橢圓齒輪流量計(jì)可選用機(jī)械顯示表頭和電子顯示表頭兩種計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域的液體流量控制，適用于各種類型的液體測量，如原油、柴油、汽油等，具有量程大，精度高，使用和維修方便等特點(diǎn)，選用不同的制造材料，可滿足石油、化工、醫(yī)藥、食品、冶金、電力、交通等各領(lǐng)域的液體流量計(jì)量。
工作原理
橢圓齒輪流量計(jì)是由計(jì)量箱和裝在計(jì)量箱內(nèi)的一對(duì)橢圓齒輪，與上下蓋板構(gòu)成一個(gè)密封的初月形空腔（由于齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以不是優(yōu)良密封的）作為一次排量的計(jì)算單位。當(dāng)被測液體經(jīng)管道進(jìn)入流量計(jì)時(shí)，由于進(jìn)出口處產(chǎn)生的壓力差推動(dòng)一對(duì)齒輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)，不斷地把經(jīng)初月形空腔計(jì)量后的液體輸送到出口處，橢圓齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)與每次排量四倍的乘積即為被測液體流量的總量。
技術(shù)參數(shù)
1）基本誤差：±0.5％，±0.2％
2）被測液體粘度：2～200mpa.s，可定制高粘度
3）被測液體溫度：-20～+80℃，可定制高溫
4）*大工作壓力：鑄鐵、不銹鋼1.6Mpa；鑄鋼2.5Mpa，6.4Mpa，可定制高壓
5）材質(zhì)：鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼
6）信號(hào)輸出（遠(yuǎn)傳型、智能數(shù)顯型）：
a、供電：24Vdc
b、脈沖，4-20mA
7）防爆（可選）
8）保溫夾套（可選）
測量范圍
外形尺寸（單位：mm）
1.鑄鐵型、鑄鐵高粘型、鑄鐵高溫型、鑄鐵變形型
公稱通徑 | L | H | A | B | D | D1 | N（個(gè)） | Φ |
10 | 150 | 100 | 165 | 210 | 90 | 60 | 4 | 14 |
15 | 170 | 118 | 172 | 226 | 95 | 65 | 4 | 14 |
20 | 200 | 150 | 225 | 238 | 105 | 75 | 4 | 14 |
25 | 260 | 180 | 232 | 246 | 115 | 85 | 4 | 14 |
40 | 245 | 180 | 249 | 271 | 145 | 110 | 4 | 18 |
50 | 340 | 250 | 230 | 372 | 160 | 125 | 4 | 18 |
65 | 420 | 325 | 270 | 386 | 180 | 145 | 4 | 18 |
80 | 420 | 325 | 315 | 433 | 195 | 160 | 8 | 18 |
100 | 515 | 418 | 370 | 458 | 215 | 180 | 8 | 18 |
150 | 540 | 515 | 347 | 557 | 280 | 240 | 8 | 23 |
200 | 650 | 650 | 476 | 720 | 335 | 295 | 12 | 23 |
2.鑄鋼型、鑄鋼高粘型、鑄鋼高溫型
公稱通徑 | L | H | B | A | D | D1 | N（個(gè)） | Φ |
20 | 250 | 164 | 220 | 160 | 125 | 90 | 4 | 18 |
25 | 300 | 202 | 252 | 185 | 135 | 100 | 4 | 18 |
40 | 300 | 202 | 293 | 208 | 165 | 125 | 4 | 23 |
50 | 384 | 262 | 394 | 312 | 175 | 135 | 4 | 23 |
80 | 450 | 337 | 452 | 332 | 210 | 170 | 8 | 23 |
100 | 555 | 442 | 478 | 310 | 250 | 200 | 8 | 25 |
150 | 540 | 510 | 557 | 347 | 300 | 250 | 8 | 26 |
200 | 650 | 650 | 720 | 476 | 36 | 310 | 12 | 26 |
注：鑄鐵、鑄鋼高溫型橢圓齒輪流量計(jì)外形尺寸：DN15~DN25，A、B尺寸按上表數(shù)據(jù)加160mm熱延伸管：DN40~DN80，A、B尺寸按上表尺寸加300mm熱延伸管，其余尺寸同上表相應(yīng)尺寸。
3.不銹鋼型
公稱通徑 | L | H | B | A | D | D1 | N（個(gè)） | Φ |
15 | 208 | 120 | 228 | 172 | 95 | 65 | 4 | 14 |
20 | 236 | 150 | 238 | 225 | 105 | 75 | 4 | 14 |
