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容积式流量计选型解析

流量 · 2026-05-31

 

SH/T 3005—2016 · 选型通俗读本

容积式流量计

选 型 解 析

                              

读懂《石油化工自动化仪表选型设计规范》

里的容积式流量计


 


  它是怎么测的?

它的内部有一对转子(齿轮、转子或刮板)。流体流过时推着转子转动,每转过一圈,就有固定体积的液体被“量出来”再排走。就像用一个个固定大小的小量杯不停地舀水,只要数清舀了多少份,就知道一共流过了多少。因为是靠固定容积一份份计量,所以又叫“正位移流量计”。

图1 容积式流量计工作原理

 原理   为什么它能做到这么高的精度?

关键在于它是“实打实数体积”,不像差压式、涡街那样靠测流速再推算流量。流速类仪表的读数会被管道里的流场、雷诺数、温度变化牵着走,而容积式只认转子转了多少圈,跟流速曲线长什么样基本无关。所以它受流场干扰小、重复性好,能稳定做到计量级(0.2 级)——这也是它能挑大梁、用于贸易结算的根本原因。

参见 7.5.1 条

  常见的四种类型

规范列出的容积式流量计主要有四种,区别主要在结构和适用的介质黏度范围。

 原理   为什么别的流量计怕高黏度,它反而擅长?

黏度高对大多数流量计是麻烦事:差压式的差压会被黏性吃掉、电磁式要求介质导电、涡街在高黏度下根本激不起稳定的旋涡。容积式恰恰相反——黏度高反而帮了它:黏稠的液体不容易从转子和壳体之间的缝隙“漏过去”,泄漏量小,计量就更准。所以它天生是测高黏度清洁液体的一把好手,这也是规范把它定位在油品计量的原因。

图2 四种常见容积式流量计及其适用黏度

参见 7.5.1~7.5.4 条

  适合用 与 不适合用

选型前先判断工况合不合适。容积式流量计适合黏度较高、低速、清洁、无气泡的液体,用于贸易计量或高精确度计量;但遇到流速高、差压大、有强烈波动,或者禁用润滑剂的场合,就不适用了。

图3 适合与不适合使用的场合

参见 7.5.1 条 a、d 款

  精度与关键参数

容积式流量计精确度高,可按需要选用计量级(0.2 级)或控制级(0.5 级);用于贸易计量及高精确度计量时,应带有温度补偿。下表整理自规范附录 A 的流量仪表选型参考表:

类型

精确度等级

通径范围 DN

范围度

椭圆齿轮流量计

0.2~0.5 级

15~250

10:1

双转子流量计

0.2~0.5 级

15~250

10:1

腰轮流量计

0.2~0.5 级

15~500

10:1

刮板流量计

0.2~0.5 级

15~200

10~20:1

 

需要注意:这几种容积式流量计范围度约为 10:1,但压损偏大(约 60%~100%),且不耐脏、不能测双向流——所以更适合干净、稳定的计量场合。

 原理   为什么压损偏大,又为什么不能测双向流?

压损大,是它高精度的代价。转子要靠流体“推着转”才能计量,而推动转子、克服内部机械摩擦本身就要消耗压力——精度越高、缝隙越小,阻力也越大。换句话说,它是拿压力损失换来的计量精度,所以选型时必须核算这段压损在不在工艺允许的压降范围内。

至于不能测双向流,是因为它的转子结构和计数逻辑都是按单一流向设计的,流体反过来流,计数会乱、转子也可能受损,所以只能用在流向固定的管段上。

参见 7.5.1 条 b、c 款及附录 A

  安装与配套要点

要测得准,安装和配套很关键。规范给出了明确要求:

图4 安装与配套要点

 原理   为什么这几样配套缺一不可?

这些要求看着零碎,背后其实是同一个逻辑:容积式“数的是体积”,所以凡是会让“体积失真”的东西都得提前挡掉。

脱气器——气泡也占体积,会被转子当成液体一起“数”进去,测量值偏多。脱掉气,量的才是纯液体。同理要求流体充满管道、装在水平管段,也是怕管子没灌满、气体积存在顶部,让计量虚高。

过滤器(颗粒<100μm)——转子和壳体之间的缝隙极小,靠这个小缝隙保证泄漏小、精度高。固体颗粒一旦进去,轻则磨损缝隙、间隙一变大精度就飘,重则直接卡死转子停转。所以要把颗粒挡在 100μm 以外,本质是保护那条精密缝隙。

整流器(流速不能过高、变化不能过快)——转子有转动惯量,流量变化太快它跟不上、会滞后失真;流速过高则加剧转子和缝隙的磨损,缝隙磨大了精度就保不住。整流器把急、乱的流动捋顺、稳住,让转子能匀速跟上。

温度补偿——这是贸易计量的命根子。它量的是“体积”,而液体热胀冷缩——同样一批油,夏天体积大、冬天体积小,质量却没变。不做温度补偿,就会按膨胀后的体积多算钱、或按收缩后的体积少算钱。所以规范要求贸易计量必须把体积折算到标准温度下,结算才公平。

参见 7.5.1 条 e~h 款

小结

容积式流量计靠固定容积“一份份”地计量,精度高、特别适合黏度较高的清洁液体,是油品贸易计量的好帮手。选型时先按介质黏度和形态在椭圆齿轮、双转子、腰轮、刮板中挑型号,再按精度需求选计量级或控制级,配齐脱气、过滤、整流和温度补偿,并避开高流速、大差压、强波动及禁用润滑剂的场合,就能用得又准又稳。

本文内容均整理自 SH/T 3005—2016《石油化工自动化仪表选型设计规范》(第 7.5 条及附录 A)


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