孔板流量計
孔板流量計是將標準孔板與多參數差壓變送器(或差壓變送器、溫度變送器及壓力變送器)配套組成的高量程比差壓流量裝置,可測量氣體、蒸汽、液體及引的流量,廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領(lǐng)域的過(guò)程控制和測量。節流裝置又稱(chēng)為差壓式流量計,是由一次檢測件(節流件)和二次裝置(差壓變送器和流量顯示儀)組成廣泛應用于氣體。蒸汽和液體的流量測量。具有結構簡(jiǎn)單,維修方便,性能穩定。在已知有關(guān)參數的條件下,根據流動(dòng)連續性原理和伯努利方程可以推導出差壓與流量之間的關(guān)系而求得流量。 其基本公式如下: c-流出系數 無(wú)量綱 d-工作條件下節流件的節流孔或喉部直徑 D-工作條件下上游管道內徑 qm-質(zhì)量流量 Kg/s qv-體積流量 m3/s ?-直徑比d/D 無(wú)量綱 流體的密度Kg/m3 可膨脹性系數 無(wú)量綱 環(huán)室取壓標準孔板 、 環(huán)室取壓標準孔板 鉆孔取壓標準孔板 壓透鏡墊孔板 孔板流量計是將標準孔板、智能差壓變送器、三閥組、智能流量積算儀配套組成的,又稱(chēng)差壓式流量計、平衡流量計,具有量程比差壓流量裝置,可測量氣體、蒸汽、液體的流量。廣泛應用于石油、化工、冶、電力、供熱、供水等域的過(guò)程控制和測量。 在充滿(mǎn)管道的流體,當它們流經(jīng)管道內的節流裝置時(shí),流束將在節流裝置的節流件處形成局部收縮,從而使流速增加,靜壓力低,于是在節流件前后便產(chǎn)生了壓力降,即壓差,介質(zhì)流動(dòng)的流量越大,在節流件前后產(chǎn)生的壓差就越大,所以孔板流量計可以通過(guò)測量壓差來(lái)衡量流體流量的大小。這種測量方法是以能量守衡定律和流動(dòng)連續性定律為基準的。 孔板流量計節流裝置(孔板流量計)是集流量、溫度、壓力檢測功能于體,并能進(jìn)行溫度、壓力自動(dòng)補償的新代流量計,該孔板流量計采用先進(jìn)的微機技術(shù)與微功耗新技術(shù),功能強,結構緊湊,操作簡(jiǎn)單,使用方便。 孔板流量計正常使用條件: (1)工藝介質(zhì)要持續的通過(guò)孔板流量計而且要充滿(mǎn)導壓管管,否則流量將無(wú)法測量。例如棒磨機給水流量無(wú)指示,儀表工到現場(chǎng)檢查變送器打開(kāi)排污有少量水流出,認為是導壓管堵塞了,用氮氣吹,發(fā)現是通的,仔細檢查后發(fā)現節流元件安裝在靠近出水口附近(常壓),而且管道又再處(距地面11m)水沒(méi)有充滿(mǎn)工藝管道。建議把孔板流量計移位,后來(lái)把孔板移到距地面7米左右的橫管段,這時(shí)水能滿(mǎn)管流量指示正常。 (2)被測介質(zhì)在物理上和熱力學(xué)上必須是均勻的單相流體。 (3)被測介質(zhì)流經(jīng)節流裝置時(shí)不得發(fā)生相變;即使導壓管內發(fā)生相變也不行。 (4)節流裝置所測得被測介質(zhì)必須是穩定流,或被測介質(zhì)是穩定的緩慢變化的,不適用于動(dòng)流和臨界的流量測量。 (5)流束應與管道平行,不得有旋轉流。 安裝要求 節流裝置的安裝和適用于下列管段和管件有關(guān):節流件上游側第一阻力件、第二阻力件,節流件下右側第一阻力件,從節流件上游第二阻力件到下游第一阻力件之間的管段以及差壓訊號管路等。 ( 1) 節流件前后的直管段必須是直的,不得有肉眼可見(jiàn)的彎曲。 注: 1、上表只對標準節流裝置而言,對特殊節流裝置可供參考 2、列數系為管內徑 D 的倍數。 3、 上表括號外的數字為“附加相對極限誤差為零”的數值,括號內的數字為“附加相對極限誤差為± 0.5%”的數值。即直管段長(cháng)度中有一個(gè)采用括號內的數值時(shí), 流量測量的極限相對誤差 τ Q/Q。應再算術(shù)相加 0.5%亦即( τ Q/Q+0.5)% 4、 若實(shí)際直管段長(cháng)度大于括號內數值,而小于括號外的數值時(shí),需按“附加極限相對誤差為 0.5%”處理。 