25 | 287 | 195 | 246 | 232 | 115 | 85 | 4 | 14 |
40 | 265 | 178 | 349 | 265 | 145 | 110 | 4 | 18 |
50 | 265 | 178 | 349 | 265 | 160 | 125 | 4 | 18 |
65 | 365 | 260 | 436 | 319 | 180 | 145 | 4 | 18 |
80 | 420 | 305 | 459 | 324 | 200 | 160 | 8 | 18 |
100 | 515 | 400 | 554 | 373 | 220 | 180 | 8 | 18 |
150 | 540 | 515 | 607 | 397 | 280 | 240 | 8 | 23 |
安裝注意：
3.為防止被測介質(zhì)中雜物卡死流量計(jì)，必須在表前安裝過濾器配套使用。
燃油流量計(jì)選型方案
本文通過對(duì)中基羅安達(dá)電廠燃油流量計(jì)選型方案的研究、討論，旨在為電站運(yùn)行選用經(jīng)濟(jì)適用的燃油流量計(jì)提供選型技術(shù)指導(dǎo)，中基羅安達(dá)電廠是中南電力設(shè)計(jì)院工程總承包公司承接的**座蒸汽-聯(lián)合循環(huán)電站總承包項(xiàng)目，燃?xì)廨啓C(jī)燃料采用0號(hào)輕柴油+20號(hào)重油，該電站燃油系統(tǒng)和一般燃煤電站以輕柴油為點(diǎn)火燃料的燃油系統(tǒng)有著很大的不同，燃油流量的測量對(duì)整個(gè)電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，因此燃油流量計(jì)的選型也就成了其中的關(guān)鍵技術(shù)。
1 中基羅安達(dá)電廠概況
1.1 電廠主要設(shè)備介紹
中基羅安達(dá)發(fā)電廠距安哥拉首都羅安達(dá)約55km，距維阿納火車站約30km，廠址緊鄰中基羅安達(dá)5000t/d熟料水泥廠，本期工程建設(shè)2×36MW+1×37MW燃機(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，燃?xì)廨啓C(jī)采用美國GE公司生產(chǎn)的PG6541B型燃?xì)廨啓C(jī)；汽輪發(fā)電機(jī)組也采用美國GE公司生產(chǎn)的單缸、軸向排汽、凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組；余熱鍋爐采用南京奧能鍋爐有限公司生產(chǎn)的非補(bǔ)燃、三壓、臥式自然循環(huán)余熱鍋爐，帶整體式除氧器；燃油流量計(jì)選用蘇州華陸儀器儀表有限公司生產(chǎn)的橢圓齒輪流量計(jì)和雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)。
1.2 電廠燃油系統(tǒng)介紹
本工程燃?xì)廨啓C(jī)使用燃料為0號(hào)輕柴油和180號(hào)重油兩種燃料，燃?xì)廨啓C(jī)啟停采用輕柴油，正常運(yùn)行采用重油或輕柴油，本期設(shè)置3座5000m3重油儲(chǔ)油罐，同時(shí)設(shè)置3座500m3重油日用儲(chǔ)油罐，油罐通過防火堤與周圍隔離，本期設(shè)置2座500m3輕柴油儲(chǔ)油罐，油罐通過防火堤與周圍隔離。
表1 燃油流量測量表
3座500m3重油日用儲(chǔ)油罐采用輔助蒸汽進(jìn)行加熱，當(dāng)停機(jī)時(shí)，用輔助蒸汽管道對(duì)重油管道進(jìn)行吹掃，輔助蒸汽壓力0.8MPa，溫度210℃。
表1顯示，中基羅安達(dá)電廠的燃油流量測量分為重油流量測量和輕油流量測量兩部分。
180號(hào)重油參數(shù)：發(fā)熱量：9100；粘度：40~60；密度：0.91 (g/cm3) ；凝點(diǎn)：0.01 (℃) ；含硫量：0.2 (%) ；水分：0 (%) ；閃點(diǎn)：35 (℃) ；分類：常壓重油，0號(hào)輕柴油參數(shù)為常規(guī)。
2.燃油流量計(jì)選型方案介紹
目前國內(nèi)燃油流量計(jì)有以下三種測量原理。
2.1 科式力流量測量原理
科式力流量計(jì)又稱為科里奧利質(zhì)量流量計(jì)，這是一種利用流體在振動(dòng)管中流動(dòng)而產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力的原理來直接測量質(zhì)量流量的儀表。
科氏力流量計(jì)結(jié)構(gòu)有多種形式，一般由振動(dòng)管與轉(zhuǎn)換器組成，振動(dòng)管(測量管道)是敏感器件，有U形、Ω形、環(huán)形、直管形及螺旋形等幾種形狀，也有用雙管等方式，但基本原理相同，下面以U形管式的質(zhì)量流量計(jì)為例介紹。
圖1 科氏力流量計(jì)測量原理
