Lưu lượng kế diesel cơ học

Lưu lượng kế diesel cơ học là gì?

Lưu lượng kế diesel cơ học đo thể tích nhiên liệu diesel đi qua nó bằng các bộ phận chuyển động như bánh răng hình bầu dục. Nó cung cấp phép đo vật lý trực tiếp mà không cần các thành phần điện tử hoặc nguồn điện, thường được sử dụng vì độ bền và tính đơn giản của nó trong nhiều ứng dụng quản lý nhiên liệu. Nhiên liệu có thể là xăng, dầu mỏ, dầu diesel, dầu hỏa, LPG, nhiên liệu sinh học, v.v.

Nguyên lý lưu lượng kế diesel cơ học

Lưu lượng kế diesel cơ học hoạt động như một lưu lượng kế dịch chuyển tích cực. Nó đo lưu lượng nhiên liệu bằng cách thu và dịch chuyển một thể tích nhiên liệu cố định với mỗi chu kỳ của các thành phần chuyển động của nó. Khi các thành phần bên trong chuyển động, chúng dịch chuyển một thể tích chất lỏng đã đặt và lưu lượng nhiên liệu tổng thể được xác định bằng cách đếm số lần dịch chuyển.

Mỗi chu kỳ của phần tử chuyển động sẽ dịch chuyển một thể tích . Nếu thành phần chuyển động hoàn thành chu kỳ, tổng khối lượng nhiên liệu đã đi qua lưu lượng kế được tính bằng:

Chuyển động cơ học của bộ phận được truyền qua cơ cấu bánh răng đến một chỉ báo, sau đó chỉ báo này sẽ di chuyển con trỏ trên mặt số. Mặt số này hiển thị tổng lượng nhiên liệu đã đi qua lưu lượng kế.

Ưu điểm và nhược điểm của lưu lượng kế nhiên liệu cơ học

Lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục là một loại lưu lượng kế dịch chuyển tích cực, là lưu lượng kế nhiên liệu cơ học được sử dụng rộng rãi để đo lưu lượng dầu nhiên liệu bằng cách thu thập liên tục một thể tích cố định. Được biết đến với lưu lượng một chiều, nó được gọi là "lưu lượng kế dịch chuyển tích cực" ở nhiều khu vực. Nó tự hào có lịch sử lâu đời và khả năng ứng dụng rộng rãi, với những ưu điểm đáng chú ý:

1. Độ chính xác đo lường cao: Đạt được sai số tương đối từ ±0,1% đến ±0,5%. Độ chính xác của lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục không bị ảnh hưởng bởi loại dầu nhiên liệu, độ nhớt, mật độ, số Reynolds hoặc chiều dài của các đoạn ống thẳng thượng lưu và hạ lưu.

2. Phạm vi đo rộng: Lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục có khả năng đạt độ chính xác 0,5 ở phạm vi 10. Nó cung cấp phép đo nhiên liệu dầu tích lũy chính xác, phù hợp cho các ứng dụng đo vật liệu.

3. Hiệu quả ở mức số Reynolds thấp: Đo nhiên liệu có độ nhớt cao và lưu lượng thấp với độ chính xác cao, ngay cả trong điều kiện số Reynolds thấp, có thể được sử dụng làm lưu lượng kế nhiên liệu có độ nhớt cao.

4. Đoạn ống thẳng ngắn khi lắp đặt bộ điều khiển lưu lượng nhiên liệu cơ học: Hoạt động hiệu quả tại chỗ với yêu cầu tối thiểu đối với đoạn ống thẳng thượng lưu và hạ lưu.

Nhược điểm của lưu lượng kế nhiên liệu cơ học

Tuy nhiên, có một số nhược điểm liên quan đến lưu lượng kế nhiên liệu loại dịch chuyển tích cực cần phải cân nhắc:

1. Khối lượng và độ phức tạp: Đối với cùng một lưu lượng, lưu lượng kế dịch chuyển tích cực có xu hướng cồng kềnh hơn do thể tích lớn hơn và số lượng thành phần cơ học nhiều hơn. Quy trình lắp ráp phức tạp hơn, dẫn đến chi phí sản xuất cao hơn.

