Механический расходомер дизельного топлива

Что такое механический расходомер дизельного топлива?

Механический дизельный расходомер измеряет объем дизельного топлива, проходящего через него, с помощью подвижных частей, таких как овальные шестерни. Он обеспечивает прямое физическое измерение без электронных компонентов или источника питания, часто используется из-за своей прочности и простоты в различных приложениях по управлению топливом. Топливом может быть бензин, петро, дизельное топливо, керосин, сжиженный нефтяной газ, биотопливо и т. д.

Принцип действия механического расходомера дизельного топлива

Механический дизельный расходомер работает как расходомер с положительным вытеснением. Он измеряет расход топлива, захватывая и вытесняя фиксированный объем топлива с каждым циклом его движущихся компонентов. По мере того, как внутренние компоненты движутся, они вытесняют установленный объем жидкости, а общий расход топлива определяется путем подсчета количества вытеснений.

Каждый цикл движущегося элемента вытесняет объем . Если движущийся компонент завершает циклы, общий объем топлива прошедшего через расходомер, рассчитывается по формуле:

Механическое движение компонента передается через зубчатый механизм на индикатор, который затем перемещает стрелку на циферблате. Этот циферблат отображает общий объем топлива, прошедшего через расходомер.

Преимущества и недостатки механического расходомера топлива

Расходомер с овальными шестернями — это разновидность расходомера с положительным смещением, который является широко используемым механическим расходомером топлива, измеряющим расход мазута путем многократного захвата фиксированного объема. Известный своим однонаправленным потоком, в различных регионах его называют «расходомером с положительным смещением». Он может похвастаться долгой историей и широкой применимостью, а также заметными преимуществами:

1. Высокая точность измерений: относительная погрешность составляет от ±0,1% до ±0,5%. Точность расходомера с овальными шестернями не зависит от типа топлива, вязкости, плотности, числа Рейнольдса или длины прямых участков трубы вверх и вниз по потоку.

2. Широкий диапазон измерений: расходомер с овальными шестернями способен достигать точности 0,5 в диапазоне 10. Он обеспечивает точные совокупные измерения мазута, что делает его пригодным для измерения материалов.

3. Эффективен при низких числах Рейнольдса: измеряет топливо с высокой вязкостью и низким расходом с высокой точностью, даже в условиях низких чисел Рейнольдса, может использоваться в качестве расходомера топлива с высокой вязкостью.

4. Короткий прямой участок трубы при установке механического расходомера топлива: эффективно функционирует на месте с минимальными требованиями к прямым участкам трубы вверх и вниз по потоку.

Недостатки механического расходомера топлива

Однако расходомеры топлива вытеснительного типа имеют ряд недостатков, которые необходимо учитывать:

1. Объем и сложность: При одинаковой пропускной способности расходомеры с положительным вытеснением, как правило, более громоздкие из-за большего объема и большего количества механических компонентов. Процесс сборки более сложен, что приводит к более высоким производственным затратам.

2. Чувствительность к загрязняющим веществам: эти расходомеры топлива, как правило, чувствительны к частицам и загрязняющим веществам в топливе. Установка фильтра выше по потоку может увеличить потерю давления. Кроме того, такие компоненты, как ротор и корпус, требуют периодической очистки, что увеличивает затраты на техническое обслуживание.

3. Восприимчивость к изменениям расхода: Частые изменения расхода могут повредить вращающиеся части. Крайне важно избегать внезапного открытия или закрытия клапанов вблизи расходомера дизельного топлива, поскольку такие действия могут привести к повреждению прибора, если оператор не будет должным образом ими управлять.

Несмотря на эти ограничения, расходомеры с положительным вытеснением остаются широко используемым и надежным прибором для измерения расхода топлива благодаря своей высокой точности и длительному сроку службы. Они широко используются в таких отраслях, как измерение и торговля нефтью, легкая промышленность, пищевая промышленность и других секторах.

Технические характеристики механического расходомера топлива

• К основным техническим параметрам объемных расходомеров относятся: номинальный диаметр, измеряемая жидкость, диапазон расхода, точность, номинальное давление, диапазон рабочих температур и т. д.
• Размер механического расходомера топлива: от DN10 до DN250.
• Точность: 0,5% (стандартная) опция с 0,2%
• Диапазон температур топлива: -20 ~120 ℃
• Максимальная вязкость топлива составляет 4000 сП.
• Материал расходомера: чугун, литая сталь, нержавеющая сталь.
• Номинальное давление: стандартное 232 фунта на квадратный дюйм, максимальное давление топлива 914 фунта на квадратный дюйм.
• Циферблат может быть оснащен функцией накопительного итога или опцией с функцией сбрасываемого итога, как показано на рисунке ниже.

