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如何解决气体进入液体流量计产生误差增大的问题

点击次数:411  发布时间:2020-01-03

液体流量计在安装和使用的过程中,常常因为各种各样的原因混入气体产生气泡从而影响到流量计的测量精准度。接下来我们从气体进入流量计的几大原因分析解决方法。针对这些原因采取相应措施,才是减小液体流量计测量误差的有效方法。

导致气体进入流量计的原因

1)旋涡等卷入空气

贮存容器液位高度下降到略高于吸入管进口端,或只有1-2倍进口直径D的距离(要大1-2D,取决于吸入流速)时,就会产生旋涡,极易将液气界面的空气卷入液体进入管道。在实践中遇到这样的失误实例很多,这可能是管道进入空气普遍和进气量最多的原因。

2)原水中的空气

  自加强水资源管理,要向江河汲水者收费以来,大量流量计被使用于计量原水。然面从江河汲取原水泵送至贮水池,经验表明在此段输水管内易积聚混在原水中的空气,称作“窝气”问题。若在窝气条件下测量流量,气体存在减小流通面积等原因影响测量的准确性,因此要求在测量点上游适当位置装排气阀,以解决窝气间题。

3)管道充液不全残留空气

检修管系先要排尽液体,结束后重新充液,然而有时候要完全充满亦相当困难,因为在管系所有高点(如倒U字形顶部)和死角,易聚存气团,日后遇到压力或流量突然波动,气团破裂被液体带走部分气体。这常是管线投入运行初期流量计测量不准确的原因之一。少量体积的气泡会带来相当大的误差,实验证明液体含1%体积比的气泡进入涡轮流量计可产生+5%的误差。此外过多气泡会阻塞差压式流量计的引压管,使测量无法进行。

  良好的管系设计只有很少的高点,且在这些高点设有排气阀,人工排放残留气体。如有许多高点的管系,排放气将带来很大工作量,替代的方法在流量仪表上游装气体分离器,分离夹带的气体。

3)密封泄漏
空气粘度远比液体小,某处液压密封试验时能保持管内液不外泄,却不一定能保证管内气体不外泄或吸入。负压管管道连接处密封稍有不慎,极易将空气吸入管内。泵吸入端等负压管的密封不良会吸入空气易为人们想到,然而若管道压力略高于大气压且出现脉动流,亦会产生瞬间压力低于大气压而吸入空气的现象。  

未装空气分离器的流量测量系统所有负压管连接处,要经常检查,一旦发现密封有损坏征兆,应即予更换垫片等。  

4)冷却收缩形成的气泡

这是一种比较隐蔽的液体混入气体的方式。充满液体的管系停止运行,进出口截止阀关闭后逐渐冷却,由于热膨胀系数不同,液体体积收缩比管系收缩大得多,管道内形成真空的收缩空间。液体中溶解气体便分离出来形成游离气泡积聚于管系高点,重新运行时必须排除这些气体,否则运行初期会出现正向测量误差。

5)液体中溶解气体因温度压力变化形成游离气泡

溶解在液体中的气体当液体压力降低或温度升高会分离成游离气雾或气泡。例如1个大气压0℃的水最多可溶解约0.3%体积比的空气,若在流程中水温升高到30℃时,最多就只能溶解约0.15%;石油制品溶解空气要大得多,若温度仅相差15℃,游离空气形成的气泡体积却有1%-1.5%。这是石油制品流量测量点的上游通常都装有气体分离器的主要原因之一。

综上所述,液体流量计时管道中混入气泡是难以避免的,除了在安装时使用时注意避免气体进入流量计外,用户还可以通过安装气体分离器来解决这类问题。

气体分离器又称消气器,过去与容积式流量仪表配套使用居多。液体从上述几种途径进入空气而影响测量时,亦必须装气体分离器,特别是间歇运行的测量环境和测量价值较高的介质如石油制品等,以及贸易核算要求严格的场所。流程工业连续运行系统中液体不常出现夹杂气体现象,因此过去流量仪表前一般很少装用气体分离器;但是现在由于要求提高,连续运行系统中涡轮式等流量仪表前有增加装用的趋势。

分离器排放的气体可能是空气,也可能是液体的饱和蒸汽和所夹杂的液滴。如是易燃液体的液点,要妥善处置以确保安全。

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