4、流量儀表的選型
一、一般原則
1.刻度選擇
儀表刻度宜符合儀表刻度模數的要求，當刻度讀數不是整數時，為讀數換算方便，也可按整數選用。
（1）方根刻度范圍
大流量不超過滿刻度的95％；
正常流量為滿刻度的70％～85％；
小流量不小于滿刻度的30％。
（2）線性刻度范圍
大流量不超過滿刻度的90％；
正常流量為滿刻度的50％～70％；
小流量不小于滿刻度的10％。
2.儀表精確度
用作能源計量的流量計，應符合《企業能源計量器具配備和管理通則（試行）》的規定。
（1）用于燃料進出廠結算的計量，±0.1％；
（2）用于車間班組、工藝過程的技術經濟分析的計量，±0.5％～2％；
（3）用于工業及民用水的計量，±2.5％；
（4）用于包括過熱蒸汽和飽和蒸汽的蒸汽計量，±2.5％；
（5）用于天然氣、瓦斯及家用煤氣的計量，±2.0％；
（6）用于重點用能設備及工藝過程控制的油的計量，±1.5％；
（7）用于工藝過程控制的其它含能工質（如壓縮空氣、氧、氮、氫、水等）的計量，±2％。
3.流量單位
體積流量用m3/h、l/h；
質量流量用kg/h、t/h；
標準狀態下氣體體積流量用Nm3/h（0℃，0.1013MPa）。
二、一般流體、液體、蒸汽流量測量儀表的選型
1.差壓式流量計
（1）節流裝置
①標準節流裝置
一般流體的流量測量，應選用標準節流裝置（標準孔板、標準噴咀）。標準節流裝置的選用，必須符合GB2624-8l的規定或標準ISO 5167-1980。如有新的國家標準規定，應執行新規定。
②非標準節流裝置
符合下列條件者，可選用文丘里管：
要求低壓力損耗下的精確測量；
被測介質為干凈的氣體、液體；
管道內徑在100～800mm范圍；
流體壓力在1.0MPa以內。
符合下列條件者，可選用雙重孔板：
被測介質為干凈氣體、液體；
雷諾數大于（等于）3000、小于（等于））300000范圍內。
符合下列條件者，可選1／4圓噴嘴：
被測介質為干凈氣體、液體；
雷諾數大于200、小于100000范圍內。
符合下列條件者，可選圓缺孔板：
被測介質在孔板前后可能產生沉淀物的臟污介質（如高爐煤氣、泥漿等）；
必須具有水平或傾斜的管道。
③取壓方式的選擇
應考慮整個工程盡量采用統一的取壓方式。
一般采用角接取壓或法蘭取壓方式。
根據使用條件和測量要求，可采用徑距取壓等其它取壓方式。
（2）差壓變送器差壓范圍的選擇
差壓范圍的選擇應根據計算確定，一般情況下根據流體工作壓力高低不同宜選：
低差壓：6kPa，10kPa；
中差壓：16kPa，25kPa；
高差壓：40kPa，60kPa。
（3）提高測量精確度的措施
溫度壓力波動較大的流體，應考慮溫度壓力補償措施；
當管道直管段長度不足或管道內產生旋轉流時，應考慮流體校正措施，增選相應管徑的整流器。
（4）特殊型差壓流量計
①蒸汽流量計
飽和蒸汽的流量，當要求的精確度不高于2.5級，并為就地或遠傳積算時，可采用蒸汽流量計。
②內藏孔板式流量計
無懸浮物的潔凈液體、蒸汽、氣體的微小流量測量，當量程比不大于3∶l，測量精度要求不高，管道通徑DN＜50mm時，可選用內藏孔板流量計。測蒸汽時，蒸汽溫度不大于120℃。
2.面積式流量計
當要求精度不高于1.5級，量程比不大于10∶1時，可選用轉子流量計。
（1）玻璃轉子流量計
