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孔闆流量計技術的發展傳承及相關現場測量技術介紹 [2015/2/2]

   孔闆流量計概述孔闆流量計屬于傳統型的流量測量儀表裝置,是通過差壓原理配合各種差壓計或差壓變送器可測量管道中各種流體的流量。其節流裝置系統包括環室孔闆,噴嘴等。節流裝置與差壓變送器液位計物位計物位變送器液位變送器電容式物位計電容式液位計電容式物位變送器電容式液位變送器物位開關液位開關電容液位計電容物位計液位儀表物位儀表電容液位變送器電容物位變送器射頻電容式液位開關射頻電容式物位開關電容式液位開關電容式物位開關音叉式液位開關配套使用,可以測量液體、蒸汽、氣體的流量,現今已廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、輕工等部門,是工業生産中最為重要的一種流量計種類。
    孔闆流量計的測量原理是:測量方法是以能量守衡定律和流動連續性定律為基準的,當充滿管道的流體,當它們流經管道内的節流裝置時,流束将在節流裝置的節流件處形成局部收縮,從而使流速增加,靜壓力低,于是在節流件前後便産生了壓力降,即壓差,介質流動的流量越大,在節流件前後産生的壓差就越大,所以孔闆流量計可以通過測量壓差來衡量流體流量的大小。 近年來,随着自動控制技術和人工智能的發展,一種新型的智能型孔闆流量計被許多的工業企業選用,這種智能節流裝置(孔闆流量計)是集流量、溫度、壓力檢測功能于一體,并能進行溫度、壓力自動補償的新一代流量計,該孔闆流量計采用先進的微機技術與微功耗新技術,功能強,結構緊湊,操作簡單,使用方便。
    孔闆流量計技術發展裡程鑒于孔闆流量計計曆史數據庫的局限性,20世紀70年代末,美國石油學會和氣體加工者協會提出了一項建立新的同心直角邊法蘭取壓孔闆流出系數的數據庫的計劃,稱為API實驗計劃(API Experimental Program)。幾乎同時,歐洲共同體委員會(CEC)亦提出類似的實驗計劃,稱為EEC實驗計劃(EEC Experimental Program),兩個項目研究的目的,都是建立一個高質量的孔闆流出系數的數據庫。在11個實驗室,用油、水、空氣和天然氣做試驗流體,經過10餘年努力,建立了新的數據庫。
    1983年孔闆流量計國際學術會議1983年6月9日至10日,在美國國家标準局(NBS)召開孔闆流最計學術會議,會議發起者為美國NBS、美國氣體研究院(GRI)和英國NEL, I.個國家10.名代表參加,代表有三方面人員:流量計制造及使用人員,流體力學研究工作者,理論和計算數學研究工作者。會議主題為如何提高孔闆流量計測量的準确度?全體大會宣讀三篇主題論文,分别反映三方面的現狀與水平:①孔闆流量計的現狀、使用範圍和存在的問題;②流體流動基礎測量科學的現狀和水平,為孔闆流鳌計工藝作貢獻的潛力;③流體流動用計算機模拟仿真方面的現狀和水平,為孔闆流量計研究計算機模拟仿真的潛力。會議讨論的基礎性課題:①差壓測t儀表的壓力場技術特性,更深人地認識測量壓力場的能力;②上遊阻流件及孔闆本身産生的流場,需采用實驗與計算綜合技術(如多普勒激光流速側量,流動顯形和可視性);③流體通過孔闆節流件後流場變化,用計算機模拟仿真;④孔闆實驗數據及試驗設備的考核;⑤各國标準關于安裝要求的差異。
    孔闆流量計現場位号的表示方法孔闆流量計在檢測、擰制系統中,構成一個回路的每個儀表(或元件)都應有自己的儀表位号。儀表位号由字母代号組合和回路編号兩部分組成。儀表位号中,第一位字母表示被測變量,後繼字母表不儀表的功能。回路編号可按照裝置或I-段(區域)進行編制,一般用3-5位數字表示。
