调节阀流量计安装知识.docx

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调节阀流量计安装知识

第一部分执行器安装

执行器在单元组合仪表中称执行单元。

电动单元组合仪表中执行单元包括伺服放大器、直行程执行器、角行程执行器及电动调节阀。

气动单元组合仪表中执行单元包括薄膜执行机构、活塞式执行机构和长行程执行机构，特别是气动薄膜调节阀应用最为普通。

液动单元组合仪表中的执行器包括执行机构与油泵装置，其中执行机构又有曲柄式、直柄式与双侧连杆直柄式之分。

液动、电动单元组合仪表中执行器使用不很普遍，安装也较为简单，因此本节重点介绍气动执行器的安装。

调节阀的正确安装与正确选型同等重要，安装的好坏是关系到操作性能、安全程度、成本高低的头等大事。

调节阀必须严格按照工艺要求和控制系统要求进行安装，一旦阀门产生故障，将导致火灾、爆炸、中毒等严重事故和人身伤害，损失是无法计算的。

在安装调节阀之前，应该检查调节阀的质量，从外观检查开始，在检查运输过程中零件和附件有无丢失，有无合格证，必要时进行静态特性的检查或专项检查。

一、气动薄膜调节阀的安装

虽然目前已经有电动调节阀，可以接受DDZ-Ⅱ型的标准信号（0~10mADC）和DDZ-Ⅲ型的标准信号（4~20mADC），可以直接配合DDZ-Ⅱ和DDZ-Ⅲ仪表，但由于规格的限制、压力等级的限制和调节品质的限制，它尚不能代替气动调节阀，尽管调节单元、指示单元、记录单元都是电动的，执行单元还是气动的，甚至出现了可编程序调节器和集散系统，用电脑、智能仪表来检测工业参数，但其执行单元还是通过电/气转换器后，采用气动薄膜调节阀。