二、 被測流體為氣體時(shí),為防止液體 截止閥 導壓管(冷凝液)進(jìn)入導壓管,取壓口應處工藝管道中心管道上方線(xiàn)上插≤ 45°的位置,正負取壓口處于與管道對稱(chēng)位置時(shí),兩者應在同一水平線(xiàn)上(見(jiàn)下圖)。 三、被測流體為蒸汽時(shí),應保證冷凝器中冷凝液面恒定和正負導壓管上的冷凝面高度一致,正負壓口處于與管道對稱(chēng)位置時(shí),兩者應在同一水平面上(見(jiàn)下圖 ) 上述三種取壓口的安裝量式,均可與管道對稱(chēng)和管道的同一側進(jìn)行安裝。 (9) 安裝差壓信號 按 1:10 傾斜度敷設。
PN≤2.5
4.0≤PN≤6.4
PN≤2.5
PN≤10
PN≤10
PN≤2.5
PN22,32
4.0≤PN≤6.4
( 2) 安裝節流件用得直管段應該是光滑的,如不光滑,流量系數應乘以粗糙度修正稀疏。
( 3) 為保證流體的流動(dòng)在節流件前 1D 出形成充分發(fā)展的紊流速度分布,而且使這種分布成均勻的軸對稱(chēng)形,所以直管段必須是圓的,而且對節流件前 2D 范圍,其圓度要求其甚為嚴格,并且有一定的圓度指標。具體衡量方法:
( 4) 節流件前 OD,D/2, D, 2D4 個(gè)垂直管截面上,以大至相等的角距離至少分別測量 4 個(gè)管道內徑單測值,取平均值 D。任意內徑單測量值
與平均值之差不得超過(guò)± 0.3%。
( 5) 在節流件后,在 OD 和 2D 位置用上述方法測得 8 個(gè)內徑單測值,任
意單測值與 D 比較,其最大偏差不得超過(guò)± 2%。
(6)節流件前后要求一段足夠長(cháng)的直管段, 這段足夠長(cháng)的直管段和節流件前的局部阻力件形式有關(guān)和直徑比 β有關(guān), 見(jiàn)表 1(β =d/D, d 為孔板開(kāi)孔直徑, D 為管道內徑)。
( 7) 節流件上游側第一阻力件和第二阻力件之間的直管段長(cháng)度可按第二阻力件的形式和 β =0。7(不論實(shí)際 β值是多少)取表一所列數值的 1/2。
( 8) 節流件上游側為敞開(kāi)空間或直徑≥ 2D 大容器時(shí),則敞開(kāi)空間或大容器與節流件之間的直管長(cháng)不得小于 30D( 15D)。若節流件和敞開(kāi)空間或大容器之間尚有其它局部阻力件時(shí),則除在節流件與局部阻力件之間設有附合表 1 上規定的最小直管段長(cháng) 1 外,從敞開(kāi)空間到節流件之間的直管段總長(cháng)也不得小于 30D( 15D)。
節流件上下游側的最小直管段長(cháng)度表
(1) 直流件安裝在管道中,其前端面必須與管道軸線(xiàn)垂直,允許的最大不垂直度不得超過(guò)± 1°。
(2) 節流件安裝在管道中后,其開(kāi)孔必須與管道同心,其允許的最大不同心度 ε 不得超過(guò)下列公式計算結果 : ε≤0.015D( 1/ β-1 )。
(3) 所有墊片不能用太厚的材料,最好不超過(guò) 0.5mm,墊片不能突出管壁內否則可能引起很大的測量誤差。
(4) 凡是調節流量用的閥門(mén),應裝在節流件后最小值管段長(cháng)度以外。
(5) 節流裝置在工藝管道上的安裝,必須在管道清洗吹掃后進(jìn)行。
(6) 在水平或傾斜管道安裝的節流裝置的取壓方式。
一、被測流體為液體時(shí),為防止氣泡進(jìn) 工藝管道入導壓管,取壓口應處于工藝管道中心線(xiàn)下偏≤45°的位置上,正負取壓口處于與管道對稱(chēng)位置時(shí),兩者應在同一水平面上(如下圖)。
(7) 安裝節流裝置的管道處于垂直時(shí),冷凝器應處于同一水平位置上,這樣可以消除因取壓孔位置高度不同而引起的測量誤差。
(8) 導壓管應按被測流體的性質(zhì)和參數使用耐壓,耐腐蝕的材質(zhì)制造,其內徑不得小于 6 ㎜長(cháng)度最好在 16M之內,視被測流體性質(zhì)而安,不同長(cháng)度下的最小內徑(見(jiàn)下表)。