孔板流量计是差压式流量计的其中一种,是在介质流动的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,在孔板前介质稳定的向前流动,介质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,介质的静压随之降低,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)。差压的大小和介质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。
差压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。 一、孔板流量计优点为: 1、标准节流件是全世界通用的,并得到了国际标准组织的认可,无需实流校准,即可投用,在流量计中亦是*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)皆有产品。 4、检测件和差压显示仪表可分开不同厂家生产,便与规模生产; 二、孔板流量计缺点为: 1、测量的重复性、精确度在流量计中属于中等水平,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,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: 通常为维持一台孔板流量计正常运行,水泵需要附加动力克服孔板的压力损失。该附加耗电量可直接由压力损失和流量计算确定。一年约需多耗电数万度,折合人民币数万元。下表中列出了孔板在正常压力损失情况下的能耗计算结果。其中运行天数按三百五十天计算,电价按0.35元/度计算。由表中计算电耗数据可见,孔板流量计的附加运行费用是极高的,而采用弯管流量计该运行费用为零! 5、孔板以内孔锐角线来保证精度,因此对腐蚀、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。孔板流量计现场应用多的取压方式就是角接取压和法兰取压。下面就给大家介绍下这两种取压方式的特点:
角接取压就是在节流件与管壁的夹角处.取出节流件上卜游的压力。 取压位置的具体规定是:上、下游侧取压孔的轴线与孔板(或喷嘴).上、下游侧端面的距离,分别等于取压孔径的一半或取压环隙宽度的一半。
角接取压装置有两种结构形式,即环室取压和单独钻孔取压。
孔板流量计环室取压适用于公称压力为0.6-6.4MPa,公称直径在50 -400mm范围内。它能与孔板、喷嘴和文丘里管配合,也能与平面、桦面和凸面的法兰配合使用。环室分为平面环室、槽面环室和凹面环室三类。
环室取压的优点是压力取出口面积比较广阔,便于测出平均压差,有利于提高检测精度。但是加工制造和安装要求严格,如果由于加工和现场安装条件的限制,达不到预定要求时,检测精度仍难保证。因此孔板流量计在现场使用时,为了加工和安装方便,有时不用环室而用单独钻孔取压,特别是对大口径管道更是如此。
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可测量管道中各种流体的流量。孔板流量计节流装置包括环室孔板,喷嘴等。
孔板流量计节流装置与差压变送器配套使用,可测量液体、蒸汽、气体的流量,下面介绍孔板流量计性能优势:
1、线性度高、重复性好
平衡流量传感器具有对称多孔结构特点,能对流场进行平衡,降低了涡流、振动和信号噪声,流场稳定性大大提高;使线性度比孔板提升了5~10倍,重复性提高了54%,为0.15%,从其综合性能来看,多孔孔板属于高档流量计行列。
2、直管段要求低
平衡流量传感器由于流场稳定,且压力恢复比孔板快两倍,大大所短了对直管段的要求,其前后直管段一般为前3D后1D,最小可以小于0.5D,从而省去大量直管段,尤其是特殊昂贵材料的管道。
3、减少压力损失
多孔对称的平衡设计,减少了紊流剪切力和涡流的形成,降低了动能的损失,在同样的测量工况下,与孔板相比减少了2.5倍的压力损失,从而节省了相当大的运行能量成本,是一种节能型仪表。
4、耐脏污不易堵
多孔对称的平衡设计,减少了紊流剪切力和涡流的形成,从而大大降低了滞留死区的形成,保证脏污介质顺利通过多个孔,减小了流体孔被堵塞的机会。
5、可直接替换孔板
平衡流量传感器与孔板具有相同的使用方法和外形,因此可以直接进行替换,不需要任何配管的变化和相关仪表的更改,很适合全厂能源计量改造中将孔板改为多孔孔板。
6、流量测量范围宽
根据试验结果,我们了解到:多孔孔板的性能,使其流速可以从最小到音速;其最小雷诺数可低于200,最大雷诺数大于10?7;β值可选0.25~0.90。
7、长期稳定性好
由于其紊流剪切力的明显减小,大幅度降低了介质与节流件直接的摩擦,其β值长期保持不变,整个仪表无可动部件,因此可以长期保持稳定性。
8、可测高温高压介质
与孔板等节流装置一样,工作温度压力取决于管道和法兰的材质和等级,工作温度可达850℃,工作压力可达42MPa。
9、可测复杂工况介质
由于其特殊的结构设计,使其具有特殊的性能,它可以进行气液两相、泥浆,甚至固体颗粒测量。平衡流量可以测双向流。
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