2. Độ nhạy với chất gây ô nhiễm: Các lưu lượng kế nhiên liệu này thường nhạy cảm với các hạt và chất gây ô nhiễm trong nhiên liệu. Việc lắp bộ lọc ở thượng nguồn có thể làm tăng tổn thất áp suất. Ngoài ra, các thành phần như rôto và vỏ cần được vệ sinh định kỳ, làm tăng thêm nỗ lực bảo trì.

3. Dễ bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi lưu lượng: Sự thay đổi lưu lượng thường xuyên có thể làm hỏng các bộ phận quay. Điều quan trọng là tránh mở hoặc đóng đột ngột các van gần lưu lượng kế diesel, vì những hành động như vậy có thể dẫn đến hư hỏng thiết bị nếu người vận hành không quản lý đúng cách.

Mặc dù có những hạn chế này, lưu lượng kế dịch chuyển tích cực vẫn là một thiết bị đo lưu lượng nhiên liệu được sử dụng rộng rãi và đáng tin cậy do độ chính xác cao và tuổi thọ dài. Chúng thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp như đo lường và kinh doanh dầu, sản xuất nhẹ, chế biến thực phẩm và các lĩnh vực khác.

Thông số kỹ thuật của lưu lượng kế nhiên liệu cơ học

• Các thông số kỹ thuật chính của lưu lượng kế thể tích bao gồm: đường kính danh nghĩa, lưu chất có thể đo, phạm vi lưu lượng, độ chính xác, áp suất danh nghĩa, phạm vi nhiệt độ hoạt động, v.v.
• Kích thước đồng hồ đo lưu lượng nhiên liệu cơ học: từ DN10 đến DN250.
• Độ chính xác: Tùy chọn 0,5% (tiêu chuẩn) với 0,2%
• Phạm vi nhiệt độ nhiên liệu: -20 ~120 ℃
• Độ nhớt tối đa của nhiên liệu là 4000 cp
• Vật liệu đồng hồ đo lưu lượng: gang, thép đúc, thép không gỉ.
• Áp suất định mức: tiêu chuẩn 232 psi, áp suất nhiên liệu tối đa là 914 psi.
• Mặt số có thể có chức năng tổng hợp tích lũy hoặc tùy chọn có chức năng tổng hợp có thể thiết lập lại như hình ảnh bên dưới hiển thị.

Phân tích lỗi của đồng hồ đo lưu lượng nhiên liệu cơ học

Để tiến hành phân tích lỗi chính xác của lưu lượng kế nhiên liệu cơ học, người ta phải xem xét một số yếu tố quan trọng. Giả sử độ chính xác gia công và các tiêu chuẩn lắp ráp được duy trì, các nguồn chính gây ra lỗi hệ thống bao gồm rò rỉ hoặc trượt, phát sinh do khoảng hở giữa phần tử đo (như rôto, thanh gạt hoặc piston) và khoang bên trong của vỏ. Một yếu tố quan trọng khác là sự thay đổi thể tích của buồng đo, có thể xảy ra do biến dạng của vỏ do áp suất chất lỏng, ứng suất cơ học và biến động nhiệt độ.

Rò rỉ chịu ảnh hưởng của kích thước khe hở, độ nhớt của chất lỏng và chênh lệch áp suất giữa đầu vào và đầu ra của lưu lượng kế (liên quan đến lực cản chuyển động của phần tử đo, cơ chế truyền động và lực cản dòng chảy của chất lỏng bên trong vỏ). Mặc dù việc giảm thiểu khe hở có thể làm giảm rò rỉ, nhưng nó cũng làm tăng độ phức tạp của sản xuất và có nguy cơ kẹt các thành phần chuyển động hoặc ít nhất là làm tăng lực cản. Do đó, không thể giảm thiểu khe hở vô thời hạn. Lực cản quay của rôto, được khắc phục bởi chênh lệch áp suất giữa đầu vào và đầu ra, cùng với tổn thất áp suất do độ nhớt của chất lỏng bên trong buồng đo, góp phần vào chênh lệch áp suất tổng thể dẫn đến rò rỉ chất lỏng qua khe hở. Các yếu tố như tăng khe hở, giảm độ nhớt, tăng chênh lệch áp suất, tăng mật độ và tăng lực cản quay đều làm trầm trọng thêm tình trạng rò rỉ. Đối với lưu lượng kế thể tích có độ chính xác cao, việc giảm thiểu rò rỉ là điều cần thiết, yêu cầu rôto quay tự do với mô-men xoắn cản tối thiểu, đảm bảo chênh lệch áp suất nhỏ, duy trì khe hở nhỏ thích hợp và chọn chất lỏng có độ nhớt vừa phải.