圖1所示為U形管式科氏力流量計(jì)的測量原理示意圖，U形管的兩個(gè)開口端固定，流體由此流入和流出。U形管頂端裝有電磁激振裝置，用于驅(qū)動(dòng)U形管，使其鉛垂直于U形管所在平面的方向以O(shè)-O為軸按固有頻率振動(dòng)。U形管的振動(dòng)迫使管中流體在沿管道流動(dòng)的同時(shí)又隨管道作垂直運(yùn)動(dòng)，此時(shí)流體將受到科氏力的作用，同時(shí)流體以反作用力作用于U形管。由于流體在U形管兩側(cè)的流動(dòng)方向相反，所以作用于U形管兩側(cè)的科氏力大小相等方向相反，從而使U形管受到一力矩的作用，管端繞R—R軸扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，該變形量的大小與通過流量計(jì)的質(zhì)量流量具有確定的關(guān)系，因此，測得這個(gè)變形量，即可測得管內(nèi)流體的質(zhì)量流量。
設(shè)U形管內(nèi)流體流速為u，U形管的振動(dòng)可視為繞O-O為軸的瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為?若流體質(zhì)量為m，則其上所作用的科氏力為F(28)2m??u， 式中F、?、u均為矢量，?是按正弦規(guī)律變化的。U形管所受扭力矩為1122M (28) F r (10) F r (28) 2Fr (28) 4m?ur
科氏力流量計(jì)能直接測得氣體、液體和漿液的質(zhì)量流量，也可以用于多相流測量，且不受被測介質(zhì)物理參數(shù)的影響。根據(jù)質(zhì)量流量計(jì)的原理可得知，質(zhì)量流量計(jì)能夠很好的測量重油流量，重油中含有細(xì)小雜質(zhì)也不影響通過性。
質(zhì)量流量計(jì)的主要特點(diǎn)有：**度高(可達(dá)到0.2級(jí))，內(nèi)部無可動(dòng)部，儀表從出廠到使用過程中都有良好的穩(wěn)定性：量程比寬，無機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，體積小，重量輕，便于維護(hù)；配合數(shù)字化顯示儀表；方便直觀地得到流體在線測量值，目前市面上上等的質(zhì)量流量計(jì)只有進(jìn)口品牌，價(jià)格較高。
2.2 速度式流量計(jì)
2.2.1 轉(zhuǎn)子流量計(jì)流量測量方法和儀表的選用
浮子流量計(jì)，又稱轉(zhuǎn)子流量計(jì)，是變面積式流量計(jì)的一種，在一根由下向上擴(kuò)大的垂直錐管中，圓形橫截面的浮子的重力是由液體動(dòng)力承受的，浮子可以在錐管內(nèi)自由地上升和下降。在流速和浮力作用下上下運(yùn)動(dòng)，與浮子重量平衡后，通過磁耦合傳到與刻度盤指示流量。一般分為玻璃和金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)，金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)是工業(yè)上*常用的，對(duì)于小管徑腐蝕性介質(zhì)通常用玻璃材質(zhì)，由于玻璃材質(zhì)的本身易碎性，關(guān)鍵的控制點(diǎn)也有用全鈦材等貴重金屬為材質(zhì)的轉(zhuǎn)子流量計(jì)。
2.2.2 轉(zhuǎn)子流量計(jì)的工作原理
轉(zhuǎn)子流量計(jì)由兩個(gè)部件組成，轉(zhuǎn)子流量計(jì)一件是從下向上逐漸擴(kuò)大的錐形管；轉(zhuǎn)子流量計(jì)另一件是置于錐形管中且可以沿管的中心線上下自由移動(dòng)的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子流量計(jì)當(dāng)測量流體的流量時(shí)，被測流體從錐形管下端流入，流體的流動(dòng)沖擊著轉(zhuǎn)子，并對(duì)它產(chǎn)生一個(gè)作用力(這個(gè)力的大小隨流量大小而變化)；當(dāng)流量足夠大時(shí)，所產(chǎn)生的作用力將轉(zhuǎn)子托起，并使之升高。同時(shí)，被測流體流經(jīng)轉(zhuǎn)子與錐形管壁間的環(huán)形斷面，從上端流出。當(dāng)被測流體流動(dòng)時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)子的作用力，正好等于轉(zhuǎn)子在流體中的重量時(shí)(稱為顯示重量)，轉(zhuǎn)子受力處于平衡狀態(tài)而停留在某一高度。分析表明：轉(zhuǎn)子在錐形管中的位置高度，與所通過的流量有著相互對(duì)應(yīng)的關(guān)系，因此，觀測轉(zhuǎn)子在錐形管中的位置高度，就可以求得相應(yīng)的流量值。
轉(zhuǎn)子流量計(jì)的主要特點(diǎn)有：轉(zhuǎn)子流量計(jì)是工業(yè)上和實(shí)驗(yàn)室常用的一種流量計(jì)，它具有結(jié)構(gòu)簡單、直觀、壓力損失小、維修方便等特點(diǎn)，轉(zhuǎn)子流量計(jì)適用于測量通過管道直徑D<150mm的小流量，也可以測量腐蝕性介質(zhì)的流量，使用時(shí)流量計(jì)必須安裝在垂直走向的管段上，流體介質(zhì)自下而上地通過轉(zhuǎn)子流量計(jì)。
