù)不成熟，只有進(jìn)口產(chǎn)品，價(jià)格昂貴（是渦輪流量計(jì)的 2-5 倍）。

綜合以上因素，渦輪流量計(jì)能夠滿足天然氣項(xiàng)目的計(jì)量要求，***后經(jīng)儀表技術(shù)參數(shù)計(jì)算選定了浙江天信儀表廠生產(chǎn)的帶溫度壓力補(bǔ)償?shù)?，型?hào)為 TBQZ-150B 的渦輪流量計(jì)。