Để giảm thiểu sự thay đổi thể tích của buồng đo do biến dạng vỏ, người ta có thể áp dụng một số chiến lược: tăng độ cứng của vỏ để giảm biến dạng do áp suất gây ra, chọn vật liệu có hệ số giãn nở nhiệt thấp và phù hợp chặt chẽ cho cả vỏ và rôto, và đảm bảo lắp đặt đúng cách để tránh biến dạng do ứng suất lắp đặt.

Nếu độ nhớt của chất lỏng được đo lệch đáng kể so với chất lỏng hiệu chuẩn, biên độ lỗi của lưu lượng kế sẽ tăng lên. Để giảm thiểu điều này, việc hiệu chuẩn lưu lượng kế bằng các chất lỏng có độ nhớt khác nhau—cả thấp hơn và cao hơn chất lỏng thực tế—cho phép hiệu chỉnh bằng phương pháp nội suy trong quá trình vận hành thực tế.

Cân nhắc lựa chọn lưu lượng kế nhiên liệu cơ học

Khi lựa chọn lưu lượng kế thể tích, đặc biệt là cho các ứng dụng như đo sản phẩm dầu nhiên liệu, thương mại và kế toán vật liệu, cần cân nhắc cẩn thận để đảm bảo hiệu suất và độ chính xác tối ưu. Cần tuân thủ các hướng dẫn sau:

• 1. Yêu cầu độ chính xác cao: Đối với các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao, điều quan trọng là phải chọn lưu lượng kế nhiên liệu có độ chính xác phù hợp. Nếu chất lỏng chứa tạp chất, cần lắp bộ lọc ở phía thượng lưu của cảm biến lưu lượng. Ngoài ra, nên lắp đồng hồ đo áp suất hoặc đồng hồ đo chênh lệch áp suất ở cả đầu vào và đầu ra của bộ lọc. Thiết lập này cho phép vệ sinh bộ lọc kịp thời khi phát hiện chênh lệch áp suất tăng đáng kể. Việc lựa chọn đúng thiết bị phụ trợ, chẳng hạn như bộ lọc, bộ loại bỏ không khí và van kiểm tra, cũng quan trọng như việc lựa chọn đúng lưu lượng kế nhiên liệu cơ học.
• 
  
• 2. Lưu ý về hướng dòng chảy và đường ống phụ: Lưu lượng kế nhiên liệu cơ học loại dịch chuyển tích cực thường chỉ cho phép chất lỏng chảy theo một hướng. Do đó, khi cần dòng chảy ngược (ví dụ, trong quá trình quét đường ống), cần lắp đường ống phụ để tránh làm hỏng lưu lượng kế nhiên liệu do dòng chảy ngược. Để bảo trì dễ dàng, chẳng hạn như vệ sinh bộ lọc hoặc lưu lượng kế mà không làm gián đoạn dòng chảy hoặc sản xuất chất lỏng, nên lắp đường ống phụ song song có thể mở khi cần. Các phụ kiện tương ứng phải được lựa chọn và mua sắm cẩn thận.

