差壓式流量計的應用與發(fā)展
一、概述
差壓式流量計(節(jié)流式、變壓降式)是一類歷史悠久、應用最廣泛的流量計,在各類流量儀表中其使用量占居首位(約70%)。近年來,由于各種新型流量計的問世,它的使用量百分數逐漸下降,但目前仍是最重要的一類流量計。 2 在充滿流體的管道內,安裝一個節(jié)流件(如孔板、噴嘴等),當流體流過時,由于管道面積突然減小,流束成局部收縮,部分位能轉化為動能,收縮截面處流體的平均流速增加該處的靜壓就降低,節(jié)流件的上游側和下游測(或喉部)之間產生一個靜壓差,根據連續(xù)性方程和伯努利方程,就可以進行流量測量。差壓式流量計是根據安裝于管道中流量檢測件產生的差壓,已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。但必須滿足流體條件。如下: 1、根據GB/T2624 50mmD1000mm, 0.1 0.75(推薦0.40.65) 2、流體必須充滿管道,并連續(xù)流動。 3、不應發(fā)生物態(tài)變化(單相流) 4、流體流束必須與管道軸平行,不得有旋轉流或偏心流。
二、分類
差壓式流量計品種較多,目前市場上經常使用的差壓式流量計有:孔板流量計、楔式流量計、V錐流量計、阿牛巴流量計、威力巴流量計、托巴管流量計、彎管流量計、明渠流量計等。 標準節(jié)流元件包括標準孔板、標準噴嘴和文丘里管三類。非標準節(jié)流元件用途節(jié)流件名稱低雷諾數節(jié)流裝置 1/4圓孔板、錐形入口孔板、雙重孔板測量臟污流體裝置圓缺孔板、偏心孔板、楔形孔板低壓損裝置通用文丘里管、彎管、環(huán)形管、均速管小管徑裝置一體化小孔板、內藏孔板、國標小孔板寬范圍度裝置線性孔板臨界流裝置臨界流文丘里噴嘴
三、孔板優(yōu)缺點
標準孔板是一塊具有圓形開孔的金屬薄板,圓孔壁與孔板前端面成直角,安裝時孔板軸心與管道軸線同心??装逡延袊H標準(ISO 5167)。測出孔板兩端壓差,按此標準即可算出具有一定精確度的流量值。 4 孔板取壓方式在國際標準中規(guī)定為徑距取壓、法蘭取壓和角接取壓(取壓孔緊靠孔板)3種。標準孔板可以采用角接取壓、法蘭取壓或徑距取壓;標準噴嘴采用角接取壓;長頸噴嘴采用徑距取壓;文丘里噴嘴上游采用角接取壓,下游采用理論取壓;經典文丘里管上游采用管接取壓,下游采用理論取壓;標準孔板是節(jié)流裝置中結構最簡單,適應性最強的一種產品。優(yōu)點:原理簡單,結構牢固,性能穩(wěn)定可靠,使用壽命長;應用范圍廣泛,至今尚無任何一類流量計可與之相比擬;標準化程度高。檢測件與變送器、顯示儀表分別由不同廠家生產,便于規(guī)模經濟生產。不需要實流標定;缺點:測量精度普遍偏低(標稱1~2%,實際應用3~5%);測量范圍窄,量程比一般僅3:1~ 4:1;現場安裝內容較多,要求較高;容易出現泄漏、堵塞等問題;壓損大(指孔板、噴嘴等);
四、計算選型
1. 選型 1)節(jié)流裝置 a 一般流體的流量測量,宜選用標準節(jié)流裝置; b 特殊情況下的流體測量,可選用非標準節(jié)流裝置; 2)差壓式流量計宜采用法蘭取壓或角接取壓方式, 3)差壓范圍的選擇應根據計算確定,等級宜為6、10、16、25、40、60kPa。 五、安裝 1. 節(jié)流裝置安裝要求: a節(jié)流元件前端面必須與管道軸線垂直,允許最大不垂直度不大于1°。 b密封墊片不應凸入管道內,若為環(huán)室取壓時,則密封墊不應凸入環(huán)室內。 c對新增管道系統(tǒng),必須先經掃線后,再安裝節(jié)流裝置,以防雜物堵塞和損傷節(jié)流裝置,并注意流體流向和節(jié)流裝置方向是否相符。 d節(jié)流裝置一般不宜在垂直管道安裝,必須垂直安裝時液體流向應自下而上,氣體、飽和蒸汽、濕氣體宜自上而下。 e 取壓孔方位如下圖所示:圖 取壓口方位 5 2. 對管道要求: a節(jié)流上、下游必須保證最小直管段長度,最小直管段長度與上游阻力件形式有關,見[2]相關規(guī)定。 b在節(jié)流件附近,介質必須充滿管道,若需裝隔離閥,則應選閘閥而且在運行中全開,若選調節(jié)閥應裝在下游5D之后。對導壓管要求: a導壓管的長度和最小內徑 * 差壓變送器應盡量靠近節(jié)流裝置,導壓管長度一般<15m,推薦10m2。 * 壓力等級16MPa,導壓管壁厚一般采用4mm和3mm; * 壓力等級16MPa,導壓管壁厚一般采用3mm和2mm; b為了保證排出導壓管中的空氣和凝液,導壓管最好保持垂直或傾斜敷設,傾斜度應保持1:10~1:20,對高粘度流體,其傾斜度還應增大,當差壓導壓管大于30m時,導壓管應分段傾斜,在最高點和最低點分裝集氣器(或排氣閥)和沉降器(或排污閥)。對高溫氣液體要加冷凝器. c導壓管應盡量靠近敷設,注意高溫及防凍,導壓管彎曲處,必須圓弧過度,曲率半徑不小于管外徑10倍。 3. 節(jié)流裝置輔件節(jié)流件及輔件包括(孔標、噴嘴等)法蘭、環(huán)室、緊固件、頂絲、密封墊、引壓管、截止閥、三閥組和輔助容器等。輔助容器主要技術參數和用途如下:序號名稱用途 1 冷凝器蒸汽及高溫流體測量進入差壓變送器 2 隔離器高粘度、高腐蝕、高凍結、高析出固體時避免進入差壓儀表 3 集氣器測量液體流量時,隨時收集和定期拔出導壓管中氣體 4 沉降器測量液體流量時,定期排出管道中污物或氣體中殘夜 六、 總結 至今,差壓式流量計仍因其簡明、可靠的固有原理,在工業(yè)流量測控領域起著無法替代的作用,在選型、計算和安裝等方面采用正確和合理的方式,將對差壓式流量計的應用和發(fā)展有著重要的意義。
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