可见气动薄膜调节阀有它特别的优点。

以前的仪表施工图上，气动薄膜调节阀是仪表工的安装任务之一。

近几年，随着引进装置的增多，国内设计也逐渐向标准设计接轨，调节阀画在管道图上，并由管道施工人员安装。

而不是有仪表工安装。

但技术上的要求，仪表工必须掌握，最后的调试和投产后的运行、维修都属于仪表工的工作范畴。

（一）安装原则

（1）气动调节阀安装位置，距地面要求有一定的高度，阀的上、下要留有一定空间，以便进行阀的拆装和修理。

对于装有气动阀门定位器和手轮的调节阀，必须保证操作、观察和调整时方便。

（2）调节阀应安装在水平管道上，并上、下与管道垂直，一般要在阀下加以支撑，保证稳固可靠。

对于特殊场合下，需要调整阀水平安装在竖直的管道上时，也应将调节阀进行支撑（小口径调节阀除外）。

安装时，要避免给调节阀带来附加应力，如管道与阀不同心或法兰不平行等。

（3）阀的工作环境温度要在-30~+60℃，相对湿度不大于95%。

因调节阀的薄膜和密封环等橡胶制品零件在低温时易硬化变脆、高温时老化，所以在安装时要注意安装位置，离开加热炉、高温管道。

（4）调节阀前后位置有直管段，阀前后直管段长度不小于10倍的管道直径（10D），以避免阀的直管段太短而影响流量特性。

（5）调节阀的口径与工艺管道不同时，应采用异径管连接。

在小口径调节阀安装时，可用螺纹连接。

阀体上流体方向箭头应于流体方向一致。

（6）要设置旁通管道。

目的是便于切换或手动操作，可在不停车情况下对调节阀进行检修。

（7）调节阀在安装前要彻底清除管道内的异物，如污垢、焊渣等。

安装后用常温水进行试运行，试运行时应将阀全打开，或将旁通阀打开。

试运行时应注意阀体与管道连接处的密封性等。

（8）调节阀与其他仪表的一次点，特别是孔板，要考虑它们的安装位置。

（9）调节阀安装高度不妨碍和便于操作人员操作。

（10）调节阀的安装位置应使人在维修或手动操作时能过得去；并在正常操作时能方便地看到阀杆指示器的指示。

（11）调节阀在操作过程中要注意是否有可能伤及人员或损坏设备。

（12）如调节阀需要保温，则要留出保温的空间。

（13）调节阀需要伴热，要配置伴热管线。

（14）如果调节阀不能垂直安装，要考虑选择合适的安装位置。

（15）调节阀是否需要支撑？

应当如何支撑？

这些问题，设计者不一定考虑周到，但在安装过程中，仪表工发现这类问题，应及时取得设计的认可与同意。

安装调节阀必须给仪表维修工有足够的空间，包括上方、下方和左、右、前、后侧面。

有可能写下带有阀杆和阀芯的顶部组件的阀门，应有足够的上部空隙。

有可能卸下底部法兰、阀杆、阀芯部件的阀门，应有足够的下部空隙。

对于有配件的，如电磁阀、阀门定位器，特别是手动操作器和马达执行器和调节阀，应有侧面的空间。

在压力波动严重的地方，为使调节阀有效而又平稳地运转，应该采用一个缓冲器。

（二）调节阀的安装

调节阀的安装通常情况下有一个调节阀组，即上游阀、旁路阀、下游阀和调节阀。

阀组的组成形式应该由设计来考虑，但有时设计考虑不周。

作为仪表工，要了解和掌握调节阀组组成的几种基本形式。

切断阀（上游阀、下游阀）和旁路阀的安装要靠近三通，以减少死角。

（三）调节阀安装方位的选择

通常调节阀要求垂直安装，在满足不了垂直安装时，对法兰用4个螺栓固定的调节阀可以有向上倾斜45º、向下倾斜45º、水平安装和向下垂直安装四个位置。

对法兰用8个螺栓固定的调节阀则可以有九个安装位置（即垂直向上安装，向上倾斜22.5º，向上倾斜45º，向上倾斜67.5º，水平安装，向下倾斜22.5º，向下倾斜45º，向下倾斜67.5º和向下垂直安装）。

在这些安装位置中，最理想的是垂直向上安装，应该优先选择；向上倾斜的位置为其次，依次是22.5º、45º、67.5º；向下垂直安装为再次位置；最差的位置是水平安装，它与接近水平安装的向下倾斜67.5º，一般不被采纳。

（四）调节阀安装注意事项

（1）调节阀的箭头必须与介质的流向一致。

用于高压降的角式调节阀，流向是沿着阀芯底进测出。

（2）安装用螺纹连接的小口径调节阀时，必须要安装可以拆卸的活动连接件。

（3）调节阀应牢固地安装。

大尺寸的调节阀必须要有支撑，操作手轮要处于便于操作的位置。

（4）调节阀安装后，其机械传动应灵活，无松动和卡涩现象。

（5）调节阀要保证在全开到全闭或从全闭到全开的活动过程中，调节机构动作灵活且平稳。

（五）调节阀的二次安装

调节阀分为气开和气关两种。

气开阀是有气便开。

在正常状态下（指没有使用时的状态）调节阀是关闭的。

在工艺配管时，调节阀安装完毕，对气开阀来说还是关闭的。

当工艺配管要试压与吹扫时，没有压缩空气，打不开调节阀，只能把调节阀拆除，换上与调节阀两法兰间同等长度的细节。

这时，调节阀的安装工作已经结束。

拆下调节阀后，要注意保管拆下来的调节阀及其零、部、配件，如配好的铜管、电气保护管（包括挠性金属管）和阀门定位器、电气转化器、过滤器减压器、电磁阀、紧锁阀等，待试压、吹扫一结束，立即复位。

二次安装对调节阀是一个特殊情况，节流装置虽也存在二次安装问题，但它在吹扫前，没有安装孔板，而是厚垫或与孔板同样厚的假孔板，不存在拆下后又重新安装的问题。

二、气缸式气动执行器的安装

气缸式气动执行器多用在双位控制中，或作为紧急切断阀。

放在需要放空或排放或泄压的关键官道上。

用得最多的气缸式气动执行器是快速启闭阀，多用在易爆易燃的环境，如炼油厂的油罐的进出口阀门。

它可以手动开启和关闭（用手轮），也可以到现场按气动按钮快速启闭。

它的气源压力为0.5~0.7MPa，这是一般仪表空气总管的压力。

因此，它的配管采用1/2”镀锌水煤气管作为支管，其主管通常是1½”~2”的镀锌水煤气管。

安装时要注意的是气罐的垂直度（立式）或水平度（卧式）的控制。

气缸上下必须自如，不能有卡涩现象。

这种阀门的全行程时间短，一般为3秒左右，这就要求气源必须满足阀动作的需要。

为了保证这一点，气源管的阻力要尽可能小，通常选用较大口径的铜管与快速启闭阀相配，接头处与焊接处严防有漏、堵现象，否则气压不够，气量不足，阀的开关和四间就保证不了。