• 3. Ngăn ngừa tắc nghẽn và chuyển mạch tự động: Các tạp chất trong nhiên liệu có thể làm tắc rotor của lưu lượng kế thể tích, có khả năng làm dừng dòng chảy của chất lỏng và dẫn đến gián đoạn quy trình. Trong những trường hợp như vậy, cần phải kết hợp một hệ thống chuyển mạch tự động. Việc lắp đặt báo động chênh lệch áp suất giữa đầu vào và đầu ra của lưu lượng kế có thể cảnh báo người vận hành khi rotor bị tắc nghẽn, kích hoạt đường ống dẫn phụ để đảm bảo dòng chảy liên tục của dầu nhiên liệu. Các nhà thiết kế nên kết hợp một hệ thống chuyển mạch tự động khi chỉ định lưu lượng kế.
• 4. Lưu lượng và tính toàn vẹn cơ học: Do loại lưu lượng kế này bao gồm nhiều bộ phận chuyển động, nên việc vận hành ở tốc độ quá cao có thể gây ra hư hỏng cơ học. Do đó, khi lựa chọn thông số kỹ thuật của lưu lượng kế nhiên liệu dầu, điều quan trọng là không vận hành cảm biến lưu lượng nhiên liệu ở mức cực trên hoặc cực dưới của phạm vi lưu lượng của nó, vì điều này có thể làm giảm độ chính xác. Phạm vi hoạt động được khuyến nghị là từ 20% đến 80% giới hạn lưu lượng trên của đồng hồ. Nếu khó cân bằng cả đường kính lưu lượng kế nhiên liệu và phạm vi lưu lượng, nên ưu tiên duy trì phạm vi làm việc lưu lượng tối ưu, với các điều chỉnh đối với đường kính phần đo nếu cần (ví dụ, sử dụng khớp nối giảm).
• 5. Xử lý phương tiện đặc biệt: Đối với phương tiện đặc biệt, chẳng hạn như dòng chảy hai pha hoặc chất lỏng ăn mòn, nên chọn lưu lượng kế thể tích chuyên dụng. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng thông số kỹ thuật có sẵn cho các đồng hồ đo như vậy thường bị hạn chế. Trong trường hợp các tùy chọn tiêu chuẩn không đủ, có thể cần tham khảo ý kiến của nhà sản xuất để thảo luận về các giải pháp tùy chỉnh.

Lắp đặt, sử dụng và bảo dưỡng đồng hồ đo lưu lượng nhiên liệu cơ học

Khi lắp đặt và bảo trì đồng hồ đo lưu lượng dầu nhiên liệu dạng thể tích, đặc biệt đối với các ứng dụng liên quan đến phép đo chính xác như giao hàng thương mại hoặc tiêu chuẩn, việc tuân thủ các hướng dẫn sau đây là điều cần thiết để đảm bảo hiệu suất chính xác và tuổi thọ cao:

1. Lựa chọn vị trí lắp đặt: Vị trí lắp đặt phải tuân thủ theo hướng dẫn vận hành của đồng hồ đo lưu lượng nhiên liệu, lý tưởng nhất là trong nhà. Nếu cần lắp đặt ngoài trời, nên sử dụng vỏ bảo vệ để giảm thiểu tác động của việc tiếp xúc với môi trường. Đối với các vị trí có yêu cầu chống cháy nổ, hãy chọn đồng hồ đo lưu lượng đáp ứng các xếp hạng chống cháy nổ cần thiết.

2. Biện pháp phòng ngừa khi lắp đặt: Đảm bảo hướng dòng chảy được chỉ ra trên lưu lượng kế nhiên liệu thẳng hàng với lưu lượng chất lỏng thực tế, chẳng hạn như xăng, dầu diesel. Nếu cần, hãy lắp van kiểm tra để ngăn dòng chảy ngược, ngoại trừ trường hợp lưu lượng kế hai chiều được thiết kế riêng cho mục đích đó. Trước khi lắp đặt, đường ống thượng nguồn phải được vệ sinh kỹ lưỡng, sau đó lắp bộ lọc và lưu lượng kế. Trong một số trường hợp nhất định, có thể cần bộ loại bỏ không khí. Van được sử dụng để điều chỉnh lưu lượng diesel phải được đặt ở hạ lưu của lưu lượng kế để duy trì đường ống được đổ đầy trong quá trình vận hành. Khi kết nối lưu lượng kế với đường ống, tránh tác dụng ứng suất cơ học vào vỏ đồng hồ có thể gây biến dạng. Đường ống phải được hỗ trợ chắc chắn để ngăn chuyển động và phải có đủ khoảng hở xung quanh lưu lượng kế để có thể tiếp cận bảo trì.

3. Kiểm tra trước khi lắp đặt: Đối với lưu lượng kế nhiên liệu được sử dụng trong các ứng dụng đo lường thương mại hoặc chính xác, hiệu suất đo lường phải được xác minh trước khi lắp đặt. Lưu lượng kế diesel chỉ được lắp đặt sau khi xác nhận độ chính xác của nó và đảm bảo hoạt động trong phạm vi lưu lượng tối ưu, như được chỉ ra trong chứng chỉ hiệu chuẩn.

