差壓式流量計的特點及應(yīng)用

差壓式流量計的特點及應(yīng)用
        隨著儀表技術(shù)的發(fā)展, 越來越多的流量測量手段被應(yīng)用到工業(yè)各領(lǐng)域中。其中差壓式流量計以其較的價格, 廣泛的應(yīng)用場合, 長期的使用經(jīng)驗, 以及越來越高的精度, 在流量測量中一直占有非常重要的地位。根據(jù)安裝于管道中流量檢測件產(chǎn)生的差壓、已知的流
體條件, 以及檢測件與管道的幾何尺寸, 可選擇不同的差壓計, 為提高檢測精度、穩(wěn)定性和延長流量計的使用壽命。筆者在長期的工程實踐中, 摸索出了一些工程實用經(jīng)驗以供參考。
        孔板流量計：
        孔板是一種非常成熟的流量測量方式, 根據(jù)各種不同的工況, 會選用不同形式的孔板。常見的有標(biāo)準(zhǔn)孔板, 圓缺孔板, 偏心孔板, 1/ 4 圓孔板幾種。
        適用范圍
        標(biāo)準(zhǔn)孔板適用一般潔凈, 黏度不大的介質(zhì); 圓缺孔板適用黏度較高, 比較臟的介質(zhì); 1/ 4 圓孔板適用于黏度較高, 流速較小的介質(zhì); 偏心孔板適用于包含固體顆粒物流體的流量測量。
        計算和選型
        目前在孔板計算中的應(yīng)屬國際化組織ISO5167 中的有關(guān)公式, 根據(jù)不同流介特性選擇不形式孔板, 選型中非常重要的一點就是, 在一種工況下, 多種類型孔板都能夠采用的時候, 盡量選用符合ISO5167-2 或GB/T 2624-93 規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)孔板, 由于標(biāo)準(zhǔn)孔板的制造規(guī)范是經(jīng)長期、大量實驗推導(dǎo)出來的, 有很高的可靠性。在設(shè)定范圍內(nèi)流量與差壓的方根值, 可以維持較好的線性度。只要制造廠按標(biāo)準(zhǔn)加工, 其流量是無需標(biāo)定的, 而非標(biāo)準(zhǔn)孔板及大部分其它流量計出廠時必須要經(jīng)專門的檢測標(biāo)定。在孔板設(shè)計計算中, 重要的是要處理好刻度流量、差壓上限和..之間的關(guān)系。根據(jù)刻度流量, 設(shè)定一常規(guī)..值, 計算..P 值, 再根據(jù)..P 值適當(dāng)調(diào)整..值。刻度流量通常是正常操作流量的1. 3 倍與流量的1. 1 倍, 兩者取值, 或是滿足正常流量是刻度流量的70%左右, 最小流量不低于25%; 差壓上限一般推薦10, 16, 25, 40, 50kPa 幾檔, ..值取0. 5～0. 6 為推薦值。
        安裝
        “小進(jìn)大出”是儀表行業(yè)人員對于孔板安裝流向的常用語, 其意思是孔板的銳邊應(yīng)迎著被測流體的流向, 使流體從孔板的上游端流向孔板的下游端面。這對于標(biāo)準(zhǔn)孔板、圓缺孔板和偏心孔板都是正確的, 然而1/ 4 圓孔板和錐形入口孔板卻恰恰相反, 它們開孔的鋒利端必須背著被測流體的流向, 是“大進(jìn)小出”。如何保證孔板有足夠長的上、下游直管段, 一直是工程設(shè)計、施工中一個較為頭痛的問題。我們在工作中注意到節(jié)流元件只有在前后流體有充分發(fā)展的速度剖面基礎(chǔ)上, 才能保證流體的測量精度。直管長的具體要求應(yīng)按《自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范》執(zhí)行。
        V 錐流量計
        V 型錐流量計是一種新型差壓式流量計, 主要用于大流量的精確計量。從結(jié)構(gòu)上看, V 型流量計是一個圓錐體懸掛于管道的, 流體從流體的頂部方向進(jìn)入, 從底部方向流出。它從根本上“將流體收縮到管道中心”的概念改變成“收縮到管道的內(nèi)邊壁”。原理與孔板流量計相同, 都是通過節(jié)流前后的壓差來測量流量。區(qū)別在于孔板流量計是管道四周節(jié)流, 屬于突然收縮式節(jié)流裝置, V 型流量計是節(jié)流, 屬逐漸收縮式節(jié)流裝置。
        雖然V 型流量計流量測量公式與孔板相似, 但幾何結(jié)構(gòu)*不同, 因而相對孔板具有以下一些特點:
        ( 1) 無苛刻的直管段要求
         V 型流量計的錐體本身重新安排了上游的流速分布, 相當(dāng)于自帶了整流器, 從而大大的縮短了直管段的長度要求。按照新規(guī)范, 孔板的上下游直管段至少要保證( 22) D, 而V 型流量計一般上游只需( 1～2) D 直管段長, 而下游需( 3～5) D 或更小的直管段。
        ( 2) 相對壓損小
        由于沒有銳利的邊口, V 型流量計到來的壓力損失是恒定的, 且遠(yuǎn)比孔板的壓損小。V 型錐流量計背壓穩(wěn)定, 所以可把正常使用的差壓放在較低的范圍內(nèi), 滿量程差壓一般為4～5kPa 或更低, 正常流量對應(yīng)的差壓大概在2kPa 左右, 壓損在1kPa 左右。
        ( 3) 改變流速輪廓
        一個V 型錐體懸掛在管道中心, 改變了管道內(nèi)流體速度分布, 從而達(dá)到使流速相對“勻化”的效果, 這使得V 型錐體流量計在流速較低時, 仍能產(chǎn)生足夠的壓差, 隨著流速的降低, 傳統(tǒng)的差壓儀表早已不能測量了, 而V 型錐體流量計作用卻更加顯著。
        威力巴流量計
        威力巴流量計的探頭為單片雙腔結(jié)構(gòu), 它的截面采用了頭形狀, 在其前部表面進(jìn)行了粗糙化處理, 通過面積積分所得的多對取壓孔遍及整個管道的速度剖面。迎面流體的取壓孔讀取高壓平均信號, 在探頭的側(cè)后兩邊, 流體與探頭的分離點之前的低壓取壓孔讀取低壓平均信號。
        相對于常規(guī)的差壓式流量計, 威力巴流量計具有以下一些特點:
        可在各種管徑的管道上進(jìn)行安裝, 尤其適用于管徑較大的管道中氣體流量測量; 可在圓管或方管上進(jìn)行測量; 威力巴在安裝過程中, 只需要進(jìn)行簡單的焊接, 焊接的工作量從幾厘米到十幾厘米不等, 基本上與管道的大小無關(guān); 因為威力巴采用非收縮節(jié)流設(shè)計, 比起孔板大大減少了壓損。
孔板壓損經(jīng)驗公式: 當(dāng)..= 0. 6 時, PPL 0= 0. 6×..P ..= 0. 7 時, PPL 0= 0. 5×..P
威力巴壓損經(jīng)驗公式: PPL0= 0. 3×.. P
        由于威力巴的壓差.. P 的孔徑的差壓..P 小一個數(shù)量級, 而壓損比例又小一個數(shù)量級, 所以威力巴的壓損和孔板的壓損相比是微不足道, 因而威力巴流量計的運行成本大大低于孔板的運行成本。
         結(jié)論
        介紹了幾種差壓式流量計在實際工程中的選型方法和使用技巧, 經(jīng)過實際工程使用證明它對提高檢測精度、增加流量計的穩(wěn)定性和延長使用壽命都有一定的作用。