快速启闭气源管不允许有泄漏，稍有泄露，0.5~0.7MPa的气源就不够使用，阀或开、关不灵，或满足不了快速的要求。

快速启闭阀在控制室也可以遥控，接上限位开关，还可以在中控室实现灯光指示，这时的电气保护管、金属挠性管、开关的敷设和安装要符合防爆要求，也就是说零、部件必须是防爆的，有相应的防爆合格证。

安装要符合防爆规程的要求，严防出现疏漏，产生火花。

这种气缸式气动阀常用于放空阀、泄压阀、排污阀，在这些阀中，它作为执行器。

这几种阀是作为切断阀使用的，严防泄露。

因此，对这种阀的本体必须要进行仔细检查与试验，如阀体的强度试验、泄漏量试验。

必要时，阀要进行研磨。

这三种阀都属遥控阀，气源管一致配到控制室。

管道多用½”的镀锌水煤气管。

在小型装置中一般采用螺纹连接。

螺纹套完丝后，要清洗干净，不要把金属碎末留在管子里，以防0.5MPa的压力把它们吹到气缸里，卡死气缸壁与活塞的活动间隙，影响阀的运动。

在空分装置中，多用气缸或气动执行器作为蓄冷器的自动切换阀的执行器。

切断信号通过电/气转换，由电信号转换成气信号，其转换器是电磁阀。

所以自控系统或遥控系统，大多数情况是通过电信号到现场，在现场通过电/气转换（例如电磁阀）达到气动控制目的。

这种方式也是大中型装置常使用的方法。

三、电磁阀的安装

电磁阀是自控装置中常用的执行器，或者作为直接的执行阀使用。

电磁阀是电/气转换元件之一，电信号通电后（励磁）改变了阀芯与出气孔的位置，从而达到改变气路的目的。

常用的电磁阀有两通电磁阀、三通电磁阀、四通电磁阀和五通电磁阀，各有各的用处。

其主要功能就是通过出气孔的闭合与开启，改变其气路。

电磁阀有直流与交流两种，安装时，要注意其电压。

电磁阀的线圈都是用很细的铜丝（线）绕制而成，电压等级不一致，很容易烧断。

电磁阀的安装位置很重要。

通常电磁阀是水平安装的，这样可不考虑铁芯的重量。

若垂直安装，线圈的磁吸力不能克服铁芯的重力，电磁阀不能正常工作。

因此安装前，要仔细阅读说明书，弄清它的安装方式。

可以加强冷却，另一方面可以加一些润滑油，以减少其活动的阻力。

电磁阀的安装要用支架固定，有些阀在线圈动作时，振动过大，更要注意牢固地固定。

固定的方法通常是用角铁做成支架，用扁钢固定。

若电磁阀本身带固定螺丝孔，那么固定就简单多了。

电磁阀的配管、配线也要注意，配线除选择合适的电缆外，保护管一般为1/2”镀锌水煤气管或电气管，与电磁阀相连接的也要用绕行金属管。

若用在防爆、防火的场合，要注意负荷防爆防火的条件，电磁阀本身必须是防爆产品，挠性金属管的接头也必须是防爆的。

电磁阀的气源管是采用1/2”镀锌水煤气管。

有时也用φ18×3或φ14×2的无缝钢管。

1/2”镀锌水煤气管采用螺纹连接，φ18×3和φ14×2的无缝钢管采用焊接。

不管采用什么连接方式，管道配好后要进行试压与吹扫，要保持气源管的干净。

上述电磁阀的作用其实是电/气转换，作为直接控制用的电磁阀多用在操作不方便处的排污或放空。

这时，电磁阀直接接在工艺管道上，一般为DN50左右。

这类电磁阀是通过线圈的励磁或断磁，吸合伙排斥铁芯（或直接是阀芯，或通过铁芯带动阀芯）。

通过存在着铁芯或阀芯的重力问题。

安装时要仔细，不要安装错位置，以致电磁阀起不了作用。

这类阀门与工艺阀一样，需经过试压，包括强度试验与泄露量试验。

泄漏量不合格要求的电磁阀不能作为排污阀或放空阀。

这类阀门是与工艺介质直接接触，要注意介质是否有腐蚀性。

对腐蚀性介质要选择耐腐蚀性材质制造的阀芯。

对空气是腐蚀性的环境，电磁阀不宜使用。

因为它的线圈是铜制的，耐腐蚀性较差。

电磁阀在安装前，要测量其接电端子间的绝缘电阻，也要测量它们与地的绝缘电阻，并做好记录。

