節(jié)流裝置也稱之為節(jié)流式差壓流量計,是一種歷史悠久、用量大的流量計。它分為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置和非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置兩大類。凡是設(shè)計安裝和使用符合IS05167國際標(biāo)準(zhǔn)或GB/T2624國家標(biāo)準(zhǔn)的均稱為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置,其它為非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置。標(biāo)準(zhǔn)孔板是標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置中結(jié)構(gòu)簡單,安裝方便,適應(yīng)性強(qiáng)的一種產(chǎn)品。 一、用途、特點及適用范圍 1、用途:節(jié)流式差壓流量計由三部分組成:節(jié)流裝置、差壓變送器和流量積算儀。節(jié)流裝置是直接安裝于管道上的一次元件,差壓變送器和積算儀屬于二次元件。它主要用于對流經(jīng)管道各種氣體(純凈的或含粉塵的)、蒸汽(飽和或過熱)和液體(導(dǎo)電或不導(dǎo)電;強(qiáng)腐蝕性;粘稠或含有微小顆粒臟污)流量的測量??芍苯訙y量體積流量或質(zhì)量流量。 2、差壓式流量計(標(biāo)準(zhǔn)孔板)的使用條件、特點及適用范圍 a、使用條件: 1)在測量段,流體必須充滿圓管,并連續(xù)不斷地流經(jīng)節(jié)流裝置; 2)流體在物理和熱力學(xué)上必須是均勻的單相流體; 3)節(jié)流裝置所測流體必須是穩(wěn)定流,或可看作是穩(wěn)定的緩慢變化的流體,不適用于脈動流和臨界流的測量; b、特點及適用范圍: 1)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置無須實流標(biāo)定即可保證其測量精度。(在所有流量計中是的); 2)被測介質(zhì)非常廣泛,幾乎可用于所有氣體、蒸汽和液體的流量測量; 3)直徑比β范圍0.22~0.75,雷諾數(shù)ReD≥5000 管道直徑DN50~1000mm,允許外推到5000mm。β=d/D,d—孔板開孔直徑;D—管道實際內(nèi)徑 4)使用壓力可高達(dá)32MPa,也可用于負(fù)壓; 5)介質(zhì)溫度范圍:-30℃~+650℃; 6)智能型差壓式流量計采用智能差壓變送器,可根據(jù)被測對象流量的變化,通過按鍵或通訊方式現(xiàn)場設(shè)定差壓值(規(guī)定范圍內(nèi)),從而改變流量范圍,使系統(tǒng)流量范圍度大大拓寬; 7)無可動部件,機(jī)構(gòu)安全可靠,使用、操作簡單、易掌握,免維修; 根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2624-93 和國際標(biāo)準(zhǔn)ISO5167-1 規(guī)定,節(jié)流裝置適用的流量量程比為3(即與最小流量之比),在個別情況下允許量程比為4,如果量程比大于上述值,則在小流量時的測量誤差大 二、工作原理 節(jié)流裝置測量流量原理是依據(jù)的伯努利流體力學(xué)原理。