孔板流量計(jì)
孔板流量計(jì)是將標(biāo)準(zhǔn)孔板與多參數(shù)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(cè)量氣體、蒸汽、液體及引的流量,廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領(lǐng)域的過程控制和測(cè)量。節(jié)流裝置又稱為差壓式流量計(jì),是由一次檢測(cè)件(節(jié)流件)和二次裝置(差壓變送器和流量顯示儀)組成廣泛應(yīng)用于氣體。蒸汽和液體的流量測(cè)量。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維修方便,性能穩(wěn)定。在已知有關(guān)參數(shù)的條件下,根據(jù)流動(dòng)連續(xù)性原理和伯努利方程可以推導(dǎo)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(shù) 無量綱 d-工作條件下節(jié)流件的節(jié)流孔或喉部直徑 D-工作條件下上游管道內(nèi)徑 qm-質(zhì)量流量 Kg/s qv-體積流量 m3/s ?-直徑比d/D 無量綱 流體的密度Kg/m3 可膨脹性系數(shù) 無量綱 環(huán)室取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板 、 環(huán)室取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板 鉆孔取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板 壓透鏡墊孔板 孔板流量計(jì)是將標(biāo)準(zhǔn)孔板、智能差壓變送器、三閥組、智能流量積算儀配套組成的,又稱差壓式流量計(jì)、平衡流量計(jì),具有量程比差壓流量裝置,可測(cè)量氣體、蒸汽、液體的流量。廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶、電力、供熱、供水等域的過程控制和測(cè)量。 在充滿管道的流體,當(dāng)它們流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流裝置時(shí),流束將在節(jié)流裝置的節(jié)流件處形成局部收縮,從而使流速增加,靜壓力低,于是在節(jié)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(jié)流件前后產(chǎn)生的壓差就越大,所以孔板流量計(jì)可以通過測(cè)量壓差來衡量流體流量的大小。這種測(cè)量方法是以能量守衡定律和流動(dòng)連續(xù)性定律為基準(zhǔn)的。 孔板流量計(jì)節(jié)流裝置(孔板流量計(jì))是集流量、溫度、壓力檢測(cè)功能于體,并能進(jìn)行溫度、壓力自動(dòng)補(bǔ)償?shù)男麓髁坑?jì),該孔板流量計(jì)采用先進(jìn)的微機(jī)技術(shù)與微功耗新技術(shù),功能強(qiáng),結(jié)構(gòu)緊湊,操作簡(jiǎn)單,使用方便。 孔板流量計(jì)正常使用條件: (1)工藝介質(zhì)要持續(xù)的通過孔板流量計(jì)而且要充滿導(dǎo)壓管管,否則流量將無法測(cè)量。例如棒磨機(jī)給水流量無指示,儀表工到現(xiàn)場(chǎng)檢查變送器打開排污有少量水流出,認(rèn)為是導(dǎo)壓管堵塞了,用氮?dú)獯担l(fā)現(xiàn)是通的,仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)節(jié)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)水沒有充滿工藝管道。建議把孔板流量計(jì)移位,后來把孔板移到距地面7米左右的橫管段,這時(shí)水能滿管流量指示正常。 (2)被測(cè)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(cè)介質(zhì)流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)不得發(fā)生相變;即使導(dǎo)壓管內(nèi)發(fā)生相變也不行。 (4)節(jié)流裝置所測(cè)得被測(cè)介質(zhì)必須是穩(wěn)定流,或被測(cè)介質(zhì)是穩(wěn)定的緩慢變化的,不適用于動(dòng)流和臨界的流量測(cè)量。 (5)流束應(yīng)與管道平行,不得有旋轉(zhuǎn)流。 安裝要求 節(jié)流裝置的安裝和適用于下列管段和管件有關(guān):節(jié)流件上游側(cè)第一阻力件、第二阻力件,節(jié)流件下右側(cè)第一阻力件,從節(jié)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(hào)管路等。 ( 1) 節(jié)流件前后的直管段必須是直的,不得有肉眼可見的彎曲。 注: 1、上表只對(duì)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置而言,對(duì)特殊節(jié)流裝置可供參考 2、列數(shù)系為管內(nèi)徑 D 的倍數(shù)。 