Анализ ошибок механического расходомера топлива

Для проведения точного анализа погрешности механических расходомеров топлива необходимо учитывать несколько критических факторов. При условии соблюдения стандартов точности обработки и сборки основными источниками систематической погрешности являются утечка или проскальзывание, возникающие из-за зазора между измерительным элементом (таким как ротор, скребок или поршень) и внутренней полостью корпуса. Другим существенным фактором является изменение объема измерительной камеры, которое может возникнуть из-за деформации корпуса, вызванной давлением жидкости, механическим напряжением и колебаниями температуры.

На утечку влияют размер зазора, вязкость жидкости и перепад давления между входом и выходом расходомера (который связан с сопротивлением движению измерительного элемента, передаточного механизма и сопротивлением потока жидкости внутри корпуса). Хотя минимизация зазора может уменьшить утечку, она также увеличивает сложность производства и создает риск заклинивания движущихся компонентов или, по крайней мере, повышения сопротивления. Таким образом, зазор не может быть минимизирован бесконечно. Сопротивление ротора вращению, которое преодолевается перепадом давления между входом и выходом, в сочетании с потерей давления, вызванной вязкостью жидкости в измерительной камере, вносит вклад в общий перепад давления, который приводит к утечке жидкости через зазор. Такие факторы, как увеличение зазора, уменьшение вязкости, увеличение перепада давления, увеличение плотности и повышенное сопротивление вращению, усугубляют утечку. Для высокоточных объемных расходомеров крайне важно минимизировать утечки, для чего требуется свободное вращение ротора с минимальным крутящим моментом сопротивления, обеспечение небольшого перепада давления, поддержание достаточно малого зазора и выбор жидкости с умеренной вязкостью.

Чтобы свести к минимуму изменение объема измерительной камеры из-за деформации оболочки, можно использовать несколько стратегий: увеличить жесткость оболочки для уменьшения деформации, вызванной давлением, выбрать материалы с низкими и близко соответствующими коэффициентами теплового расширения как для оболочки, так и для ротора, а также обеспечить правильную установку, чтобы избежать деформации, вызванной напряжением при установке.

Если вязкость измеряемой жидкости значительно отличается от вязкости калибровочной жидкости, погрешность расходомера увеличится. Чтобы смягчить это, калибровка расходомера с жидкостями различной вязкости — как ниже, так и выше фактической жидкости — позволяет вносить поправки с помощью метода интерполяции во время фактической работы.

Соображения относительно выбора механического расходомера топлива

При выборе объемных расходомеров, особенно для таких применений, как измерение нефтепродуктов, торговля и учет материалов, необходимо уделить особое внимание обеспечению оптимальной производительности и точности. Необходимо соблюдать следующие рекомендации:

• 1. Требования высокой точности: для приложений, требующих высокой точности, крайне важно выбрать расходомер топлива с соответствующей точностью. Если жидкость содержит примеси, фильтр должен быть установлен перед датчиком расхода. Кроме того, рекомендуется установить манометр или дифференциальный манометр как на входе, так и на выходе фильтра. Такая установка позволяет своевременно очищать фильтр при обнаружении значительного увеличения перепада давления. Правильный выбор вспомогательного оборудования, такого как фильтры, воздухоотделители и обратные клапаны, так же важен, как и правильный выбор самого механического расходомера топлива.
• 
  
• 2. Направление потока и соображения по байпасу: Механические расходомеры топлива с положительным вытеснением обычно пропускают поток жидкости только в одном направлении. Поэтому, когда требуется обратный поток (например, во время очистки линии), следует задействовать байпасный трубопровод, чтобы предотвратить повреждение расходомера топлива обратным потоком. Для облегчения обслуживания, например, очистки фильтра или расходомера, без прерывания потока жидкости или производства, рекомендуется установить параллельную байпасную трубу, которую можно открывать по мере необходимости. Соответствующие принадлежности должны быть тщательно выбраны и закуплены.

• 3. Предотвращение закупорки и автоматическое переключение: примеси в топливе могут засорить ротор объемного расходомера, что может привести к остановке потока жидкости и сбоям в процессе. В таких случаях следует включить автоматическую систему переключения. Установка сигнализации перепада давления между входом и выходом расходомера может оповестить операторов о засорении ротора, включив обходной трубопровод для обеспечения непрерывного потока топлива. Проектировщики должны включить автоматическую систему переключения при указании расходомера.
• 4. Расход и механическая целостность: Учитывая, что этот тип расходомера состоит из нескольких подвижных частей, работа на чрезмерно высоких скоростях может привести к механическим повреждениям. Поэтому при выборе спецификаций расходомера топлива важно не эксплуатировать датчик расхода топлива в верхних или нижних пределах его диапазона расхода, так как это может поставить под угрозу точность. Рекомендуемый рабочий диапазон составляет от 20% до 80% от верхнего предела расхода расходомера. Если сложно сбалансировать диаметр расходомера топлива и диапазон расхода, приоритет следует отдать поддержанию оптимального рабочего диапазона расхода, при необходимости внося корректировки в диаметр измерительной секции (например, с помощью переходного соединения).
• 5. Обработка специальных сред: Для специальных сред, таких как двухфазные потоки или едкие жидкости, следует выбирать специализированный объемный расходомер. Однако следует отметить, что доступные спецификации для таких счетчиков часто ограничены. В случаях, когда стандартных опций недостаточно, может потребоваться консультация с производителем для обсуждения индивидуальных решений.

