一、用途標準環室孔板、法蘭孔板節流裝置是無刻度的流量測量裝置,它與氣動、電動差壓變送器或雙波紋管差壓變送器配套使用。在冶金、化工、石油、電力工業系統連續測量介質溫度≤400℃的液體、氣體、蒸汽流經孔板所產生的壓差,又變送器將該壓差訊號轉換成比例的輸出信號,再有二次儀表或調節器,對被測量流量進行記錄,指示或調節。
二、作用原理和結構:基本原理在管道內部裝上孔板或噴咀等節流件,由于節流件的孔徑小于管道內徑,當流體流經節流件時,流束截面突然收縮,流速加快。節流件后端流體的靜壓力降低,于是在節流件前后產生產生靜壓力差(見圖1),該靜壓力差與流體過的流體流量之間有確定的數值關系、符合Q=K?!鱌。用差壓變送器(或差壓計)測量節流件前后的差壓,實現對流量的測量。
三、安裝要求節流裝置的安裝和適用于下列管段和管件有關:節流件上游側..阻力件、第二阻力件,節流件下右側..阻力件,從節流件上游第二阻力件到下游..阻力件之間的管段以及差壓訊號管路等。
1、管道條件:(1)節流件前后的直管段必須是直的,不得有肉眼可見的彎曲。(2)安裝節流件用得直管段應該是光滑的,如不光滑,流量系數應乘以粗糙度修正稀疏。(3)為保證流體的流動在節流件前1D出形成充分發展的紊流速度分布,而且使這種分布成均勻的軸對稱形,所以1)直管段必須是圓的,而且對節流件前2D范圍,其圓度要求其甚為嚴格,并且有一定的圓度指標。具體衡量方法:(A)節流件前OD,D/2,D,2D4個垂直管截面上,以大至相等的角距離至少分別測量4個管道內徑單測值,取平均值D。任意內徑單測量值與平均值之差不得超過±0。3%(B)在節流件后,在OD和2D位置用上述方法測得8個內徑單測值,任意單測值與D比較,其.大偏差不得超過±2%2)節流件前后要求一段足夠長的直管段,這段足夠長的直管段和節流件前的局部阻力件形式有關和直徑比β有關,見表1(β=d/D,d為孔板開孔直徑,D為管道內徑)。(4)節流件上游側..阻力件和第二阻力件之間的直管段長度可按第二阻力件的形式和β=0。7(不論實際β值是多少)取表一所列數值的1/2。(5)節流件上游側為敞開空間或直徑≥2D大容器時,則敞開空間或大容器與節流件之間的直管長不得小于30D(15D)。若節流件和敞開空間或大容器之間尚有其它局部阻力件時,則除在節流件與局部阻力件之間設有附合表1上規定的.小直管段長1外,從敞開空間到節流件之間的直管段總長也不得小于30D(15D)。
注:1、上表只對標準節流裝置而言,對特殊節流裝置可供參考;
2、列數系為管內徑D的倍數;
3、上表括號外的數字為“附加相對極限誤差為零”的數值,括號內的數字為“附加相對極限誤差為±0.5%”的數值。即直管段長度中有一個采用括號內的數值時,流量測量的極限相對誤差τQ/Q。應再算術相加0.5%亦即(τQ/Q+0.5)%4、若實際直管段長度大于括號內數值,而小于括號外的數值時,需按“附加極限相對誤差為0.5%”處理。(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.大不垂直度不得超過±1°。(2)節流件安裝在管道中后,其開孔必須與管道同心,其允許的.大不同心度ε不得超過下列公式計算結果:ε≤0.015D(1/β-1)。(3)所有墊片不能用太厚的材料,.好不超過0.5mm,墊片不能突出管壁內否則可能引起很大的測量誤差。(4)凡是調節流量用的閥門,應裝在節流件后.小值管段長度以外(5)節流裝置在工藝管道上的安裝,必須在管道清洗吹掃后進行。(6)在水平或傾斜管道安裝的節流裝置的取壓方式。1)被測流體為液體時,為防止氣泡進工藝管道入導壓管,取壓口應處于工藝管道中心線下偏≤45°的位置上,正負取ααα1壓口處于與管道對稱位置時,兩者應在同一水平面上(見圖5)。