如圖(1)所示在管道中安放一節(jié)流件,有流體流過節(jié)流件時,會在節(jié)流件兩側(cè)產(chǎn)生一個壓力差(差壓P),這時的流量與差壓的平方根成正比,即: 體積流量: 式中: A:常數(shù) C:流出系數(shù) β:直徑比(= d / D) d:節(jié)流件孔徑(mm) ε:可膨脹性系數(shù) 三、標(biāo)準(zhǔn)環(huán)室孔板節(jié)流裝置結(jié)構(gòu)圖 1、法蘭 2、導(dǎo)壓管 3、前環(huán)室 4、節(jié)流件 5、后環(huán)室 6、密封墊片 7、螺栓 8、螺母 四、結(jié)構(gòu)及簡圖 圖3 五、安裝與使用注意事項 1、核準(zhǔn)參數(shù):安裝前務(wù)必先核準(zhǔn)現(xiàn)場工況條件,確認(rèn)節(jié)流裝置計算書的所有參數(shù)與安裝點工況條件參數(shù)*相同后,才可進(jìn)行安裝,否則必須進(jìn)行必要的修正或補(bǔ)償。 2、方向:節(jié)流裝置的孔板提柄上或法蘭外圓面上分別有“+"、“-"號,“+“為上游側(cè)(迎著流體過來的方向),不得裝反。 3、安裝前,必須先將螺栓擰緊(以保證不泄漏為準(zhǔn)),然后再將法蘭焊接到管道上。 4、管道插入深度:環(huán)室取壓孔板,管道插入深度為距離環(huán)室2~3mm,不能將管道頂?shù)江h(huán)室,否則管道受熱膨脹便會頂壞環(huán)室。鉆孔取壓孔板,管道插入深度為與取壓孔保持2mm及以上的距離,不得堵塞取壓孔。 5、系統(tǒng)吹掃:節(jié)流裝置安裝完畢既應(yīng)吹掃,此時應(yīng)先將節(jié)流件(孔板片)拆下,以免管道內(nèi)雜物刮傷孔板片或堵塞引壓管,待吹掃完成后再裝好(注意方向!),注意擰緊及密封。 6、調(diào)零:吹掃安裝完成后,將三閥組中間閥開啟,此時差壓值應(yīng)為零,如果不是,就必須要歸零,方法是按住左下角按鍵不動20秒鐘,松開后即可。 7、最后將中間閥慢慢關(guān)閉(必須關(guān)嚴(yán)),正負(fù)引壓管上部的截止閥全部開啟,孔板即可正常工作。 8、安裝同軸度要求:節(jié)流裝置與管道的連接有一定的同軸度要求,用戶在焊接操作時應(yīng)予注意或采取必要的措施。 9、孔板一般都要配合差壓變送器使用,導(dǎo)壓管與差壓變送器連接時要注意正負(fù)壓不要裝反,“H"為正,“L"為負(fù); 10、正負(fù)取壓口引出的導(dǎo)壓管在任何情況下都要保持平行; 11、如必須裝調(diào)節(jié)閥,則建議把調(diào)節(jié)閥裝在下游計算書上要求的直管段長度之后。 12、被測介質(zhì)為氣體或蒸汽且溫度和(或)壓力有較大波動時,應(yīng)進(jìn)行溫度和(或)壓力補(bǔ)償。 13、在差壓訊號管線上不得有可能積留液體或氣體的袋形空間,如不能避免時,應(yīng)裝設(shè)集氣器(或排氣閥)和沉降器(或疏水器)。 14、變送器零點漂移也會引起測量誤差,使用過程中應(yīng)定期對差壓變送器進(jìn)行校準(zhǔn)。 15、除須經(jīng)常對導(dǎo)壓管進(jìn)行檢查,以防堵塞外,對室外的導(dǎo)壓管應(yīng)予適當(dāng)保溫,以防凝固或凍結(jié)。如管線(垂直段)相當(dāng)長,應(yīng)避免由于溫差導(dǎo)致的虛假壓差,此時建議把兩根差壓管線靠近敷設(shè)并一起包在保溫層內(nèi)。 16、差壓管線應(yīng)有支架,以避免振動和有力作用在差壓計上。 17、節(jié)流裝置現(xiàn)場吊裝時,嚴(yán)禁用鐵絲、鋼絲、吊鉤穿入節(jié)流件喉部孔徑,以防止銳口損傷,影響精度; 18、節(jié)流裝置使用一段時間后,由于液體中有固體顆粒,氣體中有液體小滴或其它雜質(zhì),尖銳的入口將被磨鈍,從而使流出系數(shù)增大,造成附加誤差,此時應(yīng)考慮調(diào)換節(jié)流件;另外,節(jié)流裝置長期使用后,在孔板上游側(cè)下角容易堆積污物,這會使流出系數(shù)變化,因此要定期檢查,排除污物。 