3、 上表括號(hào)外的數(shù)字為“附加相對(duì)極限誤差為零”的數(shù)值,括號(hào)內(nèi)的數(shù)字為“附加相對(duì)極限誤差為± 0.5%”的數(shù)值。即直管段長(zhǎng)度中有一個(gè)采用括號(hào)內(nèi)的數(shù)值時(shí), 流量測(cè)量的極限相對(duì)誤差 τ Q/Q。應(yīng)再算術(shù)相加 0.5%亦即( τ Q/Q+0.5)% 4、 若實(shí)際直管段長(zhǎng)度大于括號(hào)內(nèi)數(shù)值,而小于括號(hào)外的數(shù)值時(shí),需按“附加極限相對(duì)誤差為 0.5%”處理。 二、 被測(cè)流體為氣體時(shí),為防止液體 截止閥 導(dǎo)壓管(冷凝液)進(jìn)入導(dǎo)壓管,取壓口應(yīng)處工藝管道中心管道上方線上插≤ 45°的位置,正負(fù)取壓口處于與管道對(duì)稱位置時(shí),兩者應(yīng)在同一水平線上(見下圖)。 三、被測(cè)流體為蒸汽時(shí),應(yīng)保證冷凝器中冷凝液面恒定和正負(fù)導(dǎo)壓管上的冷凝面高度一致,正負(fù)壓口處于與管道對(duì)稱位置時(shí),兩者應(yīng)在同一水平面上(見下圖 ) 上述三種取壓口的安裝量式,均可與管道對(duì)稱和管道的同一側(cè)進(jìn)行安裝。 (9) 安裝差壓信號(hào) 按 1:10 傾斜度敷設(shè)。
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(jié)流件用得直管段應(yīng)該是光滑的,如不光滑,流量系數(shù)應(yīng)乘以粗糙度修正稀疏。
( 3) 為保證流體的流動(dòng)在節(jié)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(duì)稱形,所以直管段必須是圓的,而且對(duì)節(jié)流件前 2D 范圍,其圓度要求其甚為嚴(yán)格,并且有一定的圓度指標(biāo)。具體衡量方法:
( 4) 節(jié)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(cè)量 4 個(gè)管道內(nèi)徑單測(cè)值,取平均值 D。任意內(nèi)徑單測(cè)量值
與平均值之差不得超過± 0.3%。
( 5) 在節(jié)流件后,在 OD 和 2D 位置用上述方法測(cè)得 8 個(gè)內(nèi)徑單測(cè)值,任
意單測(cè)值與 D 比較,其最大偏差不得超過± 2%。
(6)節(jié)流件前后要求一段足夠長(zhǎng)的直管段, 這段足夠長(zhǎng)的直管段和節(jié)流件前的局部阻力件形式有關(guān)和直徑比 β有關(guān), 見表 1(β =d/D, d 為孔板開孔直徑, D 為管道內(nèi)徑)。
( 7) 節(jié)流件上游側(cè)第一阻力件和第二阻力件之間的直管段長(zhǎng)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(shù)值的 1/2。
( 8) 節(jié)流件上游側(cè)為敞開空間或直徑≥ 2D 大容器時(shí),則敞開空間或大容器與節(jié)流件之間的直管長(zhǎng)不得小于 30D( 15D)。若節(jié)流件和敞開空間或大容器之間尚有其它局部阻力件時(shí),則除在節(jié)流件與局部阻力件之間設(shè)有附合表 1 上規(guī)定的最小直管段長(zhǎng) 1 外,從敞開空間到節(jié)流件之間的直管段總長(zhǎng)也不得小于 30D( 15D)。
節(jié)流件上下游側(cè)的最小直管段長(zhǎng)度表
(1) 直流件安裝在管道中,其前端面必須與管道軸線垂直,允許的最大不垂直度不得超過± 1°。
(2) 節(jié)流件安裝在管道中后,其開孔必須與管道同心,其允許的最大不同心度 ε 不得超過下列公式計(jì)算結(jié)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 0.5mm,墊片不能突出管壁內(nèi)否則可能引起很大的測(cè)量誤差。
(4) 凡是調(diào)節(jié)流量用的閥門,應(yīng)裝在節(jié)流件后最小值管段長(zhǎng)度以外。
(5) 節(jié)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(jié)流裝置的取壓方式。
一、被測(cè)流體為液體時(shí),為防止氣泡進(jìn) 工藝管道入導(dǎo)壓管,取壓口應(yīng)處于工藝管道中心線下偏≤45°的位置上,正負(fù)取壓口處于與管道對(duì)稱位置時(shí),兩者應(yīng)在同一水平面上(如下圖)。
(7) 安裝節(jié)流裝置的管道處于垂直時(shí),冷凝器應(yīng)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(cè)量誤差。
(8) 導(dǎo)壓管應(yīng)按被測(cè)流體的性質(zhì)和參數(shù)使用耐壓,耐腐蝕的材質(zhì)制造,其內(nèi)徑不得小于 6 ㎜長(zhǎng)度最好在 16M之內(nèi),視被測(cè)流體性質(zhì)而安,不同長(zhǎng)度下的最小內(nèi)徑(見下表)。