    儀表位号按被測變量分類。同一裝置(或工段)的相同被視l變量的儀表位号中數字編号是連續的,但允許中問有空号:不同被測變量的儀表位号不能連續編号。如果同一個儀表回路有兩個以上具有相同功能的儀表,可以在儀表位号後面附加尾綴(大寫英文字母)加以區别,例如,PT-202A, PT-202B表示同一回路裡的兩台變送器,PV-201A, PV-201B表示同一回路裡的兩台控制閥。
    孔闆流量計當屬一不同工段的多個檢測元件共用一台顯示儀表時,儀表位号隻編序号,不表示工段号,例如,多點溫度指示儀的儀表位号為TI-1.相應的儀表位号為TE-1-1,TE-1一等。當台儀表由兩個或多個[[al路共用時,應标注各回路的儀表位号,例如一台雙筆記錄儀記錄流量和壓力時,孔闆流量計常見取壓方式介紹孔闆流量計現場使用的時候,常見的取壓方式有:法蘭取壓,角接取壓,D-D/2取壓方式。
    法蘭取壓介紹:
    法蘭取壓口。上遊取壓口之間距I,名義上等于25. 4mm.從孔闆上遊端面童起;下遊取壓口之間距雌名義上等于25.4mm,從孔闆下遊端面A起。當F>0.60, D<150mm時,11和I感均應為25. 4mm士0. 5mm;當#<O. 60或>0.‘但一50mm<D毛1000mm時,1、和雌均應為25. 4mm士1mm.取壓口安裝時,應預先考慮墊圈和(或) 密封材料的厚度。取壓口軸線應與管道軸線相交成直角。取壓口穿透處為圓形,其邊緣應與管壁内表面平齊。并盡可能銳利。允許有倒圓,倒圓半徑小于取壓口直徑的1.取壓口直徑應小于。-13D,并小于13mm.從管道内壁量起,在至少2.5倍取壓口直徑的長度範圍内,取壓口應為圓筒形。取壓口軸線的位置可位于管道的任一軸向平面上,但應考慮上、下遊取壓口的高度差以及單次流向改變(彎頭或三通),如采用一對單獨鑽孔的取壓口,則取壓口軸線應垂直于彎頭或三通所在的平面。
    D一O/2取壓口D-D /2取壓口。上遊取壓口的間距I,名義上等于D,但允許在0. 9D-1. 1 D範圍内變化。下遊取壓口的間距八名義上等于0. 5D,當夕歎0.60時,12 0. 48D-0. 52D I月>0. 60時,12 =0.49D--0. 51D.間距,I, l,均自孔闆的上遊端面量起。
    角接取壓口孔闆流量計取壓口有單獨鑽孔取壓口和環隙取壓口兩種形式。取壓口可位于管道上、管道法蘭上或夾持環(夾持環結構見第四章第三節)。取壓口軸線與孔闆各相應端面之間的間距等于取壓口直徑之半或取壓口環隙寬度之半。取壓口出口邊緣與孔闆端面平齊孔闆流量計常見取壓方式角接取壓孔闆流量計現場應用最多的取壓方式就是角接取壓和法蘭取壓。下面就給大家介紹下這兩種取壓方式的特點:
    角接取壓就是在節流件與管壁的夾角處。取出節流件上蔔遊的壓力。 取壓位置的具體規定是:上、下遊側取壓孔的軸線與孔闆(或噴嘴)。上、下遊側端面的距離,分别等于取壓孔徑的一半或取壓環隙寬度的一半。
    角接取壓裝置有兩種結構形式,即環室取壓和單獨鑽孔取壓。
    孔闆流量計環室取壓适用于公稱壓力為0.6-6.4MPa,公稱直徑在50 -400mm範圍内。它能與孔闆、噴嘴和文丘裡管配合,也能與平面、桦面和凸面的法蘭配合使用。環室分為平面環室、槽面環室和凹面環室三類。
    環室取壓的優點是壓力取出口面積比較廣闊,便于測出平均壓差,有利于提高檢測精度。但是加工制造和安裝要求嚴格,如果由于加工和現場安裝條件的限制,達不到預定要求時,檢測精度仍難保證。因此孔闆流量計在現場使用時,為了加工和安裝方便,有時不用環室而用單獨鑽孔取壓,特别是對大口徑管道更是如此。
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