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            2. 孔板流量计

              孔板流量计概述

              孔板流量计是将标准孔板与多参数差压变送器(或差压变送器、温度变送器及压力变送器)配套组成的高量程比差压流量装置,可测量气体、蒸汽、液体及引的流量,广泛应用于石油、化工、冶金、电力、供热、供水等领域的过程控制和测量。节流装置又称为差压式流量计,是由一次检测件(节流件)和二次装置(差压变送器和流量显示仪)组成广泛应用于气体。蒸汽和液体的流量测量。具有结构简单,维修方便,性能稳定。

              孔板流量计产品图


              孔板流量计原理及结构

              节流装置是测量流量的差压感受元件。配合差压变送器以及多功能流量积算、控制、记录仪表,组成流量测量系统;对于气体、蒸汽、密度变化较大流体流量测量,最好增加压力变送器、温度传感器组成温压补偿系统,对流量测量系统进行修正,以求更加精确的流量测量数据。当节流装置与温度传感器配合使用,配合热能积算功能仪表组成流量、热能测量系统。由于节流装置技术成熟,安装方便,使用稳定可靠,价格合理等特点,在流量仪表中应用广泛,几乎可以应用所有流量测量范围。

              节流装置由标准节流件,取压装置和符合要求的前、后直管组成。

              节流组件由节流件、取压装置(包括取压口、引压短管、一次阀门)、配套法兰组成。

              充满管道的流体,当它们流经管道内的节流装置时,流束将在节流装置的节流处形成局部收缩,从而使收缩面内平均流速增加,在节流件的上游侧静压力上升,下游侧静压力降低,于是在节流装置前后便产生了压力降或叫差压△P,介质的流速愈大,在节流装置前后产生的压差也就愈大,所以可通过测量压差来衡量流体流量的大小。这种测量方法是以能量守恒定律和流动连续性方程为基础的。

              孔板流量计工作原理图


              孔板流量计技术参数

              孔板流量计技术参数对照表


              孔板流量计安装

              节流装置安装的正确与否直接影响其对流量测量的精确程度,因此掌握节流装置正确安装是非常重要的。

              1.1基本要求:

              1.1.1流体必须充满测量管道,并且连续不断的流过节流件,不能适用于脉动流和临界的流量测量。

              1.1.2流体在物理上和热力学上必须为均匀的单相流体;流体流经节流装置时不得发生相变;流束必须与管道平行,不得有旋转流。

              1.1.3对于新设管路系统,必须先经扫线后再安装节流装置,以防管内杂物堵塞或损伤节流装置。

              1.1.4安装前应仔细核对节流装置的编号、位号、规格是否与管道情况、流量范围等参数相符。在取压口附近标有“+”的一端应与流体上游管段联接,标有“—”的一端应与流体下游管段联接。

              1.1.5节流装置的中心线应当与管道中心线同轴。

              1.2对管道的要求:

              1.2.1管道垂直度:节流件上游端面与管道轴线的垂直度不大于1°。

              当节流件的轴线与上下游侧管道轴线之间距离e满足下式时,流出系数C无附加不确定度。

              孔板流量计安装角度计算公式一

              如果上式不能满足,而满足下式时,流出系数C的不确定度应算术相加±3%

              孔板流量计安装角度计算公式二

              1.2.2节流装置前后应配有一段测量管,至少保持前10D、后5D的等径直管段,以保证测量精度(经典文丘里管前2~5D、后1~3D)。详见:GB/T2624-2006流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量或计算数据表提供相关数据。

              1.2.3节流装置安装在垂直管道上时,下端取压口要与上端取压口在同一水平面上。节流装置安装在水平管道上时(包括斜管道),取压口位置的选择取决于被测介质的特性,见图示:

              孔板流量计安装角度图

              组件出厂时,取压口、导压管均设在二螺丝栓孔中间。现场法兰焊接时应注意螺孔及取压口相对位置。

              1.2.4在节流件前后若需安装阀门,最好选闸阀且在运行中全开;调节阀则应在下游5D之后的管路中。

              孔板流量计节流装置分类图


              孔板流量计对差压引出管路的要求

              1.导压管应按被测流体的性质参数使用耐压,耐腐蚀的材料制造。其内径不得小于6mm,长度最好在16m之内。

              2.引压管路的内径与管路长度和介质脏污程度有关,通常在25米以内用内径为8-12mm的管子。测量煤气可适当加粗到DN15。

              3.导压管应垂直或倾斜敷设,其倾斜度不得小于1/12;粘度较高的流体,其倾斜度还应增大,当差压信号传送距离大于30m时,导压管应分段倾斜,并且在最高点和最低点分别装设集气器(阀)和沉降器(阀)。

              4.测量液体流量时引压管水平段应在同一水平面内。若是在垂直管道上安装节流件,引压短管之间相距一定的距离(垂线方向),这对差压变送器的零点有影响,应通过“零点迁移”来校正。

              5.引压管路应有牢固的支架托承,两根取压管路应尽可能互相靠近并远离热源或震动源。测量水蒸气流量时,应用保温材料一同包扎,必须时(如气温0℃以下)加伴热管防止结冰。在测量脏污流量时,应附设隔离器或沉降器。

