什么是孔板流量計(jì)
什么是孔板流量計(jì)?孔板流量計(jì)是一種差壓式流量計(jì),是目前應(yīng)用最廣泛的的流量計(jì)。是將標(biāo)準(zhǔn)孔板與多參數(shù)差壓變送器(或差壓變送器、溫度變送器及壓力變送器)配套組成的高量程比差壓流量裝置,可測(cè)量氣體、蒸汽、液體及的流量。
一、孔板流量計(jì)的原理
充滿管道的流體,當(dāng)它們流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流裝置時(shí),流束將在節(jié)流裝置的節(jié)流件處形成局部收縮,從而使流速增加,靜壓力低,于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓力降,即壓差,介質(zhì)流動(dòng)的流量越大,在節(jié)流件前后產(chǎn)生的壓差就越大,所以孔板流量計(jì)可以通過(guò)測(cè)量壓差來(lái)衡量流體流量的大小。
二、孔板流量計(jì)的原理
1、標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì),它在應(yīng)用時(shí),比較容易積污和磨蝕,而這樣就會(huì)導(dǎo)致介質(zhì)流出地系數(shù)發(fā)生改變,從而可能會(huì)造成一定地測(cè)量誤差。因此,為了減少測(cè)量誤差,我們需改善節(jié)流件邊緣磨損地情況,并對(duì)其進(jìn)行定期清洗。
2、圓缺孔板,適用于被測(cè)流體中含固體顆粒或者夾帶空氣地液體測(cè)量,例如用來(lái)測(cè)量濕蒸汽、發(fā)生爐煤氣、高爐煤氣、混合煤氣、含水油點(diǎn)液體等。圓缺孔板只適于安裝在水平或傾斜管道上,不能再垂直管道上使用。
3、耐磨孔板流量計(jì),它地耐磨性能很好,因此不存在銳緣磨蝕地情況。此外,它地測(cè)量性能比較穩(wěn)定,度也很高。
4、環(huán)形孔板流量計(jì),它在使用中,可以自動(dòng)解決上游地流動(dòng)干擾,也可以有效地避免流量計(jì)地非軸對(duì)稱分布,因此不用擔(dān)心它出現(xiàn)節(jié)流件積污地狀況。
5、偏心孔板,對(duì)于臟污介質(zhì)能良好地保證臟污順利通過(guò),不會(huì)再節(jié)流件前后滯留。偏心孔板適用于測(cè)量濕蒸汽、煙道煤氣、焦?fàn)t煤氣等。為了提高偏心孔板精度,可采用帶一段直管段或法蘭連接地上下游直管段地結(jié)構(gòu)形式。
6、限流孔板流量計(jì),限流孔板作為節(jié)流元件,由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易加工、制造成本低、安裝方便等優(yōu)點(diǎn),在滿足工藝要求的前提下,使用限流孔板代替調(diào)節(jié)閥來(lái)限定流量或降低壓力,將會(huì)大大地降低投資和操作維修費(fèi)用,因此在國(guó)外已被廣泛地應(yīng)用于工藝裝置,對(duì)裝置的安全運(yùn)行起著重要的作用。
三、孔板流量計(jì)的應(yīng)用范圍
孔板流量計(jì)應(yīng)用及其廣泛,流量測(cè)量技術(shù)與儀表的應(yīng)用大致有以下幾個(gè)領(lǐng)域。
1、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程
流量?jī)x表是過(guò)程自動(dòng)化儀表與裝置中的大類儀表之一,它被廣泛適用于冶金、電力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、輕紡、食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)及人民
日常生活等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域,是發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),節(jié)約能源,改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量,提高經(jīng)濟(jì)效益和管理水平的重要工具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。在過(guò)程自動(dòng)化儀
表與裝置中,流量?jī)x表有兩大功用:作為過(guò)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的檢測(cè)儀表和測(cè)量物料數(shù)量的總量表。
2、能源計(jì)量
能源分為一次能源(煤炭、原油、煤層氣、石油氣和天然氣)、二次能源(電力、焦炭、人工燃?xì)?、成品油、液化石油氣、蒸汽)及載能工質(zhì)(壓縮空氣、氧、
氮、氫、水)等。能源計(jì)量是科學(xué)管理能源,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗,提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。流量?jī)x表是能源計(jì)量?jī)x表的重要組成部分,水、人工燃?xì)?、天然氣、蒸汽?/div>