Установка, эксплуатация и обслуживание механического расходомера топлива

При установке и обслуживании расходомеров объемного типа для топлива, особенно в случаях, когда требуются точные измерения, например, при торговле или стандартных поставках, для обеспечения точной работы и долговечности необходимо соблюдать следующие рекомендации:

1. Выбор места установки: Место установки должно соответствовать эксплуатационным нормам расходомера топлива, в идеале — в помещении. Если необходима наружная установка, следует использовать защитный кожух для смягчения последствий воздействия окружающей среды. Для мест с требованиями взрывозащиты выберите расходомер, который соответствует необходимым показателям взрывозащиты.

2. Меры предосторожности при установке: Убедитесь, что направление потока, указанное на расходомере топлива, совпадает с фактическим потоком жидкости, например, бензина, дизельного топлива. При необходимости установите обратный клапан для предотвращения обратного потока, за исключением случаев, когда двунаправленный расходомер специально разработан для таких целей. Перед установкой необходимо тщательно очистить трубопровод на входе, после чего установить фильтр и расходомер. В некоторых случаях может потребоваться воздухоотделитель. Клапан, используемый для регулирования потока дизельного топлива, следует расположить ниже расходомера по потоку, чтобы поддерживать полностью заполненный трубопровод во время работы. При подключении расходомера к трубопроводу избегайте приложения механического напряжения к корпусу расходомера, которое может вызвать деформацию. Трубопровод должен быть надежно закреплен для предотвращения перемещения, а вокруг расходомера должно быть предусмотрено достаточное пространство для доступа при техническом обслуживании.

3. Предварительное тестирование: Для расходомеров топлива, используемых в торговле или для точных измерений, метрологические характеристики должны быть проверены перед установкой. Расходомер дизельного топлива должен быть установлен только после подтверждения его точности и обеспечения работы в оптимальном диапазоне расхода, как указано в сертификате калибровки.

4. Ввод в эксплуатацию: При вводе в эксплуатацию расходомера топлива типа PD открывайте и закрывайте клапаны постепенно, чтобы избежать резких колебаний давления, которые могут повредить измерительный прибор. При первом использовании убедитесь, что фактический расход топлива находится в пределах указанного для расходомера диапазона, и при необходимости отрегулируйте технические характеристики расходомера.

5. Компенсация для стандартных условий: объемные расходомеры измеряют объемный расход топлива в реальных рабочих условиях (давление и температура). Однако измерения часто необходимо сообщать как объемный или массовый расход в стандартных условиях. Для этого требуется одновременное измерение температуры и давления, а сигналы подаются на компенсирующий дисплейный прибор для расчета и отображения скорректированных значений расхода в стандартных условиях (обычно 20 °C и 1 стандартная атмосфера). Пользователи должны быть особенно осторожны при интерпретации показаний расходомера для газов, поскольку точность снижается без компенсации температуры и давления.

6. Техническое обслуживание: Из-за наличия многочисленных движущихся частей регулярная смазка подшипников и точек зацепления шестерен имеет важное значение для поддержания гибкости, точности и срока службы трансмиссионного механизма. Со временем фильтры и воздухоотделители следует очищать от мусора и отложений, чтобы поддерживать их эффективность.

7. Калибровка и мониторинг: Для поддержания точности измерений и раннего обнаружения потенциальных проблем расходомер следует регулярно калибровать в соответствии с требованиями измерительного органа или сроком действия сертификата калибровки. Если это возможно, периодически очищайте внутреннюю часть расходомера, чтобы гарантировать, что он остается в оптимальном рабочем состоянии.

8. Мониторинг ротора: Роторные компоненты объемных расходомеров находятся в прямом контакте с жидкостью и вращаются с высокой скоростью, что делает их восприимчивыми к засорению, загрязнению, заклиниванию и износу. Для контроля этих условий на входе и выходе расходомера следует установить дифференциальный манометр. Используйте показания дифференциального давления при максимальном расходе во время нормальной работы в качестве исходного уровня для мониторинга. Если дифференциальное давление становится чрезмерным при максимальном расходе, расходомер топлива может потребовать проверки.

9. Поддержка производителя расходомера топлива: Учитывая разнообразие конструкций объемного расходомера и возможных режимов отказа, крайне важно внимательно изучить руководство пользователя. В случае неустановленной неисправности обратитесь к производителю расходомера топлива за помощью в ремонте и калибровке.

10. Предотвращение споров по измерениям: В приложениях для торговых измерений, чтобы предотвратить споры, отдел метрологии должен защитить механизм регулировки погрешности расходомера с помощью пломбы или замка. Период проверки должен быть четко определен, и счетчик должен регулярно калиброваться по более высокому стандарту точности, возможно, на сертифицированной измерительной станции.