              6.引压管路内必须始终保持单相流体状态。被测流体是气体时,引压管路(包括差压计的压力腔)内全部是气相;被测流体是液体时,引压管路内全部是液相,绝对不能有气泡。

              孔板流量计结构图


              孔板流量计使用与维护

              1.使用注意事项

              1.1.1新表安装完成,一定检查各个焊接点有无虚焊、漏焊,在吹扫前不要安装节流件,待管路吹扫结束安装节流件;对于节流件焊接无法取出节流装置安装,先吹扫管路,在切开安装管路,清扫出管道内杂质,焊接节流装置,注意取压口方向。

              1.1.2三阀组(五阀组)与差压变送器连接是内六角螺丝连接,中间有密封垫,螺丝连接要平衡用力,防止螺丝不平衡造成泄漏;各个阀门安装时,须将阀门内部密封垫取出,待焊接冷却后,再安装密封垫。

              1.1.3差压变送器两取压端要在同一水平状态,两取压端无垂直高度差。

              1.1.4新表或停用一段时间后重新启用的节流装置,投用前应检查引压管路有无堵塞或泄漏,对液体介质应在引压管路内充满清洁的水或其他导压液体,注意排放管路内混进的气体,对气体介质应注意排放管路内积液。

              1.1.5投运前打开“三阀组”中的平衡阀,关严正负取压管路上的阀门,检查、校正差压变送器的零点,一定注意“零点”是在正负压力腔完全等压(即差压等于0)时,核查调整差压变送器。

              1.16在流体流动状态下即使全开“平衡阀”,只要不关严正负取压管路上的取压阀门,也不能核查零点。因为平衡阀本身有阻力,不能完全平衡正负压力腔的压力,即达不到“零差压”状态。

              1.1.7测量脏污流体流量时,一定要配置沉降器或隔离器。注意导压流体的进口、出口及排污口的位置如何合理选择,以达到排污目的。

              1.1.8测量腐蚀性流体流量时,一定要选用合适的隔离器,根据介质比重选用合适的隔离液,并注意合理选择隔离液与被测流体的入口。

              1.1.9节流装置的设计参数是否与实际参数相符,直接关系到测量精度。节流装置投入使用时,测得的参数如果处于设计参数的范围内,测量精度一般不会超过设计计算精度;但是如果测得的参数远离设计参数范围(假定节流装置及差压变送器选型、制造、安装均符合要求)则有可能是提供的设计参数有误,应更改设计参数,重新设计计算。


              2.2维护注意事项:

              2.2.1对于流量装置要定期检查管路,做到测量管路无泄漏。管路积尘要及时清理。差压变送器安装牢固,无使用位移、偏移。差压变送器要避免直接高温、日晒、雨淋、暴露在腐蚀性环境中。

              2.2.2对于使用隔离液介质测量,除了管路严格密封外,还必须检查隔离液的高度或位置,对于缺少隔离液要及时补充,对于隔离液高度要两边一致,避免形成液柱差。

              2.2.3对于使用反吹扫装置的节流装置,要检查吹扫装置工作情况,如果吹扫装置不能正常工作要及时处理,防止介质堵塞取压口或接流体,使测量装置无法正常工作;吹扫装置不工作时,整个取压管路差压为流体经过节流体形成差压,无外部气源提供任何压力,要防止吹扫装置阀门故障对流量差压影响,出现以上情况要及时处理。

              2.2.4日常维护工作主要是清除沉降器或隔离器内的积垢,定期从排污口处放掉,在被测介质是高温高压腐蚀或有毒流体时,清除时要注意安全。

              2.2.5差压变送器的零点有时发生漂移,影响测量精度(特别是流量小、差压接近下限值时),要经常校对零点。质量好的差压变送器可根据经验延长校零周期至1年,而质量差的则可能数天校一次零点,所以我们建议配用质量好的差压变送器,减轻日常维护工作量。

              2.2.6对于液体管路(特别为低温凝结)与蒸汽管路必须注意低温保温,对差压变送器也要做低温保温措施;对于高温汽化液体介质测量,也要注意介质保温,防止介质高温汽化对测量影响。


              孔板流量计节流件附图

              孔板流量计节流件形式图

              孔板流量计温压补偿安装示意图

              注意:

              1.在焊接阀门或孔板时,必须将密封垫与孔板芯抽出,以免高温损坏。

              2.在测量高温介质时,冷凝器必须在使用前注水,否则阀门不允许打开。

              3.节流件安装好,必须检漏,并且三阀组,压力一次阀门必须在关闭状态。

              孔板流量计节流件分类图

              孔板流量计高温或液体安装示意图

              1.在焊接阀门或孔板时,必须将密封垫与孔板芯抽出,以免高温损坏。

              2.在测量高温介质时,冷凝器必须在使用前注水,否则阀门不允许打开。

              3.节流件安装好,必须检漏,并且三阀组,压力一次阀门必须在关闭状态。

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