流量计在船舶上的应用浅析

　　摘 要：现代智能船舶需要采集很多信号，而流量信号就是其中的一个很重要信号。通过流量我们能清楚地知道船上燃料的使用情况，这对船舶的智能管理起到了一个很好的帮助。本文主要介绍船上常用流量计的原理及应用，并通过一些案例来进一步阐述流量计在船上的作用。

　　关键词：智能船舶;流量计;信号;流量

　　现代船舶对资源的节约利用以及环境的保护要求越来越高。如何尽量节省燃料，减少污染排放，是所有现代造船企业都要思考和面对的课题。除了使用清洁能源和脱硫之外，尽量合理地使用燃料也是非常重要的，而如何控制和节约燃料的使用，就必须对燃料的使用有一个精准的测量，因此流量计在当中就起到一个很重要的作用。流量计除了能监控船上燃料的使用，同时还能帮助发现和解决一些问题。

　　一、船上流量计常见的种类结构及原理

　　流量計按原理可以分为差压式流量计、靶式流量计、容积式流量计、涡轮流量计、电磁流量计、热式质量流量计等。船上用的比较多的就是差压式流量计和容积式流量计以及转子流量计。以下主要介绍这三种流量计。

　　(一)差压式流量计

　　差压式流量计是由节流装置、导压管和差压变送器组成。流体流经节流装置后，节流原件使流束局部收缩，同时使流体产生了局部涡流损耗，从而使流体在节流装置两侧产生了静压差，流速越大，静压差越大。之后两侧的压力再通过导压管传到差压变送器，这样差压变送器就可以计算出流体的流速。孔板式流量计可用于液体、气体和蒸汽的流量测量，并适用于高温高压的工况。我们船上有相当多的地方就会用到这种流量计，例如锅炉给水管路，隔舱热乙二醇加热系统。这些系统上都安装了孔板式流量计。

　　(二)容积式流量计

　　容积式流量计在流量仪表中是精度较高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，通过计算流体排放的次数就可以计算出流体的总量。而我们船上供油单元系统以及滑油日用系统上就有很多这样的流量计。它们就是容积式流量计中的刮板流量计。这种流量计是由流量计壳体和里面的内转子及四块石墨刮板组成。这四块刮板可以在转子内做径向滑动，它们把壳体分成几个小的腔室。当液体进入流量计后，在流量计进出口压差的作用下，液体推动石墨刮片让转子转动起来，同时刮片在转子内滑动，这样液体就会被不断均匀地推出流量计。通过检测内转子上的检测点，就可以计算出单位时间内转子转动的次数。由于转子每次转动排出的液体体积相等，就可以计算出流量。这种流量计的优点除了可以计算总流量外，还可以计算瞬时流量，但它有一个缺点就是整个管路必须干净，否则容易卡死，从而使供给系统失效。

　　(三)转子式流量计

　　转子式流量计的工作原理是浮子在测量管中，随着流量的变化，将浮子向上移动，当测量管内流体对转子的动压力，转子在流体中的浮力和转子自身的重力，这三者达到一个平衡时，这个时候转子就会停在某个位置不动。此时浮子与孔板间的流通环隙面积保持一定。环隙面积与浮子的上升高度成正比，即浮子在测量管中上升的位置代表流量的大小，这样就可以计算出流经管路中的流量。转子流量计一般用在小流量介质单一的系统中，比如艉管管系的控制空气系统以及可燃气体探测系统，而这些系统流量都不是很大。同时转子流量计结构简单，而且可以用于易燃易爆的危险场合。

　　二、流量计在船上的具体使用及问题分析

　　现代船舶尤其是智能船舶，它对船上的燃料和能源的使用都要求进行测量和实时的监控。例如发电机供油单元系统，它上面就安装了很多流量计，不光在进口管路，在出口管路上也安装了流量计，这样就可以通过这一组流量计来分析出瞬时的流量使用情况。流量计的信号经过传感器转换到监测报警系统。在控制面板上可以实时的察看到管路中燃油的流量。当发电机运行时，进口的流量减去出口的流量就是发电机的消耗量。通过瞬时流量，电脑还能累积计算出发电机总的消耗量，而且通过油舱的液位遥测系统我们还能互相验证整个燃料系统的使用情况和准确度。现代船舶的能效管理系统就会收集这些信号，然后通过网络信号传输到岸上的控制中心。这样岸上人员就可以对船上油料的使用进行监控，同时还能通过曲线进行预防监测，提醒船上的人员。在知晓了船上燃油的使用情况，就可以大概推算出船只可以续航的里程，所以流量计在智能船舶的管理中是起到了一个很重要的作用。

　　(一)刮板式流量计使用及问题分析

　　发电机在使用的过程中，如果某个流量计突然不工作，那就很可能是流量计卡住了，这个时候流量的读数就会变成0，由此就可以判断出是这个地方出现了问题，系统就会给出报警，这样我们就可以发现问题，更换备机，然后关闭有问题的管路的进出口阀，把流量计进行拆开清洁。由于这钟刮板式流量计结构简单，所以可以比较容易进行拆装，但是需要注意的是，由于这种流量计内的刮板是石墨材质，比较容易损坏，所以我们拆装的时候就必须要仔细，同时里面的垃圾必须清除干净，避免二次拆装，而且这种流量计结构相对比较对称，所以里面元件的方向以及安装位置必须准确，这样才能保证安装正确性。这种刮板式流量计在我们调试使用过程中，就遇到了很多流量计卡死的问题。在拆卸后发现很多都是由于管路的投油不彻底，里面垃圾没有弄干净，以及安装法兰的时候破损的垫片，这些都会导致流量计卡死。除了这些之外，有可能有些流量计保养不当或者放置时间过长，从而里面的金属件生锈，所以不管是什么原因，当拆开之后，不仅要清洁干净，同时也要把里面的锈打磨掉，把里面的划伤元件进行修复打磨，使之顺滑，这样才不会影响它的使用。如何避免这个问题?那就需要调试的前道工序必须到位，管路酸洗干净，以及管路的串油工作必须仔细，确保管路内没有垃圾。类似于这种刮板式流量计，在使用重油的情况下发生问题会更难处理，因为整个管路的温度都比较高，这样使得流量计也很烫手，并且由于使用的是重油也比较难以清洁，所以就必须用柴油进行清洁冷却，这样不光温度能够降低，而且柴油可以很好地洗去流量计内的燃油，这样清洁安装起来就会比较方便。

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