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简易孔板流量计在生产中的应用 孔板流量计技术指标

时间:2020-07-30    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
摘 要: 本文主要介绍了简易孔板差压流量计在PVC生产中的应用,详细介绍了依据孔板前后压差、孔板通径等参数核算孔板流量的简单方法,并分析了影响孔板流量准确性的因素及制作安装时应该注意的一些问题。
关键字: 孔板 流量 转化器 温度 测量精度

1 氯乙烯合成简要流程

经过干燥的乙炔气体与氯化氢气体通过一定的配比(1:1.05~1.1)混合后经过预热器预热,进入串联的第一组转化器,乙炔和氯化氢的混合气借转化器列管中吸附于活性炭上的升汞催化剂,使乙炔和氯化氢合成转化为氯乙烯,第一组转化器中未反应的混合气再进入第二组继续反应,第二组转化器填装活性高的新催化剂,合成反应的热量,由循环热水移走。

2 氯化汞消耗原因分析

1)活性炭载体强度低,氯化汞随破碎活性碳流失;2)原料气不纯将氯化汞还原为氯化亚汞和金属汞等几方面;3)转化器内反应温度高,氯化汞升华流失;4)单台转化器混合气流量开的大,新装触媒转化器,主要从控制转化器混合气流量进行说明。

影响转化器触媒使用寿命的重要因素是单台转化器通入的混合气流量的大小,单台转化器混合气流量不易开的过大,尤其是前期开得过大是导致触媒快速失活的一个较为重要的因素,目前大多企业在转化器上没有安装流量计来监控流量,通气量的大小靠阀门开度人为调节,由于新装触媒在二组转化器上使用时间较长且转化器进气管线管径大都在DN150以上,凭经验调节阀门开度存在很大的随意性和不确定性,但如果购买流量计一个就要近万元,按一套10万吨产能的PVC生产装置算,需配置至少40个流量计,这不但造成了很大的经济负担,并且对流量计的日常维护也需要耗不少人力物力,由于转化器混合气流量测量不需要很精确,可以通过自制孔板差压流量计来解决这一问题。

3 孔板差压流量计工作原理

孔板式差压式流量计是根据安装于管道中流量检测孔板产生的差压、已知的流体条件和检测孔板与管道的几何尺寸来测量流量的仪表。充满管道的流体,当它流经管道内的节流件时,流速将在节流件处形成局部收缩,因而流速增加,静压力降低,于是在节流件前后便产生了压差。流体流量愈大,产生的压差愈大,这样可依据压差来衡量流量的大小。这种测量方法是以流动连续性方程和伯努利方程为基础的。

3.1 核算依据

依据孔板流量计核算公式为计算公式:

式中:Q表示孔板流量,单位:Nm3/h;α表示流量系数:0.738(专业孔板设计厂家提供)

ε表示流束膨胀系数:0.997870d为孔板开孔直径,单位mm;
△p为孔板前后压差,单位为Pa;

要算出Q,需要知道混合气密度ρ,算混合气密度先依据公式ρ=m/V已1摩尔混合气为基本单位算出

依据公式:PV=nRT 算出1摩尔混合气体积:

P为混合气孔板前压力,单位为Pa;
N为混合气摩尔数此处取值1摩尔;
R为气体常量:8.314J/mol·k
T为混合气进口温度,单位K;

将以上数据带入公式可算得体积V,单位m3

混合气的平均分子量,可由检测混合气体的成份得出;混合气体的平均分子量等于各分气体分子量乘以此气体在混合其中所占的比例:M平均=M1×A1%+M2×A2%+M3×A3%

3.2 核算举例

已知条件:混合气进气温度:70℃;孔板通径:57.5mm;孔板前压力19.7KPa,孔板后压力16.3Kpa;混合气体积成份为:一组出口含乙炔:22.5%,含氯化氢:22.8%;含VC:51%,惰性气体3.7%。

核算:

△p为孔板前后压差:19800-16400=3400pa

将以上数据带入公式得:

依据公式:PV=nRT算出1摩尔混合气体积:

P为混合气孔板前压力,此处取值121Kpa;
N为混合气摩尔数此处取值1摩尔;
T为混合气进口温度,测得70℃左右;(343K)

数据带入公式得:

121×V=1×8.314×343

V=23.57m3

一组出口含乙炔:22.5%,含氯化氢:22.8%;含VC:51%,惰性气体占3.5%左右;

1摩尔混合气的平均分子量;为:

以下是厂家依据笔者提供的生产现场相关参数信息制作的标准孔板流量计压差与流量的对应关系式,自制孔板通径与标准孔板开孔通径一致:

从表1中可看出:孔板压差在3458Pa时,孔板流量计显示流量为455.50m3/h

通过公式核算出的数据为421.5m3/h

偏差率为:(455-421)/455=7.5%

在流量准确性要求不高的转化器上使用完全可以满足生产需要。

3.3 影响孔板测量精度的因素分析

板制作及安装精度:孔板流量计选材制作要严格,制作孔板要求前端面不容许有明显划痕,前后端面平行,出口边缘无毛刺,其开孔斜面顷角在30~45℃之间,孔板开孔直径的加工要非常精确,孔板前、后的取压孔尽可能的等距靠近孔板,引压管线不易太长,正确的取压孔及引压管线的制造、安装及使用是保证获得真实差压值的关键,只有加强制造及安装的规范化工作才能达到目的。