第二部分流量计的安装

转子流量计

转子流量计是由一个上大下小的锥管和置于锥管中可以上下移动的转子组成。

从结构特点上看，它要求安装在垂直官道上，垂直度要求较严，否则势必影响测量精度。

第二个要求是流体必须从下向上流动。

若流体从上向下流动，转子流量计便会失去功能。

转子流量计分为直标式、气转动与电转动三种形式。

对于流量计本身，只要掌握上述两个要点，就会较准确地测定流量。

还须注意的是转子流量计是一种非标准流量计。

因为其流量的大小与转子的几何形状、转子的大小、重量、材质、锥管的锥度，以及被测流体的雷诺数等有关，因此虽然在锥管上有刻度，但还附有修正曲线。

每一台转子流量计有其固有的特性，不能互换，特别是气、电远传转子流量计。

若转子流量计损坏，但其传动部分完好时，不能拿来就用，还须经过标定。

安装注意事项：

1、实际的系统工作压力不得超过流量计的工作压力；

2、应保证测量部分的材料、内部材料和浮子材质与测量介质相容；

3、环境温度和过程温度不得超过流量及规定的最大使用温度；

4、转子流量计必须垂直地安装在管道上，并且介质流向必须由下向上；

5、流量计法兰的额定尺寸必须与管道法兰相同；

6、为避免管道引起的变形，配合的法兰必须在自由状态对中，以消除应力；

7、为避免管道振动和最大限度减小流量计的轴向负载，管道应有牢固的支架支撑；

8、截流阀和控制流量都必须在流量计的下游；

9、直管道要求在上游侧5DN，下游侧3DN（DN是管道的通径）；

10、用于测量气体流量的流量计，应在规定的压力下校准。

如果气体在流量计的下游释放到大气中，转子的气体压力就会下降，引起测量误差。

当工作压力与流量计规定的校准压力不一致时，可在流量计的下游安装一个阀门来调节所需的工作压力。

对于电远传转子流量计，在安装时还应注意：

1、电缆直径为8~13mm；

2、电缆要有滴水点（电缆U形弯曲），以防雨水顺电缆进入接线盒；

3、电缆不能承受任何机械负载；

4、电缆进口处放完电缆后，必须用胶泥封口，同时把多余的电缆进出孔也用胶泥封住；

5、按规定妥善接地。

对危险地点的安装还应注意：

1、电源必须取自有可靠保证的安全电路的供电单元，或电源隔离变换器；

2、电源安装在危险场合外面或安装在一个适合的防爆罩子内；

3、要检查转子流量计是否有防爆等级证明，不符合条件的流量计不能在危险场合安装。

电磁流量计

一、安装场所的选择

安装场所的选择应注意以下条件。

环境温度为-10~+60℃，相对湿度为5%~95%RH（不结霜）。

如果安装地点容易受太阳暴晒，应当增加遮蔽设施。

仪表应避免强烈振动和过大的湿度变化，同时要防止腐蚀性液体的滴漏对仪表造成的损害。

仪表安装场所的磁场强度应小于400A/m。

二、配管设计

1、对安装管路的要求与直管段长度理想的管段配置应使电磁流量计的校准系数始终保持一致。

若电极平面处的流速分布同初校时有较大的差别时，仪表的使用中就有可能出现偏移。

而传感器上游管道连接处是引起流速分布畸变的主要因素。

流动干扰影响的精度数据未必能得到，国标GB/T18659—2002（idtISO9104：

1991）列举了渐缩管、上游阀、圆弧弯头最小直管段长度的要求。

2、调节阀的安装位置为防止测量管内的流体产生偏流和放空，避免在测量管处出现负压损坏衬里，流量的调节阀门应安装在传感器的下游。

3、加药位置为防止在测量管内导电流体导电率的不均匀，影响电磁流量计测量，在化工配比和流体消毒工艺管道测量时，药液的注入应在流量计的下游。

如果必须在上游注药，应在流量计上游较远处，建议在50D以外。

4、固-液、气-液混相分离的位置电磁流量计是体积流量测量仪表。

含有固-液、气-液两相混相流体测量时，所得到的测量体积是固-液、气-液两相混相流体总体积。