中小流量、微小流量，壓力小于1MPa，溫度低于100℃的潔凈透明、無毒、無燃燒和爆炸危險且對玻璃無腐蝕無粘附的流體流量的就地指示，可采用玻璃轉子流量計。
（2）金屬管轉子流量計
①普通型金屬管轉子流量計
對易汽化、易凝結、有毒、易燃、易爆不含磁性物質、纖維和磨損物質，以及對不銹鋼（1Crl8Ni9Ti）無腐蝕性的流體中小流量測量，當需就地指示或遠傳信號時，可選用普通型金屬管轉子流量計。
②特殊型金屬管轉子流量計
帶夾套的金屬管轉子流量計
當被測介質易結晶或汽化或高粘度時，可選用帶夾套金屬管轉子流量計。在夾套中通以加熱或冷卻介質。
防腐型金屬管轉子流量計
對有腐蝕性介質流量測量，可采用防腐型金屬管轉子流量計。
（3）轉子流量計
要求垂直安裝，傾斜度不大于5°。流體應自下而上，安裝位置應振動較小，易于觀察和維護，應設上、下游切斷閥和旁路閥。對臟污介質，必須在流量計的進口處加裝過濾器。
3.速度式流量計
（1）靶式流量計
粘度較高，含少量固體顆粒的液體流量測量，當要求精確度不高于1.5級，量程比不大于3∶1時，可采用靶式流量計。
靶式流量計一般安裝在水平管道上。前直管段長度為15～40D，后直管段長度為5D。
（2）渦輪流量計
潔凈的氣體及運動粘度不大于5×10-6m2／s的潔凈液體的流量測量，當要求較精確計量，量程比不大于10∶1時，可采用渦輪流量計。
渦輪流量計應安裝在水平管道上，使液體充滿整個管道，并設上、下游截止閥和旁路閥，以及在上游設過濾器，下游設排放閥。
直管段長度：上游不少于20D，下游不少于5D。
（3）旋渦流量計（卡門渦街流量計或渦街流量計）
潔凈氣體、蒸汽和液體的大中流量測量，可選用旋渦流量計。低速流體及粘度大于20×10-3pa·s液體的測量，不宜選用旋渦流量計。選用時應對管道流速進行驗算。
該流量計具有壓力損失較小、安裝方便的特點。
對直管段要求：上游為15～40D（視配管情況而定）；上游加整流器時，上游不小于10D；下游至少為5D。
（4）水表
就地累積水的流量，當量程比要求小于30∶1時，可采用水表。
水表安裝于水平管道上，并要求直管段長度為：上游不少于8D，下游不少于5D。
三、腐蝕、導電或帶固體微粒流量測量儀表的選型
1.電磁流量計
用于電導率大于10μS／cm的液體或均勻的液固兩相介質流量測量。具有良好的耐腐蝕性和耐磨性，無壓力損失。可測量各種強酸、強堿、鹽、氨水、泥漿、礦漿、紙漿等介質。
安裝方向可以垂直、水平，也可傾斜，垂直安裝時，液體必須自下而上。對液固兩相介質，好是垂直安裝。
當安裝在水平管道上時，應使液體充滿管段，并應使變送器的電極處于同一水平面上；直管段長度，上游不少于5～10D，下游不小于3～5D或無要求（廠家不同，要求不同）。
變送器不應設置在磁場強度大于398A／m的場所。
2.非標準節流裝置（見前述）
四、高粘度流體流量測量儀表的選型
1.容積式流量計
（1）橢圓齒輪流量計
潔凈的、粘度較高的液體，要求較準確的流量測量，當量程比小于10∶1時，可采用橢圓齒輪流量計。
橢圓齒輪流量計應安裝在水平管道上，并使指示刻度盤面處于垂直平面內；應設上、下游切斷閥和旁路閥。上游應設過濾器。
對微流量，可選用微型橢圓齒輪流量計。
當測量各種易氣化介質時，應增設消氣器。
（2）腰輪流量計
潔凈的氣體或液體，特別是有潤滑性的油品，精確度要求較高的流量測量，可選腰輪流量計。