混合气温度及成份变化:混合气体温度及转化率变化都会对孔板的测量准确度照成影响,所以日常生产中尽量保证生产运行平稳,转化率稳定。

4 结束语

通过近一年来的现场使用验证,自制孔板流量计完全可以满足生产需要,且日常检测非常方便、快捷,为岗位人员科学调整转化器流量提供了依据和标准,并为企业节约了采购流量计的费用,省去了日常的维护、修理工作,在pvc行业中有很大的使用空间。

参考文献
[1]刘欣荣编著.流量计.第二版.北京:水利电力出版社,1990
[2]翟秀贞等编著.差压型流量计.北京:中国计量出版社,1995
[3]孙淮清,王建中编著.流量测量节流装置设计手册.北京:化学工业出版社,2000
[4]姜仁杰主编,仪表维修工.化学工业出版社 1993
孔板流量计的误差与修正原因

  在孔板流量计使用阶段,其工艺管道需要多次的吹扫,就要频繁拆装孔板流量计。若是孔板尺寸是一样,稍不注意就会出现差错,调换孔板流量计就会出现正常现象。孔板流量计的上下游面装反,在安装的时候要确定管道内的介质流向以及孔板流量计的方向,不然就会导致测量值有所偏低。是因为粗心而导致,在安装孔板时,要使孔板流量计上标有“+”的面处在流向的上游侧。导压管路的主要作用是用来传递孔板流量计所产生的差压信号,导压管的敷设长度应该在3到20米之间的距离,导压管如果太短,其流量计的流量测量波动就会变大;如果太长的话,就会产生测量滞后现象。

  在工业生产过程当中,大部分气体测量都是采用标准节流孔板流量计与差压变送器来配套所使用,尽管差压变送器的精度最高可以达到0.075,但是因为各方面的原因,其测量的误差也是很大的,将差压变送器所用在工业计量当中使用时,这个问题会更加的明显。所以在查找测量误差所产生的原因与所克服的办法,都是具有很重要的意义,孔板流量计主要是由导压管、孔板、差压变送器所组成的,孔板流量计的节流装置元件会将介质的流量转换成差压,差压在经过导压管路传递所送到差压变送器膜盒正负压室,正负压室的隔离膜片是通过硅油填充液将差压传递给测量的膜片,可以使测量膜片左右偏移。

  孔板流量计其上下游面会受损或是孔板法兰垫片凸出管道内,在运输孔板流量计或是在施工人员在安装流量计的过程当中,会造成上下游面受损坏或是法兰垫凸出管道,会致使流量计有测量的误差。施工人员在安装孔板流量计之前应该仔细检查孔板片,若是发现孔板片上下游面受到损坏,应该及时更换。标准孔板流量计的设计是通过大量的实验所得出,它不需要实际标定就可以直接使用,孔板流量计在安装过程当中有可能会出现不规范甚至是错误的情况,从而就会导致流量计测量误差的产生。孔板流量计其前后直管段有不符合要求的,前后直管段是为了保证管道内流体的流动稳定,但是因为工艺管道上常常会有分叉、拐弯等阻力件的出现,会使流体因稳定的现象变为扰动,从而导致了其测量的误差。可以用前后直管段要求合理的设计节流装置的安装位置即可。

标签: 孔板流量计
孔板流量计 孔板流量计的误差与修正原因_孔板流量计
孔板流量计的精度如何保证?

  孔板流量计是测量流量的差压发生装置,配合各种差压计或差压变送器配套使用,可测量液体、蒸汽、气体的流量,广泛应用于石油、化工、冶金、电力、轻工等部门。那么孔板流量计的精度如何保证?  1、雷诺数修正,孔板流量计的流量系数和雷诺数之间有确定的关系,当质量流量变化时,雷诺数成正比变化,因而引起流量系数的变化。  2、孔板流量计进行逐台标定。大家都知道,标准孔板只要设计制造参照相关标准,不需要实流标定就可以直接使用。因为流出系数可以直接由软件算出,但是计算机计算毕竟的比较理想的,和现场环境还是有一定差别的,所以,为了保证测量精度,建议对每台流量计进行实流标定,把标定出的流出系数和计算结果进行比对,算出差值,进行修正。  3、温度对孔板流量计的影响及其修正,流体温度变化引起密度的变化,从而导致差压和流量之间的关系变化,其次,温度变化引起管道内径,孔板开孔的变化,对温度变化的修正,就是采取温度仪表测量现场温度进而输入到二次仪表中来修正温度变化而导致的误差。  4、蒸汽质量流量的计算,孔板流量计  测量蒸汽时,先由差压信号求得流量值,再由蒸汽温度,压力值查表得出密度,来计算蒸汽流量质量。  5、可膨胀性校正。孔板流量计测量蒸汽,气体流量时,必须进行流体的可膨胀性校正,具体校正系数可以参照节流装置设计手册。

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孔板流量计 孔板流量计的精度如何保证?_孔板流量计

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