4. Vận hành: Khi đưa đồng hồ đo lưu lượng nhiên liệu loại PD vào sử dụng, hãy mở và đóng van từ từ để tránh dao động áp suất đột ngột có thể làm hỏng dụng cụ đo. Trong quá trình sử dụng ban đầu, hãy xác minh lưu lượng nhiên liệu thực tế nằm trong phạm vi chỉ định cho đồng hồ đo lưu lượng và điều chỉnh thông số kỹ thuật của thiết bị đồng hồ đo lưu lượng nếu cần.

5. Bù trừ cho Điều kiện Chuẩn: Đồng hồ đo lưu lượng thể tích đo lưu lượng thể tích nhiên liệu trong điều kiện vận hành thực tế (áp suất và nhiệt độ). Tuy nhiên, các phép đo thường cần được báo cáo là lưu lượng thể tích hoặc khối lượng trong điều kiện chuẩn. Điều này đòi hỏi phải đo đồng thời nhiệt độ và áp suất, với các tín hiệu được đưa vào một thiết bị hiển thị bù trừ để tính toán và hiển thị các giá trị lưu lượng đã hiệu chỉnh trong điều kiện chuẩn (thường là 20°C và 1 atm chuẩn). Người dùng nên đặc biệt thận trọng khi diễn giải các số đọc của đồng hồ đo lưu lượng đối với khí, vì độ chính xác sẽ bị ảnh hưởng nếu không có bù trừ nhiệt độ và áp suất.

6. Bảo dưỡng: Do có nhiều bộ phận chuyển động nên việc bôi trơn thường xuyên các ổ trục và điểm ăn khớp bánh răng là điều cần thiết để duy trì tính linh hoạt, độ chính xác và tuổi thọ của cơ cấu truyền động. Theo thời gian, bộ lọc và bộ loại bỏ không khí phải được làm sạch các mảnh vụn và cặn để duy trì hiệu quả của chúng.

7. Hiệu chuẩn và giám sát: Để duy trì độ chính xác của phép đo và phát hiện sớm các vấn đề tiềm ẩn, lưu lượng kế phải được hiệu chuẩn thường xuyên theo yêu cầu của cơ quan đo lường hoặc thời hạn hiệu lực của chứng chỉ hiệu chuẩn. Nếu có thể, hãy vệ sinh bên trong lưu lượng kế định kỳ để đảm bảo lưu lượng kế luôn ở trạng thái hoạt động tối ưu.

8. Giám sát rotor: Các thành phần rotor của lưu lượng kế thể tích tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng và quay với tốc độ cao, khiến chúng dễ bị tắc nghẽn, nhiễm bẩn, kẹt và mòn. Để giám sát các điều kiện này, cần lắp đồng hồ đo áp suất chênh lệch ở đầu vào và đầu ra của lưu lượng kế. Sử dụng giá trị đọc áp suất chênh lệch ở lưu lượng tối đa trong quá trình vận hành bình thường làm giá trị cơ sở để giám sát. Nếu áp suất chênh lệch trở nên quá mức ở lưu lượng tối đa, có thể cần phải kiểm tra đồng hồ đo lưu lượng nhiên liệu.

9. Hỗ trợ của nhà sản xuất đồng hồ đo lưu lượng nhiên liệu: Do sự đa dạng của các thiết kế đồng hồ đo lưu lượng thể tích và các chế độ hỏng hóc tiềm ẩn, điều quan trọng là phải xem xét kỹ lưỡng hướng dẫn sử dụng. Trong trường hợp có lỗi không xác định, hãy liên hệ với nhà sản xuất đồng hồ đo lưu lượng nhiên liệu để được hỗ trợ sửa chữa và hiệu chuẩn.

10. Phòng ngừa tranh chấp đo lường: Trong các ứng dụng đo lường thương mại, để phòng ngừa tranh chấp, bộ phận đo lường phải bảo vệ cơ chế điều chỉnh lỗi của lưu lượng kế bằng niêm phong hoặc khóa. Thời gian xác minh phải được xác định rõ ràng và đồng hồ đo phải được hiệu chuẩn thường xuyên theo tiêu chuẩn có độ chính xác cao hơn, có thể tại một trạm đo lường được chứng nhận.