流量計應水平安裝，設置旁通管路，進口端裝過濾器。
（3）刮板流量計
連續測量封閉管道中的液體流量，特別是各種油品的精確計量，可選用刮板流量計。
刮板流量計的安裝，應使流體充滿管道，并應水平安裝，使計數器的數字處于垂直的方向上。
當測量各種油品并要求精確計量時，應增設消氣器。
2.靶式流量計
粘度較高，含少量固體顆粒的液體流量測量，當要求精確度不高于1.5級，量程比不大于3∶1時，可采用靶式流量計。
靶式流量計一般安裝在水平管道上。前直管段長度為15～40D，后直管段長度為5D。
五、大管徑流量測量儀表的選型
當管徑大時，壓損對能耗有顯著影響。常規流量計價格貴，當壓損大時，可根據情況選用笛形均速管、插入式渦街、插入式渦輪、電磁流量計、文丘里管、超聲波流量計。
1.笛形均速管流量計
潔凈氣體、蒸汽、粘度小于0.3Pa·s的潔凈液體的流量測量，當要求壓力損失較小時，可選用笛形均速管流量計。
笛形均速管安裝在水平管道上，直管段長度：上游不少于6～24D，下游不少于3～4D。
2.插入式渦輪流量計、插入式旋渦流量計、電磁流量計、文丘里管（見前述）
六、新型流量測量儀表的選型
1.超聲波流量計
凡能導聲的流體均可選用超聲波流量計，除一般介質外，對強腐蝕性、非導電、易燃易爆、放射性等惡劣條件下工作的介質，當無法采用接觸式測量時，可采用超聲波流量計。
2.質量流量計
需直接精確測量液體、高密度氣體和漿體的質量流量時，可選用質量流量計。
質量流量計可以不受流體溫度、壓力、密度或粘度變化的影響而提供精確可靠的質量流量數據。
質量流量計可在任何方向安裝，不需直管段。
七、粉粒及塊狀固體流量測量儀表的選型
1.沖量式流量計
自由落下的粉粒及塊狀固體流量測量，當要求封閉傳送物料時，宜選用沖量式流量計；沖量流量計適用于任意粒度的各種散料，且在塵埃極多的情況下也能準確計量，但散料的料重不得大于預定沖料板重量的5％。
沖量式流量計的安裝，要求物料必須保證自由落下，不得有外加力作用于被測物體上。沖板安裝角度、進料口與沖板間角度及高度有一定要求，并與量程選擇有一定關系，選用前應進行計算。
2.電子皮帶稱
用于皮帶輸送的固體流量測量，安裝在符合標準性能的皮帶輸送機上。其稱框安裝要求嚴格，稱框在皮帶上的位置與落料口的距離對測量精度都有影響，應選擇好安裝位置。
3.軌道衡
鐵路貨車的連續自動稱量宜選擇動態軌道衡。
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物位儀表的選型
一般原則
（1）應深入了解工藝條件、被測介質的性質、測量控制系統要求，以便對儀表的技術性能和經濟效果做出充分評價，使其在保證生產穩定、提高產品質量、增加經濟效益等方面起到應有的作用。
（2）液面和界面測量應選用差壓式儀表、浮筒式儀表和浮子式儀表。當不滿足要求時，可選用電容式、電阻式（電接觸式）、聲波式等儀表。
料面測量應根據物料的粒度、物料的安息角、物料的導電性能、料倉的結構形式及測量要求進行選擇。
（3）儀表的結構形式和材質，應根據被測介質的特性來選擇。主要考慮的因素為壓力、溫度、腐蝕性、導電性；是否存在聚合、粘稠、沉淀、結晶、結膜、氣化、起泡等現象；密度和密度變化；液體中含懸浮物的多少；液面擾動的程度以及固體物料的粒度。
