差壓式流量計(jì)的應(yīng)用與發(fā)展
一、概述
差壓式流量計(jì)(節(jié)流式、變壓降式)是一類歷史悠久、應(yīng)用最廣泛的流量計(jì),在各類流量?jī)x表中其使用量占居首位(約70%)。近年來(lái),由于各種新型流量計(jì)的問(wèn)世,它的使用量百分?jǐn)?shù)逐漸下降,但目前仍是最重要的一類流量計(jì)。 2 在充滿流體的管道內(nèi),安裝一個(gè)節(jié)流件(如孔板、噴嘴等),當(dāng)流體流過(guò)時(shí),由于管道面積突然減小,流束成局部收縮,部分位能轉(zhuǎn)化為動(dòng)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(cè)和下游測(cè)(或喉部)之間產(chǎn)生一個(gè)靜壓差,根據(jù)連續(xù)性方程和伯努利方程,就可以進(jìn)行流量測(cè)量。差壓式流量計(jì)是根據(jù)安裝于管道中流量檢測(cè)件產(chǎn)生的差壓,已知的流體條件和檢測(cè)件與管道的幾何尺寸來(lái)計(jì)算流量的儀表。但必須滿足流體條件。如下: 1、根據(jù)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(dòng)。 3、不應(yīng)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(zhuǎn)流或偏心流。
二、分類
差壓式流量計(jì)品種較多,目前市場(chǎng)上經(jīng)常使用的差壓式流量計(jì)有:孔板流量計(jì)、楔式流量計(jì)、V錐流量計(jì)、阿牛巴流量計(jì)、威力巴流量計(jì)、托巴管流量計(jì)、彎管流量計(jì)、明渠流量計(jì)等。 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件包括標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴和文丘里管三類。非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件用途節(jié)流件名稱低雷諾數(shù)節(jié)流裝置 1/4圓孔板、錐形入口孔板、雙重孔板測(cè)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(nèi)藏孔板、國(guó)標(biāo)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(diǎn)
標(biāo)準(zhǔn)孔板是一塊具有圓形開(kāi)孔的金屬薄板,圓孔壁與孔板前端面成直角,安裝時(shí)孔板軸心與管道軸線同心??装逡延袊?guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO 5167)。測(cè)出孔板兩端壓差,按此標(biāo)準(zhǔn)即可算出具有一定精確度的流量值。 4 孔板取壓方式在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)孔板可以采用角接取壓、法蘭取壓或徑距取壓;標(biāo)準(zhǔn)噴嘴采用角接取壓;長(zhǎng)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(jīng)典文丘里管上游采用管接取壓,下游采用理論取壓;標(biāo)準(zhǔn)孔板是節(jié)流裝置中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單,適應(yīng)性最強(qiáng)的一種產(chǎn)品。優(yōu)點(diǎn):原理簡(jiǎn)單,結(jié)構(gòu)牢固,性能穩(wěn)定可靠,使用壽命長(zhǎng);應(yīng)用范圍廣泛,至今尚無(wú)任何一類流量計(jì)可與之相比擬;標(biāo)準(zhǔn)化程度高。檢測(cè)件與變送器、顯示儀表分別由不同廠家生產(chǎn),便于規(guī)模經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。不需要實(shí)流標(biāo)定;缺點(diǎn):測(cè)量精度普遍偏低(標(biāo)稱1~2%,實(shí)際應(yīng)用3~5%);測(cè)量范圍窄,量程比一般僅3:1~ 4:1;現(xiàn)場(chǎng)安裝內(nèi)容較多,要求較高;容易出現(xiàn)泄漏、堵塞等問(wèn)題;壓損大(指孔板、噴嘴等);
四、計(jì)算選型
1. 選型 1)節(jié)流裝置 a 一般流體的流量測(cè)量,宜選用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置; b 特殊情況下的流體測(cè)量,可選用非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置; 2)差壓式流量計(jì)宜采用法蘭取壓或角接取壓方式, 3)差壓范圍的選擇應(yīng)根據(jù)計(jì)算確定,等級(jí)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(yīng)凸入管道內(nèi),若為環(huán)室取壓時(shí),則密封墊不應(yīng)凸入環(huán)室內(nèi)。 c對(duì)新增管道系統(tǒng),必須先經(jīng)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(shí)液體流向應(yīng)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(duì)管道要求: a節(jié)流上、下游必須保證最小直管段長(zhǎng)度,最小直管段長(zhǎng)度與上游阻力件形式有關(guān),見(jiàn)[2]相關(guān)規(guī)定。 b在節(jié)流件附近,介質(zhì)必須充滿管道,若需裝隔離閥,則應(yīng)選閘閥而且在運(yùn)行中全開(kāi),若選調(diào)節(jié)閥應(yīng)裝在下游5D之后。對(duì)導(dǎo)壓管要求: a導(dǎo)壓管的長(zhǎng)度和最小內(nèi)徑 * 差壓變送器應(yīng)盡量靠近節(jié)流裝置,導(dǎo)壓管長(zhǎng)度一般<15m,推薦10m2。 * 壓力等級(jí)16MPa,導(dǎo)壓管壁厚一般采用4mm和3mm; * 壓力等級(jí)16MPa,導(dǎo)壓管壁厚一般采用3mm和2mm; b為了保證排出導(dǎo)壓管中的空氣和凝液,導(dǎo)壓管最好保持垂直或傾斜敷設(shè),傾斜度應(yīng)保持1:10~1:20,對(duì)高粘度流體,其傾斜度還應(yīng)增大,當(dāng)差壓導(dǎo)壓管大于30m時(shí),導(dǎo)壓管應(yīng)分段傾斜,在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)分裝集氣器(或排氣閥)和沉降器(或排污閥)。對(duì)高溫氣液體要加冷凝器. c導(dǎo)壓管應(yīng)盡量靠近敷設(shè),注意高溫及防凍,導(dǎo)壓管彎曲處,必須圓弧過(guò)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(biāo)、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(shù)參數(shù)和用途如下:序號(hào)名稱用途 1 冷凝器蒸汽及高溫流體測(cè)量進(jìn)入差壓變送器 2 隔離器高粘度、高腐蝕、高凍結(jié)、高析出固體時(shí)避免進(jìn)入差壓儀表 3 集氣器測(cè)量液體流量時(shí),隨時(shí)收集和定期拔出導(dǎo)壓管中氣體 4 沉降器測(cè)量液體流量時(shí),定期排出管道中污物或氣體中殘夜 六、 總結(jié) 至今,差壓式流量計(jì)仍因其簡(jiǎn)明、可靠的固有原理,在工業(yè)流量測(cè)控領(lǐng)域起著無(wú)法替代的作用,在選型、計(jì)算和安裝等方面采用正確和合理的方式,將對(duì)差壓式流量計(jì)的應(yīng)用和發(fā)展有著重要的意義。
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