油品這些常用的能源都使用著數(shù)量極其龐大的流量計(jì),它們是能源管理和經(jīng)濟(jì)核算不可缺少的工具。
3、環(huán)境保護(hù)工程
煙氣,廢液、污水等的排放嚴(yán)重污染大氣和水資源,嚴(yán)重威脅人類生存環(huán)境。國(guó)家把可持續(xù)發(fā)展列為國(guó)策,環(huán)境保護(hù)將是21世紀(jì)的最大課題??諝夂退奈廴疽玫娇刂疲仨毤訌?qiáng)管理,而管理的基礎(chǔ)是污染量的定量控制。
我國(guó)是以煤為主要能源的國(guó)家,全國(guó)有上百萬(wàn)個(gè)煙囪不停地向大氣排放煙氣。煙氣排放控制是根治污染的重要項(xiàng)目,每個(gè)煙囪必須是安裝煙氣分析儀表和流量計(jì),組成連櫝排放監(jiān)視系統(tǒng)。煙氣的流量沆量有很大因難,它的難度為煙囪尺寸大且形狀不規(guī)則,氣體組分變化不定,流速范圍大,臟污,灰塵,腐蝕,高溫,無(wú)直管段等。
4、交通運(yùn)輸
有五種方式:鐵路公路、航空、水運(yùn)、和管道運(yùn)輸。其中管道運(yùn)輸雖早已有之,但應(yīng)用并不普遍。隨著環(huán)保問(wèn)題的突出,管道運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)引起人們的重視。管道運(yùn)輸必須裝備流量計(jì),它是控制、分配和調(diào)度的眼睛,亦是安全監(jiān)沒(méi)和經(jīng)濟(jì)核算的必備工具。
5、生物技術(shù)
21世紀(jì)將迎來(lái)生命科學(xué)的世紀(jì),以生物技術(shù)為特征的產(chǎn)業(yè)將獲得迅速發(fā)展。生物技術(shù)中需監(jiān)測(cè)計(jì)量的物質(zhì)很多,如血液,尿液等。儀表開(kāi)發(fā)的難度極大,品種繁多。
6、科學(xué)實(shí)驗(yàn)
科學(xué)實(shí)驗(yàn)需要的流量計(jì)不但數(shù)量多,且品種極其繁雜。據(jù)統(tǒng)計(jì)流量計(jì)100多種中很大一部分是應(yīng)科研之需用的,它們并不批量生產(chǎn),在市面出售,許多科研機(jī)構(gòu)和大企業(yè)皆設(shè)專門(mén)小組研制專用的流量計(jì)。
7、敞開(kāi)領(lǐng)域
這些領(lǐng)域?yàn)槌ㄩ_(kāi)流道,一般需檢測(cè)流速,然后推算流量。流速計(jì)和流量計(jì)所依據(jù)的物理原理及流體力學(xué)基礎(chǔ)是共通的但是儀表原理及結(jié)構(gòu)以及使用條件有很大差別。
四、孔板流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)為:
1、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件是全世界通用的,并得到了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織的認(rèn)可,無(wú)需實(shí)流校準(zhǔn),即可投用,在流量計(jì)中亦是唯一的。
2、結(jié)構(gòu)易于復(fù)制,簡(jiǎn)單、牢固、性能穩(wěn)定可靠、價(jià)格低廉;
3、應(yīng)用范圍廣,包括全部單相流體(液、氣、蒸汽)、部分混相流,一般生產(chǎn)過(guò)程的管徑、工作狀態(tài)(溫度、壓力)皆有產(chǎn)品。
4、檢測(cè)件和差壓顯示儀表可分開(kāi)不同廠家生產(chǎn),便與專業(yè)化規(guī)模生產(chǎn);
五、孔板流量計(jì)缺點(diǎn)為:
1、測(cè)量的重復(fù)性、精確度在流量計(jì)中屬于中等水平,由于眾多因素的影響錯(cuò)綜復(fù)雜,精確度難于提高。
2、 范圍度窄,由于流量系數(shù)與雷諾數(shù)有關(guān),范圍度僅3∶1 ~ 4∶1。
3、有較長(zhǎng)的直管段長(zhǎng)度要求,一般難于滿足。尤其對(duì)較大管徑,問(wèn)題更加突出;
4、壓力損失大:
通常為維持一臺(tái)孔板流量計(jì)正常運(yùn)行,水泵需要附加動(dòng)力克服孔板的壓力損失。該附加耗電量可直接由壓力損失和流量計(jì)算確定。一年約需多耗電數(shù)萬(wàn)度,折合人民幣數(shù)萬(wàn)元。下表中列出了孔板在正常壓力損失情況下的能耗計(jì)算結(jié)果。其中運(yùn)行天數(shù)按三百五十天計(jì)算,電價(jià)按0.35元/度計(jì)算。由表中計(jì)算電耗數(shù)據(jù)可見(jiàn),孔板流量計(jì)的附加運(yùn)行費(fèi)用是極高的,而采用彎管流量計(jì)該運(yùn)行費(fèi)用為零!
5、孔板以內(nèi)孔銳角線來(lái)保證精度,因此對(duì)腐蝕、磨損、結(jié)垢、臟污敏感,長(zhǎng)期使用精度難以保證,需每年拆下強(qiáng)檢一次。
6、采用法蘭連接,易產(chǎn)生跑、冒、滴、漏問(wèn)題,大大增加了維護(hù)工作量