（4）儀表的顯示方式和功能，應根據工藝操作及系統組成的要求確定。當要求信號傳輸時，可選擇具有模擬信號輸出功能或數字信號輸出功能的儀表。
（5）儀表量程應根據工藝對象的實際需要顯示的范圍或實際變化范圍確定。除供容積計量用的物位儀表外，一般應使正常物位處于儀表量程的50％左右。
（6）儀表精度應根據工藝要求選擇，但供容積計量用的物位儀表，其精度等級應在0.5級以上。
（7）用于可燃性氣體、蒸汽及可燃性粉塵等爆炸危險場所的電子式物位儀表。應根據所確定的危險場所類別以及被測介質的危險程度，選擇合適的防爆結構型式或采取其他的防護措施。
（8）用于腐蝕性氣體及有害粉塵等場所的電子式物位儀表，應根據使用環境條件，選擇合適的外殼防護型式。
6過程分析儀表的選型
過程分析儀器儀表又稱在線分析儀器儀表，是用于工業生產流程中對物質的成分及性質進行自動分析與測量儀器儀表的總稱，重點為燃燒控制、廢氣安全回收、流程工藝控制、質量監測所需的自動化分析產品，所顯示的數據反映生產中的實時狀況。
過程分析儀表選型的一般原則
（1）選用過程分析儀表時，應詳盡了解被分析對象工藝過程介質特性、選用儀表的技術性能及其它限制條件。
（2）應對儀表的技術性能和經濟效果作充分評估，使之能在保證產品質量和生產安全、增加經濟效益、減輕環境污染等方面起到應有的作用。
（3）所選用分析儀表檢測器的技術要求應能滿足被分析介質的操作溫度、壓力和物料性質，特別是全部背景組份及含量的要求。
（4）儀表的選擇性、適用范圍、精確度、量程范圍、小檢測量和穩定性等技術指標，須滿足工藝流程要求，并應性能可靠，操作、維修簡便。
（5）對用于腐蝕性介質或安裝在易燃、易爆、危險場所的分析儀表，應符合相關條件或在采取必要的措施后能符合使用要求。
（6）用于控制系統的分析儀表，其線性范圍和響應時間須滿足控制系統的要求。
7顯示、調節儀表的選型
顯示、調節儀表選型的一般原則
（1）顯示、調節儀表的選型，應符合總的儀表選型原則，并注意到儀表裝盤后能監控方便、實用、美觀。
（2）儀表電動、氣動型式的選擇應符合下列要求：
①信號傳送距離較遠（譬如超過100m），或要求信號處理迅速，或運算規律比較復雜，以及要與數據處理或計算機系統聯用時，都應選用電動式儀表。
要求功能豐富、操作靈活、精確、高度可靠時，宜選用電動式儀表中帶微處理器的智能型儀表，并根據智能化要求的高低，分別選用其中較完善或簡易的品種。
對于比較簡單的顯示、調節系統，可選用一般的數字式儀表或其它簡易式電動儀表。
②儀表投資較少、系統簡單、技術經濟指標（包括增加氣源裝置的投資等）合理時，可選用氣動式儀表。
③就地儀表盤安裝的儀表，應考慮環境條件。對于環境比較惡劣，要求防爆、防腐、防潮等的就地儀表盤，一般可選用氣動儀表。當選用電動式儀表時，這些儀表必須具備相應的防護功能。
（3）儀表功能的選用應符合下列原則：
儀表的指示、記錄、積算、報警、自動調節、手動操作、自動程序控制等功能，應根據工藝過程的實際需要選用。
對工藝過程影響不大，但需經常監視的變量，宜設指示；變化不頻繁，但必須操作的變量，可設手動操作。
對工藝過程影響較大，需隨時監控的變量，宜設自動控制。
對需要了解其變化趨勢的變量，宜設自動記錄。
對可能影響生產或安全的變量，宜設報警。
要求計量或經濟核算的變量，宜設積算。
對需要按時間、工況參數等條件作監控的變量，宜設自動程序控制。
