涡轮流量计在低流速工况的应用

涡轮流量计是在管道中心安放一个涡轮（如图一），两端由轴承支撑，当流体通过管道时，冲击涡轮叶片，对涡轮产生驱动力矩，使涡轮克服摩擦力矩和流体阻力矩而产生旋转。在一定的流量范围内，对一定的流体介质粘度，涡轮的旋转角速度与流体流速成正比。由此，流体流速可通过涡轮的旋转角速度得到，从而可以计算得到通过管道的流体流量。涡轮的转速通过装在机壳外的传感线圈来检测。当涡轮叶片切割由壳体内磁钢产生的磁力线时，就会引起传感线圈中的磁通变化。传感线圈将检测到的磁通周期变化信号送入前置放大器，对信号进行放大、整形，产生与流速成正比的脉冲信号，送入单位换算与流量积算电路得到并显示累积流量值；同时亦将脉冲信号送入频率电流转换电路，将脉冲信号转换成模拟电流量，进而指示瞬时流量值。

叶轮的转速正比于流速，叶轮的转数正比于流过的总量。 

某精细化工厂合成车间（如图二），V1409B中的80%乙醇（下称酒精）作为催化剂滴灌进反应釜，反应釜和V1409B均为常压容器，容器V1409B底部与反应釜顶部垂直落差约2米，滴灌管道口径DN15，由于两容器均为常压，酒精只能通过高度差自由流动进入反应釜，管道口径小，流速低。

酒精电导率低，不适用电磁流量计；差压类流量计由于工作压力过低，节流元件差压值很小，测量困难，不适用；科氏力质量流量计，精度超出使用要求很多，且价格昂贵，不适用；涡街流量计管径太小，漩涡发生体流阻大，不适用；超声波流量计，插入式由于管径太小流阻大，外贴式精度低，同样不适用；容积类流量计如椭圆齿轮，也由于管径过小，流阻太大，不适用；介质自然流动推动力小，管径过小，靶式流量计不适用；众多种类流量计中，只有涡轮流量计最为适合，根据计算，缩径至DN6可在此工况下正常使用。

涡轮流量计适用流速范围0.5~15m/s，此工况已接近低限，在V1409B中液位较低的时候，流速就低于0.5m/s，超出仪表测量范围，误差较大；V1409B出料管位于容器底部，介质中的固体颗粒杂质会随顺流而出堵塞Y型过滤器，导致流阻增大流速降低超出测量范围。而Y型过滤器又不能拆除，否则固体颗粒杂质会损坏叶轮轴承，导致流量计的叶轮转速和介质流速不成比例而损坏。

鉴于以上问题，解决方案如下：

1、控制V1409B液位，尽量保持在中高液位，增大酒精流速；

2、将酒精过滤后再注入V1409B中，或更改出料管位置，使固体颗粒沉积在V1409B底部，定期清理，以免堵塞Y型过滤器。