19、導(dǎo)壓管:導(dǎo)壓管的材質(zhì)應(yīng)按被測介質(zhì)的性質(zhì)和參數(shù)而定,其內(nèi)徑過小和長度太長會使信號嚴(yán)重滯后或失真,建議參照表(一)確定。 表(一) 導(dǎo)壓管的內(nèi)徑和長度 20、對于直管段的要求 對節(jié)流裝置上下游直管段長度的規(guī)定和要求: IS05167標(biāo)準(zhǔn)中孔板與阻流件之間所要求的直管段長度比β有關(guān)(β=d/D, d為孔板開孔直徑,D為管道內(nèi)徑),具體長度見下表(二): 表(二) 節(jié)流件上下游側(cè)最小直管段長度 直徑 比β≤ 節(jié)流件上游側(cè)阻流件形式和最短直管段長度 節(jié)流件下游 最短直管段 長度(包括 在本表中的 所有阻流件) 單個90O彎 頭或三通 (流體僅 從一個支 管流出) 在同一平 面上的兩 個或多個 90彎頭 在不同平 面上的兩 個或多個 90彎頭 漸縮管 (在1.5D 至3D的長 度內(nèi)由2D 變?yōu)镈) 漸縮管 (在1D至 2D的長度 內(nèi)由0.5D 變?yōu)镈) 球型閥 全開 全孔球 閥全開 0.20 10(6) 14(7) 34(17) 5 16(8) 18(9) 12(6) 4(2) 0.25 10(6) 14(7) 34(17) 5 16(8) 18(9) 12(6) 4(2) 0.30 10(6) 16(8) 34(17) 5 16(8) 18(9) 12(6) 5(2.5) 0.35 12(6) 16(8) 36(18) 5 16(8) 18(9) 12(6) 5(2.5) 0.40 14(7) 18(9) 36(18) 5 16(8) 20(10) 12(6) 6(3) 0.45 14(7) 18(9) 38(19) 5 17(9) 20(10) 12(6) 6(3) 0.50 14(7) 20(10) 40(20) 6(5) 18(9) 22(11) 12(6) 6(3) 0.55 16(8) 22(11) 44(22) 8(5) 20(10) 24(12) 14(7) 7(3.5) 0.60 18(9) 26(13) 48(24) 9(5) 22(11) 26(13) 14(7) 7(3.5) 0.65 22(11) 32(16) 54(27) 11(6) 25(13) 28(14) 16(8) 7(3.5) 0.70 28(14) 36(18) 62(31) 14(7) 30(15) 32(16) 20(10) 7(3.5) 0.75 36(18) 42(21) 70(35) 22(11) 38(19) 26(18) 24(12) 8(4) 0.80 46(23) 50(25) 80(40 30(15) 54(27) 44(22) 30(15) 8(4) 注:1)表中直管段長度均以實際管道的公稱直徑DN的倍數(shù)表示。 2)不帶符號的值為“零附加不確定度"的值。 3)帶符號的值為“0.5%附加不確定度"的值。 4)當(dāng)用戶工藝管段布置不能滿足表二的規(guī)定時,可采用加裝整流器(流動調(diào)整器)。否則測量精確度會有所降低。 六、一體化節(jié)流裝置 一體化節(jié)流裝置是由流量計生產(chǎn)廠家按照用戶的要求將節(jié)流裝置與截止閥、冷凝器(或冷凝圈)、引壓管、三閥組和差壓變送器組裝在一起。貨到只需將其法蘭與管道焊接和接入差壓變送器電纜即可投入使用。 近年來一體化節(jié)流裝置由于極大地方便了用戶,受到了市場的歡迎,產(chǎn)生了多種不同的結(jié)構(gòu)型式。應(yīng)篇幅所限,僅將本公司的一種一體化節(jié)流裝置介紹如下,其結(jié)構(gòu)與組成示意圖見圖
△P:節(jié)流件前后的差壓(Pa)
ρ:工況下流體密度(kg/m3)
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