需要和智能儀表、程控（PLC）、分散型控制（DCS）和數據處理等計算機系統聯網的儀表，應設通訊。
（4）儀表精確度應按工藝過程的要求和變量的重要程度選定。一般指示的精確度不應低于1級，記錄的精確度不應低于1.5級。
（5）儀表刻度或量程示值的使用范圍如下：
對于0～100％線性刻度的模擬顯示儀表，變量的正常值宜使用在刻度為50％～70％的范圍，大值可用到90％，刻度10％以下不宜使用。液位正常值一般用在刻度50％左右。
對于0～10方根刻度的模擬顯示儀表，變量的正常值宜使用在刻度為7～8.5的范圍內，大值可用到9.5，刻度3以下不宜使用。
對于數字顯示儀表，變量的大示值、小示值必須在量程示值范圍之內。
顯示儀表選型
1.指示、記錄儀表選型應符合下列要求：
（1）在控制室儀表盤安裝的儀表，宜選用矩形表面的儀表。需要密集安裝時，宜選用小型儀表；需要顯示醒目時，宜選用大、中型儀表。
在現場儀表盤安裝的儀表，亦可選用圓形表面儀表。
（2）指示儀、記錄儀的量程，一般按正常生產條件選取，需要時還應包括開停車、生產故障及事故等狀態下預計的變量變動范圍。
（3）要求顯示速度快、示值精確度高、讀數直接而方便，要求在測量范圍內量程可任意壓縮、遷移，或要求對輸入信號作線性處理等變換，或要求對變量作顯示的同時兼作變送輸出等，均可選用數字顯示儀表。要求作復雜數字運算的，應選用帶微處理器的智能型儀表。
（4）工藝過程中的重要變量需要記錄時，宜選用單筆或雙筆記錄儀。相關的多個變量需要記錄時，可采用多通道（筆式或無筆式）記錄儀。
在多個變量中，根據生產過程要求需要隨時選擇其中幾個進行記錄時，可采用選點切換器與記錄儀配合，作選點記錄。
多個變量，在記錄紙上能明顯區分的可采用打點式記錄，不易明顯區分的宜采用數字式記錄。
（5）兩個或多個變量的記錄儀，可根據被測變量的類別和量程分別選取單一刻度、雙重或多重刻度記錄紙及標尺。
（6）為了醒目、形象化，指示儀、記錄儀可選用或附設色帶、光柱顯示。特別是對于物位顯示，采用色帶或光柱顯示更為方便。
（7）為了提高分辨率，可選用帶量程切換裝置的顯示儀表。
（8）為了減小讀數的誤差，可選用帶量程擴展的顯示儀表。
（9）記錄間歇性生產過程的變量，可選用帶自動變速和自動開停裝置的記錄儀表，以節省記錄紙。
（10）要求對一個或多個變量作高速、精確記錄時，可選用帶微處理器記錄儀。當需要變速、變量程、調節、報警、制表打印等多種附加功能時，宜選用帶微處理器的可編程序（模擬／數字）混合型記錄儀。
（11）采用選點方式作多點顯示的儀表，其切換裝置的切換點數宜留有備用量。
2.報警及巡回檢測儀表選型應符合下列要求：
（1）指示儀表及記錄儀表可根據需要選用帶有報警功能的品種。
（2）多點切換的指示、記錄儀表，需要增設報警功能時，對多機組設定值相同的變量，可采用多點同定值越限報警；對設定值不同的變量，可采用多點各定值越限報警。
（3）對多個重要變量的報警，宜將報警觸點信號引入多點閃光報警儀表作聲光報警，并根據需要選取帶首出（第一事故）、重閃、回鈴、繼電器觸點輸出等各種附加功能。
（4）對工藝過程影響不大，變化緩慢，但仍需要及時了解其變化的多個變量，宜設自動巡回檢測儀表，還要報警的可選用巡回檢測報警儀表。
（5）巡回檢測、多點報警系統，宜留有適當備用點數。
調節儀表選型
