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简述孔板流量计的工作原理、安装注意及维护的分析

作者: 来源: 发布时间:2017-11-04 11:00:57
        摘 要:孔板流量计的安装和维护涉及到流量计在使用过程中测量值的准确和科学性,因此该项工作一直备受关注和重视。本文主要从差压孔板流量计工作原理、标准孔板流量计的简单分析和安装注意事项、差压式孔板流量计的正常使用条件、节流装置的安装和孔板流量计的维护五个方面进行了分析。
 
前言
        孔板差压式流量计是国内外相对比较早的研究,同时呢在试验数据和现场实践经验方面也具有较高的标准的流量计。其结构简单 ,生产成本低 , 性能稳定 , 使用寿命长 , 而且已经标准化 , 所以在工业上已经获得了非常广泛的使用。标准孔板主要是设置有节流装置,以便测量流量 , 而且还可以配用各种差压计或变送器,这样就可以测量各种流体的流量。
 
1 孔板差压流量计工作原理
        标准节流孔板是测量流量的差压发生的节流装置,配合各种差压计或变送器可测量各种流体的流量。节流孔板流量计节流装置包括环室节流孔板喷嘴等,孔板流量计元件和变送器可以相互配合使用,因为这样可以很大程度上测量液体、蒸汽、气体各种不同的流量 , 孔板流量计在电力冶金、石油化工、轻工等部门有着非常重要的作用。节流孔板装置设置在工艺管道上,管道直径就要远远大于孔板的孔径,通过孔板节流装置测量介质,在介质通过节流装置的时候通道突然缩小,那么流束也随之降低,流量就会变得更快 , 媒介在孔板静压降低的时候,也会在孔板下游一侧生成一个静态压力(差压 )。
 
2 标准孔板流量计的简单分析和安装注意事项
        孔板流量计它较为直观易维护等特点,在企业生产的一般过程控制中测流量的仪表会选择孔板流量计。差压式流量计是根据流动连续性原理和伯努利方程可以推导出差压与流量之间的关系而求得流量。差压与流量的平方成正比。流体在管道中通过孔板流量计产生压差,孔板流量计测流量根据质量流量,体积流量,流量系数,流束膨胀系数,孔板开孔截面积,孔板前后压差,介质密度等之间的关系计算出来的。
 
2.1 和其他的流量计比孔板流量计的长处
        (1)孔板式流量计价格低廉,结构简单牢固,其性能稳定可靠,使用寿命长 ;(2)其他类的流量计没有孔板式流量计应用广泛 ;(3)节流元件与变送器、显示仪表能够由不同厂家生产。
 
2.2 缺点
        (1)范围度窄,一般仅 3:1 ~ 4:1(2)现场安装条件要求高(3)测量精度普遍偏低(4)压损大(指孔板、喷嘴等)
 
3 差压式孔板流量计的正常使用条件
        (1)在这个过程中工艺介质如要继续通过孔板流量计,且要使得整个导压管充满,不然流量将不能进行测量。例如 , 棒磨机给水流量不显示 , 仪器工人到现场检查变送器开少量的水流出,认为是导压管堵塞了,用氮气吹,发现是通的,仔细检查后发现节流元件安装在靠近出水口附近(常压),而且管道又再高处(距地面 11m)水没有充满工艺管道。(2)被测介质在物理上和热力学上必须是均匀的单相流体。(3)被测介质流经节流装置时不得发生相变 ; 即使导压管内发生相变也不行。(4)流束应与管道平行,不得有旋转流。
 