2.3 容積式流量計(jì)
又稱為定排量流量計(jì)，簡稱PD流量計(jì)，在流量儀表中是精度*高的一類，它利用機(jī)械測量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個(gè)已知的體積部分，根據(jù)測量室逐次重復(fù)地充滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來測量流體體積總量。
容積式流量測量是采用固定的小容積來反復(fù)計(jì)量通過流量計(jì)的流體體積，所以在容積式流量計(jì)內(nèi)部必須具有構(gòu)成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體積的空間，通常稱其為容積式流量計(jì)的“計(jì)量空間”或“計(jì)量室”，這個(gè)空間由儀表殼的內(nèi)壁和流量計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)部件一起構(gòu)成，容積式流量計(jì)的工作原理為：流體通過流量計(jì)，就會(huì)在流量計(jì)進(jìn)出口之間產(chǎn)生一定的壓力差，流量計(jì)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件 (簡稱轉(zhuǎn)子) 在這個(gè)壓力差作用下特產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，并將流體由入口排向出口，在這個(gè)過程中，流體一次次地充滿流量計(jì)的“計(jì)量空間”，然后又不斷地被送往出口，在給定流量計(jì)條件下，該計(jì)量空間的體積是確定的，只要測得轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)，就可以得到通過流量計(jì)的流體體積的累積值。
圖2 橢圓齒輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖
容積式流量計(jì)按其測量元件分類，可分為橢圓齒輪流量計(jì)、刮板流量計(jì)、雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)、旋轉(zhuǎn)活塞流量計(jì)、往復(fù)活塞流量計(jì)、圓盤流量計(jì)、液封轉(zhuǎn)筒式流量計(jì)、濕式氣量計(jì)及膜式氣量計(jì)等。在油系統(tǒng)的測量中，又以橢圓齒輪流量計(jì)和雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)(又稱為螺桿流量計(jì))*為常用。
容積式流量計(jì)的主要特點(diǎn)：計(jì)量精度高、安裝管道條件對(duì)計(jì)量精度沒有影響、可用于高粘度液體的測量、范圍度寬、直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計(jì)，總量清晰明了，操作簡便。
下面對(duì)以上三種類型的流量計(jì)進(jìn)行技術(shù)參數(shù)的對(duì)比，其中容積式流量計(jì)選擇適合燃油流量測量的螺桿流量計(jì)和橢圓齒輪流量計(jì)。
所以適合重油流量測量的是質(zhì)量流量計(jì)和容積式流量計(jì)，但是由于容積式流量計(jì)的原理，決定了重油中的細(xì)小雜質(zhì)可能無法順利通過，這就需要相應(yīng)提高流量計(jì)上游濾網(wǎng)的要求。
(2) 輕油粘度低，且輕油管道一般沒有高溫伴熱和吹掃的需求，所以以上各種類型的流量計(jì)都能適應(yīng)輕油流量的測量。
綜上所述，推薦燃油流量計(jì)選型原則如下：
重油部分流量測量可采用耐高溫質(zhì)量流量計(jì)或耐高溫容積式流量計(jì)，從經(jīng)濟(jì)性考慮，容積式流量計(jì)性價(jià)比更高。
輕油流量測量原則上選擇以上任意一種流量計(jì)均可，但從性價(jià)比方面考慮，容積式流量計(jì)仍是一種較好的選擇。
3 結(jié)束語
燃油流量計(jì)的選擇是燃油電廠非常重要的一環(huán)，也是大多數(shù)燃煤電廠必須進(jìn)行的儀表選型，本文通過對(duì)各種不同形式的燃油流量計(jì)對(duì)比并給出選型建議，希望能為今后工程中的類似問題提供參考。
表2 各類型燃油流量計(jì)技術(shù)數(shù)據(jù)表
通過原理和技術(shù)參數(shù)的對(duì)比，可以看出：雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)（螺旋轉(zhuǎn)子流量計(jì)）耐高溫能力及適應(yīng)介質(zhì)粘度能力較強(qiáng)，決定了它能夠適應(yīng)重油流量測量，金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)無法適應(yīng)重油的高粘度，以及重油管道伴熱和停機(jī)蒸汽吹掃時(shí)耐高溫的要求。