（1）一般生產裝置的調節儀表，除分散型控制系統（DCS）、可編程序控制系統（PLC）外，可根據情況分別選用帶微處理器的智能型儀表、一般的數字顯示式調節儀表，電動、氣動等單元組合式儀表，以及簡易式等其它調節儀表。
（2）調節儀表，當用于不易穩定或經常開停車的生產過程時，對于模擬式儀表宜選用全刻度指示調節器，不宜選用偏差指示調節器；對于數字式儀表宜選用帶有光帶指示的調節器。
（3）調節系統中調節規律的確定應考慮對象特性、調節系統設備部件（包括檢測元件、變送器、調節儀表、執行器等）的特性、干擾形式以及要求的調節品質等因素。
（4）簡單調節系統中調節器的選用應符合下列要求：
①調節器的調節規律，通常可按下表選用。
圖片
②位式調節器的選用原則如下：
僅作聯鎖和自動開停車之用，或允許執行機構全開、全關，調節品質要求不高的簡單系統，可選用二位、三位等位式調節器。
要求適當改善調節品質時，可選用具有時間比例、位式比例積分或位式比例積分微分調節規律的位式調節器。
（5）復雜調節系統中調節器的選用應符合下列要求：
1）用于前饋、串級、間歇、非線性等復雜調節系統的調節儀表，一般宜選用智能型等電動單元組合式儀表中具有相應調節功能的調節儀表。需要時亦可選用其它調節儀表或其它單元進行組合。
2）對于干擾較大，手動沒定調節器參數較困難的調節系統，可選用帶自適應功能或帶PID自整定功能的調節器。
3）對于純滯后很大或非線性特別嚴重，適宜采樣調節的系統，可考慮選用斷續調節器。
4）程序控制儀表的選用原則如下：
①對具有幾個，乃至十幾個（模擬的或數字的）輸入、輸出量，使用多個PID調節環節作多種復雜運算，并希望靈活組態的復雜控制系統，宜選用智能型儀表中的可編程序調節器（又稱單回路或多回路調節器）；對于輸入、輸出量較少，要求的PID調節環節較少，運算能力較小，經過適當設定即能滿足工藝程序控制要求的系統，可選用智能型儀表中的固定程序調節器。
②需要按時間程序給定的單變量調節，對于氣動儀表可選用氣動時間程序定值器作給定；對于電動儀表可選用通用函數轉換器和速率限制器配合作給定；也可選用帶程序給定裝置的其它調節儀表。
（6）和計算機配合使用的調節儀表的選用應符合下列要求；
在應用計算機進行直接數字控制（DDC）時，宜選用DDC后備調節器或DDC操作器配合使用。
在應用計算機進行設定點控制（SPC）時，宜選用SPC調節器或SPC操作器配合使用。
（7）需要通過手動遠程操作的方式來改變調節系統的設定值或對執行器進行直接操作的場合，可選用手動操作器（或遙控器）。
（8）采用電動Ⅲ型等調節器時，為了便于對調節器進行維修和維持系統的正常運行，宜備有能臨時插入儀表盤取代該種調節器功能的便攜式備用操作器。
（9）調節儀表附加功能的選用應符合下列要求：
對具有積分調節規律的調節器，應注意積分飽和問題。特別是只允許單向偏差存在的或間歇工作的調節器，必須選用具有防積分飽和功能的調節器。
根據工藝過程要求（如為了生產安全，對某些調節閥有限制開度的要求等），對于調節器的輸出信號需要限幅的調節系統，宜選用具有輸出限幅功能的調節器。
為方便操作，調節儀表應根據系統情況分別附有手動←→自動、內設定←→外設定等切換裝置。為了使切換無擾動，這些切換裝置應具有自動跟蹤功能。
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