传感器在水平安装位置，混相中的气体容易分离到上部，固体容易沉淀到下部，因而造成测量误差，应避免这样的情况。

5、安装满足流体充满测量管的场所电磁流量计测量的流量是电极平面的平均流速与电极断面的面积的乘积。

只有流体充满测量管测量才能准确。

也就是说，只有流量计处于最低部位置的正确安装方法才能保证流体充满管道。

为满足气体均匀混合在液体中，传感器以垂直或倾斜姿势安装时，流体应自下而上流动。

为了满足流体充满测量管，应在低端位置安装阀门。

而且要满足流量计上游最小直管段的要求。

6、含有气泡的流体情况水平安装的流量计混入液体中的气体可能分离，并聚集在测量管的上方。

下游有弯头的情况，低位处的气体要向高位处聚集，因此流量计应安装在低位处。

阀门后面存在负压区，含有聚集的气体，气体可能进入测量管而影响测量，因此调节阀门应安装在流量计下游。

7、含有固体物质的流体液体中含有固体物（泥沙、小石子颗粒等）容易发生沉淀的情况，传感器应垂直安装，并且流体自下而上流动，以满足固-液两相处于混合的状态。

8、管路中有鱼和杂草的情况鱼在管道中的游动，会造成流量计输出的来回摆动；挂在电极附近的杂草的来回摆动也会引起流量计的输出不稳定。

在流量计上游入口处设置金属滤网挡住鱼和杂草进入测量管内。

9、防止负压的管路设置操作不当将引起传感器内产生负压。

例如，当同时关闭流量计上、下游的阀门，若流体的温度高于气温，冷却后收缩，使管内压力有形成负压的危险。

负压造成衬里与金属导管剥离，引起电极泄露。

在流量计附近加负压防止阀，打开阀门接通大气压，以防止在传感器内产生负压。

流量计下游接有垂直管道时，若用流量传感器上游阀门来关闭或调节流量，传感器测量管内将形成负压。

为了防止负压，需加背压或使用下游阀门来调节和关闭流量。

10、适当的维护空间大口径流量计往往安装在仪表井内，为了管道安装、接线、检查和维护的方便，需要留有适当的空间。

为了观测、接线和维护的方便，仪表安装应距离地面有一定的高度，以便于清洗、安装。

三、接液与接地

接液——流体是差动的差动信号的基准电位点，是使用电磁流量计重要条件之一。

1、金属管道接液依靠液体与传感器前后的金属管道接触，将金属管道与传感器的信号地点连接，作为流量差动信号的基准电位点。

但是，金属管道的材质往往与电极的材质不同，会形成高的共模直流电压，造成流量计输出地抖动。

2、接液环接液在非金属管道或金属管道具有衬里、绝缘涂层以及金属管道严重腐蚀的情况下，应在传感器的前后使用接液环（接地环）接液，以便获得信号的接液基准点。

为降低极化电压的影响，接液环材质耐腐蚀性能应与电极材质相同或相近。

3、接液电极接液当被测流体电导率比较高（如工业用水）、工艺管线比较长时，被测流体的体电阻几乎为零，使用接液电极能够确定地取得信号的基准电位。

同时，使用与测量电极相同材质的接液电极既可以大幅度节约仪表成本，又能够解决材质腐蚀问题。

4、接液短管接液在测量比较低的电导率流体时，被测流体的体电阻比较高。

利用接液环和接液面太小，相当于一个电位器的滑臂触点在电阻上滑动，因此容易产生信号的不稳定。

为此可以使用接液短管接液，加大与流体的接触面积，减小流体体电阻。

四、接线

接线应按信号线、励磁线、电源线和输出线分别穿管。

预防雨水在穿线管内存在，以使导线受潮降低强度。

接线端子盒内不得有结露霜现象，这会降低励磁线的绝缘强度。

在按照制造厂说明规定，使用电磁流量计接线时，应注意以下重要要求。

（1）具有等电位激励屏蔽信号电缆的接法是信号线芯线接电极端子，芯线外面的屏蔽层接转换器前置放大器激励屏蔽输出端子，最外层屏蔽线是接接液点端子（接液电极、接液环、接液短管或金属管道）。

