多孔平衡流量計是一種高精度差壓式流量計,是在標準孔板流量計的基礎(chǔ)上研發(fā)出的新型流量測量儀表。傳統(tǒng)孔板流量計只有一個流體節(jié)流孔,節(jié)流后流場平衡難以達到理想狀態(tài),而平衡流量計設(shè)計有多個函數(shù)孔,能大限度地將流場平衡調(diào)整為理想狀態(tài)。
其流場分布圖如下,能有效將流場整流到理想狀態(tài),減少渦流、壓力損失。
平衡流量計原理
平衡流量計工作原理與其他差壓式流量計一樣,都是基于伯努利能量守恒定律,節(jié)流裝置是一個多孔的圓盤節(jié)流整流器,安裝在管道的截面上,每個孔的尺寸和分布基于*的公式和測試數(shù)據(jù)定制,稱為函數(shù)孔。當(dāng)流體穿過圓盤的函數(shù)孔時,流體將被平衡調(diào)整,渦流被小化,形成近似理想的流體,通過常規(guī)取壓裝置,可獲得穩(wěn)定的差壓信號,根據(jù)伯努利方程計算出體積流量、質(zhì)量流量,計算體積流量的公式如下:
式中:
qv為體積流量,m3/s;
C為流出系數(shù);
ε為氣體可膨脹系數(shù);
△P為差壓值,Pa;
d為平衡流量計節(jié)流孔板直徑,m;
ρ為介質(zhì)密度,kg/m3;
β為等效徑比,節(jié)流孔板直徑與管道內(nèi)徑之比。
多孔平衡流量計與傳統(tǒng)差壓式流量計一樣,由引壓管、差壓變送器、流量傳感器組成,具有以下優(yōu)勢特點:
(1)線性度高、重復(fù)性好
平衡流量傳感器具有對稱多孔結(jié)構(gòu)特點,能對流場進行平衡,降低了渦流、振動和信號噪聲,流場穩(wěn)定性大大提高,使線性度比孔板提升了5~10倍,重復(fù)性提高了54%,為0.15%,從其綜合性能來看,平衡流量計屬于高檔流量計行列。
(2)直管段要求低
平衡流量傳感器由于流場穩(wěn)定,且壓力恢復(fù)比孔板快兩倍,大大所短了對直管段的要求,其前后直管段一般為前3D后1D,小可以小于0.5D,從而省去大量直管段,尤其是特殊昂貴材料的管道。
(3)減少永jiu壓力損失
多孔對稱的平衡設(shè)計,減少了紊流剪切力和渦流的形成,降低了動能的損失,在同樣的測量工況下,與孔板相比減少了2.5倍的永jiu壓力損失,從而節(jié)省了相當(dāng)大的運行能量成本,是一種節(jié)能型儀表。
(4)耐臟污不易堵
多孔對稱的平衡設(shè)計,減少了紊流剪切力和渦流的形成,從而大大降低了滯留死區(qū)的形成,保證臟污介質(zhì)順利通過多個孔,減小了流體孔被堵塞的機會。
(5)可直接替換孔板
平衡流量傳感器與孔板具有相同的使用方法和外形,因此可以直接進行替換,不需要任何配管的變化和相關(guān)儀表的更改,很適合全廠能源計量改造中將孔板改為平衡流量計。
(6)流量測量范圍寬
根據(jù)試驗結(jié)果,我們了解到:平衡流量計的性能,使其流速可以從小到音速;其小雷諾數(shù)可低于200,大雷諾數(shù)大于10 7;β值可選0.25~0.90。
(7)*穩(wěn)定性好
由于其紊流剪切力的明顯減小,大幅度降低了介質(zhì)與節(jié)流件直接的摩擦,其β值*保持不變,整個儀表無可動部件,因此可以*保持穩(wěn)定性。
(8)可測高溫高壓介質(zhì)
與孔板等節(jié)流裝置一樣,工作溫度壓力取決于管道和法蘭的材質(zhì)和等級,工作溫度可達850℃,工作壓力可達42MPa。
(9)可測復(fù)雜工況介質(zhì)
由于其特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計,使其具有特殊的性能,它可以進行氣液兩相、泥漿,甚至固體顆粒測量。平衡流量可以測雙向流。
主要技術(shù)參數(shù)
管道尺寸 | DN15~DN1200mm |
公稱壓力 | ≤40Mpa |
工作溫度 | -250℃≤t≤550℃ |
量程比 | 1:10,1:15 |
精度等級 | 0.5,1,1.5級 |
連接方式 | 夾裝式或法蘭連接 |
安裝要求
(1)測量液體流量
①差壓變送器盡量安裝在內(nèi)錐體裝置的下方,這樣可以避免液體中氣體進入導(dǎo)壓管和變送器中。
②如果變送器不得不安裝在內(nèi)錐體裝置的上方,為了減少液體中的氣體進人導(dǎo)壓管內(nèi),應(yīng)在內(nèi)錐體裝置和導(dǎo)壓管之間裝U型彎管,且彎頭下端罕州氏于管道中心1米。
③在水平或傾斜的管道上,如果將導(dǎo)壓管裝在內(nèi)錐體裝工的上半部,這樣在導(dǎo)壓管內(nèi)會積聚氣體,如果裝在內(nèi)錐體裝置的下半部.會使沉積物落入導(dǎo)壓管內(nèi)。因此,導(dǎo)壓管應(yīng)自內(nèi)錐體裝日的水平中心線兩端引出?;蜃运较蛳滦∮?5度引出。
(2)測量蒸汽流量
①為了保證變送器不受蒸汽高溫的影響,在變送器和內(nèi)錐體裝置之間必須安裝兩個位于同一個高度的冷凝器,并在冷凝器、導(dǎo)壓管和高、低壓室內(nèi)充滿冷凝水,避免高溫對變送器的影響。
②差壓變送器盡量安裝在內(nèi)錐體裝置的下方,這樣可以避免氣體進入導(dǎo)壓管和變送器中,冷凝器應(yīng)安裝在盡量靠近內(nèi)錐體裝置處。
③如果差壓變送器不得不安裝在內(nèi)錐體裝置的上方,應(yīng)把冷凝器裝在高于差壓變送器的地方。
④上述兩種安裝方法均在靠近變送器的地方裝有閥,以供吹洗導(dǎo)壓管.同時在內(nèi)錐體裝置和次凝器之間的導(dǎo)壓管上應(yīng)加保溫層。
(3)測量氣體流量
①差壓變送器盡量安裝在內(nèi)錐體裝置的上方,這樣可以使導(dǎo)壓管內(nèi)所產(chǎn)生的冷凝液流回管道。
②如果變送器不得不安裝在內(nèi)錐體裝置的下方,為了減少水份凝結(jié)在導(dǎo)壓管內(nèi),應(yīng)從內(nèi)錐體裝置引出的導(dǎo)壓管裝U型彎管,且彎頭上端至少高于管理中心1米。
③在水平或傾斜的管道上,為了避免管道中冷凝液進入導(dǎo)壓管,導(dǎo)壓管應(yīng)自內(nèi)錐體裝置體的水平中心線上半部引出。
④若氣體中含有污物或灰塵,在導(dǎo)壓管的轉(zhuǎn)彎地方應(yīng)安裝十字接頭,以便清洗或吹洗。