上述三種取壓口的安裝量式,均可與管道對稱和管道的同一側進行安裝。(7)安裝節流裝置的管道處于垂直時,冷凝器應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量誤差。(8)導壓管應按被測流體的性質和參數使用耐壓,耐腐蝕的材質制造,其內徑不得小于6㎜長度.好在16M之內,視被測流體性質而安,不同長度下的.小內徑見表2。
氣體進入導壓管和差壓變送氣源器(如圖8)。若差壓變送器1、+-至下水道至儀表處于節流裝置的上方時,除圖8測量液體,儀表低于節流裝取壓口下偏≤45°角然后向置上引導壓管外,應在導壓管1、儀表2、節流裝置3、上的.高點裝置集器或排氣沖洗閥4、導壓管5、沉閥。(如圖9)積器放出空氣3 6至儀表輸出氣源圖9測量液體,儀表高于節流裝置1+-放出1、儀表2、節流裝置空氣3、排氣閥。
4、導壓管b)5、沉積器6、空氣收集4 5器。2至下水道≤45°α)(2)測量水蒸汽測量蒸汽流量時,安裝方式一般為差壓變送器低于、高于節流裝置兩種。(如圖12)取壓口位置應附合上述安裝要求,并在導壓管制高點處裝上放氣閥和氣體收集器。a)2圖10測量蒸汽,儀表低全節流裝置于節流裝置4傾斜度>1:10 1、儀表2節流裝置3、沖洗閥4、導壓管3 5、隔離器輸出至儀表氣源5 1 b)+-至下水道(3)測量氣體測量介質為清潔的氣體流量時,安裝方式一般為差壓變送器高于、低于節流裝置兩種(如圖11、12)取壓口位置應符合上述安裝要求,當差壓變送器低于節流裝置時,導壓管必須向下彎至差壓變送器,并在.低處裝置放水閥和沉積器。3 4輸出1+-45°2ΔP1ΔP1 P1(4)測量腐蝕性液體和氣體測量腐蝕性的液體和氣體流量時,取壓口應附合上述安裝要求,不論管道是水平安裝或垂直安裝,差壓變送器高于或低于節流裝置,均必須在差壓變送器和節流裝置之間的隔離器,并在隔離器至差壓變送器的管路內填充隔離液,使被測流體不能與差壓變送器接觸,以免破壞差壓變送器的正常工作性能。(如圖13、14)2、使用節流裝置是利用流體流經節流件(標準孔板,標準噴咀)時,前后所產生的壓差來計算流量的,流量與差壓的平方根成正比。即:Q測=ΔP2 2 Q刻Q測—所測得的流量值Q測—刻度量值ΔP1-計算差壓值ΔP2—實際測量差壓值應用舉例:節流裝置計算結果通知書內容:1、被測介質:飽和蒸氣2、刻度流量:25T/H 3、計算差壓:0-4000MMH2O 4、配用儀表型號:(1)氣動差壓變送器QBC-550測量范圍:0-4000MMH2O;(2)氣動積算器QXS-100-10;(3)氣動一筆記錄儀QXJ-111流量示值讀數設當差壓為3000MH2O則Q測=ΔP2 2 Q刻=3000 2 25T/H=21.65T/H設當8小時內積算器轉過字數為6658據已知條件(刻度流量25T/H,積處器R=1000)得25㎏/每字則8小時產氣總量為:25㎏/每字3 6658=166450㎏=166.45噸平均每小時產氣量20.80噸/小時標準節流裝置從制造到安裝都應該符合國家標準要求,其誤差可按GB-2624-81直接用計算方法確定,但在現場使用時,如在溫度,壓力變化較大的情況下,可按下列修正公式處理當流體的成份不變,工作壓力和工作溫度改變時;對于液體qm2=qm2-p2 4000式中,qm2-流過節流裝置的流體質量流量設計時采用的值qm2-為溫度,壓力改變后的質量流量值p1-流體密度設計時采用的值p2-為溫度,壓力改變后的流體密度值如溫度,壓力變化較大,引起流量系數α的改變,則用下式式中:α1—為設計時的流量系數。α2—溫度、壓力改變后,引起的流量改變,所對應的實際流量系數對于氣體;。式中:ε1—流體流過節流裝置時設計時采用的膨脹系數P1—“”壓力值T1—“”溫度值Z1—“”可壓縮流體的壓縮系數。qm2、ε2、p2、T2、Z2—為溫度、壓力改變后的實際值。對于蒸氣,也只進午密度修正。qm2=qm12α2.ε2α1.ε1 2ρ2ρ1。
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