万万不可把信号线外面的激励屏蔽线接到接液点端子或接大地。

（2）转换器的电流、脉冲（频率）、报警和控制输入输出信号，通常都是以集电极开路（OC门）形式由外部供直流电源。

在接线时，应根据现场的负载要求，在回路中串联适当的负载电阻。

如果是感性负载，应在感性负载的两端，并联一只钳位二极管，以防止电感线圈高的反峰电压击穿输出晶体管。

涡街流量计

涡街流量计的传感部分结构简单，安装比较方便，只是对安装位置选择格外严格，其安装要求如下。

1、传感器安装应选择在直管段较长、振动较小的地方，当管道振动较大时，应对管道加设固定支撑。

2、如果官道上安装有手操阀、控制阀等，传感器安装位置应选择在阀门上游侧5D以上的直管段上。

3、传感器的下游直管段长度通常在5D以上。

4、传感器上游直管段长度依据上游管道配管条件决定。

当上游管道上有调节（控制）阀门时，其上游直管段长度应在20D以上。

5、当上游管道上有扩径管（或一个弯头）时，上游直管段长度应大于10D。

6、当上游管道上有缩径管时，上游直管段长度应不小于5D。

7、对于蒸汽、气体流量的测量，由于涡街流量计是测速式流量计，测量的示值是体积流量，如果生产过程中温度、压力变化不大，可在流量计中设定温度、压力和密度，使流量计显示值为质量流量或标准立方米流量。

如果过程温度、压力波动较大，则显示值与实际值之间将会产生较大误差，这时需进行温度、压力补偿。

8、有关直管段的规定尚无统一标准，因产品的旋涡发生体外形及传感器元件检测方式的差异，如果有产品使用说明书，可参照说明书执行，或按施工图规定实施。

9、涡街流量计与工艺管道之间的连接，无论是分体型还是一体型，一般连接方式有插入式连接、法兰式连接和夹持式连接三种方式。

10、插入式连接方式多用于较大口径管道，插入式连接件有固定法兰式和法兰卡套组合式两种形式。

法兰卡套组合式对旋涡发生体插入深度和方向调整比较方便。

11、插入式安装方式应预制法兰连接短管，法兰规格、型式应与传感器部件法兰相符。

法兰短管应垂直焊接与工艺管道的正上方。

如果传感元件的插入深度结构为不可调节结构，则法兰短管高度应根据旋涡发声体中心定位于管道的轴心线位置来确定。

法兰短管焊接时，法兰螺栓孔的方位必须满足发生体前端面迎着流体的流向，法兰短管的轴线与管道轴线垂直相交。

12、夹持式安装方式，安装传感器应注意安装方向，其传感器箭头标志方向应与流体流向一致，另外，传感器通道轴线应与管道轴线重合，并垂直于水平管道安装。

13、法兰式安装方式，工艺管道法兰螺栓孔方位应符合传感器在水平管道上垂直安装的方位，传感器外壳上的箭头标志方向应与流体流向一致。

14、法兰式、夹持式安装，密封垫片的内径不可小于管道内径，更不可垫偏。

15、涡街流量计初装后与工艺管道一起试压，但是，在管道吹扫之前应将传感器从管道上卸下来，采用临时管件取代之，如法兰盖、法兰短接等。

在管道吹扫合格后方可把传感器正式装上。

16、转换器是涡街流量计的重要组成部分，安装形式比较简单，只需一根2”钢管支撑，钢管垂直或水平焊接于金属板上，用2”U形螺栓把转换器卡设固定在机架上。

为减小外部干扰，转换器安装的位置应尽可能靠近传感器的位置就位，并便于维护的地方，传感器与转换器之间用设备自带专用屏蔽电缆连接起来，同时应将传感器外壳接地与传感器接地同点接地，接地点宜在传感器侧。