4 节流装置的安装
        (1)节流元件与管道的中心线应尽可能垂直。(2)节流元件孔板的中心线应该和工艺管道的中心线重合。(3)节流装置上下游侧直管段长度的确定原则是 : 当施工图设计有明确规定时,应当按照设计规定执行 ; 当施工图设计无具体规定,可按照节流件前后的直管段必需是直的,不得有肉眼可见的弯曲而且应该是润滑的,如不润滑,流量系数应乘以粗糙度修正系数。孔板前要求有 10 倍直径长度的直管段,孔板后要求有 5 倍直径的长度的直管段实施。
        (4)安装在垂直管道上的标准节流装置的取压口位置要取在方便检修的方向上并且不得妨碍其他设备的检修和工艺的操作 ; 在水平管道节流装置装的取压口的位置气体垂直向上两边 45°以内。液体水平向下 45°,蒸汽水平向上 45°。特殊情况下可以不按这样取压。例如灰水流量取压口可以不去水平向下 45°,可以垂直向上取,这样一些固体杂质不容易沉淀到导压管里照成堵塞。
        (5)被测介质有腐蚀性的话就得用耐腐蚀性的材料制造导压管,并且导压管压力等级要达到要求,普通介质导压管的倾斜度要大于等于 1:12,测粘度高流体的流量时要加大导压管的倾斜度要 ; 导压管的直径只能小于 6 毫米,最合适的长度应该保持在 16 米左右。
        (6)为防止运行时管内金属屑、氧化物、焊渣等损坏节流件,节流装置安装前管道一定要用高压蒸汽严格冲洗。
        (7)不能用硬物擦试节流装置表面以免损伤节流元件。
        (8)为了不影响精度,吊装节流装置时,钢丝、铁丝、吊钩等物件不能穿入节流元件喉部孔径,以防止节流元件坡口损伤。
 
5 孔板流量计的维护
        (1)新安装的仪表或停用一段时间后重新投用的标准孔板,使用之前 , 应检查压力管道会不会造成堵塞 , 接头有没有泄漏 ,压力指导管道的液体有没有充满液体 , 注意卸货指导管浸润气体压力、气体放电中应注重排放导管的液体。
        (2)使用仪表前应校零位,关严正负导压管上的截止阀门,打开平衡阀,检查、校正差压变送器的零位,需要注意 " 零点 " 是在正负压力腔完全等压(即差压等于 0)时,校验差压变送器,最好打开小堵头使正负压力腔接大气。
        (3)测量脏污流体的流量时,需要配置符合脏污流体化学特性的沉降器或隔离器。注意导压管的进口、出口及排污口的位置合理选择,尽量不让导压管堵塞并能够顺利排污。
        (4)测量有腐蚀性的流体流量时,必须要选用耐腐蚀的隔离器,根据腐蚀性的流体比重选用合适的隔离液。
        (5)标准孔板的设计参数与实际参数是否一致,将会直接关系到仪表测量的精度。标准孔板流量计使用后,测得的数据如果处于设计的范围内,测量精度一般会符合设计计算精度 ; 但是如果测得的数据不在设计参数范围(如果标准孔板及差压变送器选型、制造、安装都符合要求)则有可能是提供的设计参数有错误,应更改设计参数,重新计算标准孔板所有数据。
 
        (6)标准孔板节流装置使用一段时间之后 , 因为对介质的测量的过程中有一些杂质,而这些杂质会长时间的摩擦节流的元件,从而导致孔板磨损 , 因此就会常常会造成更多的测量误差,此时我们就应该考虑更换节流元件 ; 节流设备使用时间逐渐变得长久的时候 , 那么灰尘在积累的时候就会存在孔板上游侧的角落里 , 这将使流出系数出现偏差 , 因此定期检查 , 彻底清除污垢。如果必要 , 停下机器运行清除管道中的杂质,并拆下进行系统的检查和处理。如果孔板开孔直角入口边缘锋利且光滑 , 孔板端面平行 , 垂直度参数出现较大偏差时 , 应对孔板校正或更换。
 
6 结语
        综上所述,孔板流量计的安装是一项极为重要的工作,为了保障安装过程中的质量必须做好各项基础工作及注意事项,另外在具体操作的时还要注意维护工作,唯有如此才能确保孔板流量计测量值的科学客观。

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