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四种常用流量计的优缺点

时间:2022-02-10    来源:    作者:仪多多     

一、孔板流量计

孔板流量计是将标准孔板与多参量差压变送器(或差压变送、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、液体及天然气的流量。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。

孔板流量计被广泛适用于煤炭、化工、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域,是发展工农业生产,节约能源,改进产品质量,提高经济效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位。在过程自动化仪表与装置中,流量仪表有两大功用:作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。

(一)优点:

1.标准节流件是全用的,并得到了国际标准组织的认可,无需实流校准,即可投用,在流量传感器中也是唯一的;

2.结构易于复制,简单、牢固、性能稳定可靠、价格低廉;

3.应用范围广,包括全部单相流体(液、气、蒸汽)、部分混相流,一般生产过程的管径、工作状态(温度、压力)皆可以测量;

4.检测件和差压显示仪表可分开不同厂家生产,便与专业化规模生产。

(二)缺点:

1.测量的重复性、精确度在流量传感器中属于中等水平,由于众多因素的影响错综复杂,精确度难于提高;

2.范围度窄,由于流量系数与雷诺数有关,一般范围度仅3∶1~4∶1;

3.有较长的直管段长度要求,一般难于满足。尤其对较大管径,问题更加突出;

4.压力损失大;

5.孔板以内孔锐角线来保证精度,因此传感器对腐蚀、磨损、结垢、脏污敏感,长期使用精度难以保证,需每年拆下强检一次;

6.采用法兰连接,易产生跑、冒、滴、漏问题,大大增加了维护工作量。

二、容积式流量计

容积式流量计,又称定排量流量计,简称PD流量计,在流量仪表中是精度较高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分,根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。

容积式流量计按其测量元件分类,可分为椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜式气量计等。

(一)优点:

1.计量精度高;

2.安装管道条件对计量精度没有影响;

3.可用于高粘度液体的测量;

4.范围度宽;

5.直读式仪表无需外部能源可直接获得累计,总量,清晰明了,操作简便。

(二)缺点:

1.结构复杂,体积庞大;

2.被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大;

3.不适用于高、低温场合;

4.大部分仪表只适用于洁净单相流体;

5.产生噪声及振动。

三、文丘里流量计

新一代差压式流量测量仪表,其基本测量原理是以能量守恒定律——伯努力方程和流动连续性方程为基础的流量测量方法。内文丘里管由一圆形测量管和置入测量管内并与测量管同轴的特型芯体所构成。特型芯体的径向外表面具有与经典文丘里管内表面相似的几何廓形,并与测量管内表面之间构成一个异径环形过流缝隙。流体流经内文丘里管的节流过程同流体流经经典文丘里管、环形孔板的节流过程基本相似。

内文丘里管的这种结构特点,使之在使用过程中不存在类似孔板节流件的锐缘磨蚀与积污问题,并能对节流前管内流体速度分布梯度及可能存在的各种非轴对称速度分布进行有效的流动调整(整流),从而实现了高精确度与高稳定性的流量测量。

(一)优点:

如果能完全按照ASME标准精确制造,测量精度也可以达到 0.5%, 但是国产文丘里由于其制造技术问题, 精度很难保证, 国内老资格的技术力量雄厚的开封仪表厂也只能保证4% 测量精度,对于超超临界发电的工况,这种喉管处的均压环在高温高压下使用是一个很危险的环节,不采用均压环,就不符合ASNE ISO5167标准,测量精度就无法保证,这是高压经典式文丘里制造中的一个矛盾。

(二)缺点:

喉管和进口/出口一样材质,流体对喉管的冲刷和磨损严重,无法保证长期测量精度。结构长度必须按ISO-5167规定制造, 否则就达不到所需精度, 由于ISO-5167对经典文丘里的严格结构规定, 使得它的流量测量范围最大/最小流量比很小, 一般在 3–5 之间. 很难满足流量变化幅度大的流量测量.

四、节流流量计

在气体的流动管道上装有一个节流装置,其内装有一个孔板,中心开有一个圆孔,其孔径比管道内径小,在孔板前燃气稳定的向前流动,气体流过孔板时由于孔径变小,截面积收缩,使稳定流动状态被打乱,因而流速将发生变化,速度加快,气体的静压随之降低,于是在孔板前后产生压力降落,即差压(孔板前截面大的地方压力大,通过孔板截面小的地方压力小)。差压的大小和气体流量有确定的数值关系,即流量大时,差压就大,流量小时,差压就小。流量与差压的平方根成正比。

节流式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。

节流式流量计是一种典型的差压式流量计是目前工业生产中用来测量气体、液体和蒸气流量的常用的一种流量仪表据调查统计,在炼钢厂、炼油厂等工业生产系统中所使用的流量计有(70—80)%左右是节流式流量计。在整个工业生产领域中,节流式流量计也占流量仪表总数的一半以上。

(一)优点:

1.结构简单,安装方便,工作可靠,成本低,又具有一定准确度.能满足工程测量的需要。

2.有很长的使用历史,有丰富的、可靠的实验数据,设计加工已经标准化。




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