流量計

  • LG型差壓式流量計(孔板、噴嘴、文丘里、V錐、楔形、彎管、均速管等)
LG型差壓式流量計(孔板、噴嘴、文丘里、V錐、楔形、彎管、均速管等)

LG型差壓式流量計(孔板、噴嘴、文丘里、V錐、楔形、彎管、均速管等)

在圓形的管道中安裝一個直徑比管道小的節流件(或者類似的裝置),如下圖所示:

充滿管道的流體經管道內節流件時,由于流通截面突然縮小,流束將在節流件處形成局部收縮,流速增加,根據能量守恒定律,動壓能和靜壓能在一定條件下互相轉換,流速加快的結果使得動壓增加,靜壓降低,從而在節流件前后產生靜壓差,流體流量越大,產生的靜壓差越大,因而可依據靜壓差來衡量流量的大小,采用這個原理或類似的原量來測量流量的儀表可以被稱為差壓式流量計。這種測量方法是以流動連續性方程(質量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)為基礎的,壓差大小不僅與流量還與其他許多因素有關,如節流裝置型式、流體的物理性質(密度、黏度等)以及雷諾數等。

差壓式流量計是一類應用范圍較廣的流量計量儀器,也是目前工業生產中流量測量最成熟、最常用的一種測量儀表,在各類流量儀表中其使用量占居首位。

差壓式流量計一般由節流裝置、引壓裝置、三閥組、差壓變送器、顯示儀表組成。其中節流裝置用來產生流體的靜壓差,引壓裝置將高低兩個靜壓引入到差壓變送器中,三閥組起到壓力保護和便于安裝拆卸的功能,差壓變送器將差壓信號轉變為標準的電信號(如4-20mA)傳輸到二次表里以便于處理和計算,顯示儀表(二次表)將差壓變送器傳輸過來的標準電信號以及其它儀表傳輸過來的補償信號(如溫度、壓力等補償信號,只對氣體流量才進行溫度、壓力等補償)進行開方并積算,顯示出瞬時流量、累積流量等并進行流量信號的遠傳和控制。如題圖所示。

差壓式流量計的節流裝置按其作用原理可分為:節流式、動壓頭式、離心式、水力阻力式、射流式幾大類。其中:1)節流式是依據流體通過節流孔使部分壓力能轉變為動能以產生靜差壓的原理來工作,是差壓式流量計的主要品種;2)動壓頭式是依據動壓轉變為靜壓的原理來工作,如均速管流量計,皮托管流量計等;3)離心式是依據彎曲管或環狀管產生離心力原理形成的壓差來工作,如彎管流量計;4)水力阻力式是依據流體阻力產生壓差的原理來工作,其檢測件為毛細管束,又稱層流流量計;5)射流式是依據流體射流撞擊產生壓差的原理來工作,如射流式差壓流量計。

差壓式流量計的節流裝置按其用途可分為:

1)標準節流裝置:包括標準孔板、標準噴嘴、經典文丘里管和文丘里噴嘴;

2)低雷諾數節流裝置:如1/4圓孔板、錐形入口孔板和雙重孔板;

3)臟污流體用節流裝置:如圓缺孔板、偏心孔板和楔形件等;

4)低壓損節流裝置:如道爾管、羅洛斯管、通用文丘里管、彎管和環形管等;

5)小管徑節流裝置:如內藏孔板和一體化差壓流量變送器等;

6)寬范圍度節流裝置:如線性孔板等;

7)臨界流節流裝置:如臨界流文丘里管等;

一、孔板流量計

孔板流量計可用于測量氣體、蒸汽、液體及天然氣的流量,廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領域的過程控制和測量。

參數:

公稱直徑: 15 mm ≤DN≤1200mm

公稱壓力:PN≤10MPa

工作溫度:-50℃≤t≤550℃

量程比:1:10, 1:15

精度:0.5級,1級

二、一體化差壓流量計


一體化差壓式流量計是把標準節流裝置或非標準節流裝置與差壓變送器有效地組合成一體,它的測量原理與標準和非標準節流裝置的測量原理相同,是一種測量精度高、安裝方便、運行維護成本低、經濟性極佳的流量計。一體化差壓式流量計由標準或非標準節流裝置、三閥組、差壓變送器、安裝和連接附件組成,用于氣體、蒸汽等介質可以選配多參數差壓變送器的一體化差壓式流量計,此種流量計不需另接壓力測點和溫度測點,即可使輸出信號自動實現溫度和壓力補償,提高測量精度。

一體化差壓式流量計由于無需引壓管線,減小了差壓失真的現象,使它比分體式差壓式流量計具有更高的精度。對于需要實流標定的差壓式流量計,由于是對整體裝置進行流量標定,所以系統精度能提高0.3%。一體化差壓式流量計只需與現象管道采用法蘭連接或直接焊接即可,并且直接引出差壓變送器電流信號,不需再另外敷設引壓管線及安裝差壓送器。用于測量氣體或蒸汽流量,不需要另安裝溫度和壓力測量元件,大大提高了安裝進度。

對于一次元件可以采用不同形式的節流裝置,只要針對各種不同的運行工況選用合適的一體化差式流量計,就可以實現任何一種復雜工況流量的準確流量。

三、噴嘴流量計

1)ISA1932噴嘴:具有耐高溫高壓、耐沖擊、使用壽命長、測量范圍大、測量精度高等特點,適用于電廠高溫高壓蒸汽、熱網管路、流速高的流體流量測量。標準噴嘴按國標GB/T224-93進行設計制造,按國標JJG640-94進行檢定,無需實流標定。

主要技術指標:

公稱直徑:50mm≤DN≤500mm。

公稱壓力:PN≤32MPa。

雷諾數范圍:0.30≤β≤0.44時,70000≤ReD≤107;0.44≤β≤0.8時,2000≤ReD≤10。

孔徑比:0.30≤β≤0.80

精度:1級

ISA1932噴嘴結構形式

ISA1932標準噴嘴由垂直于軸線的入口平面部分A、圓弧形曲面B和C構成的入口收縮部分、圓筒形喉部E和為防止邊緣操作所需的保護槽P組成,其取壓方式上游取壓口采用角接取壓,下游取壓口可按角接取壓設置,也可設置于較遠下游處。

2)長徑噴嘴。主要應用于電力行業高壓或高溫高壓的場合,裝機容量在50MW以上的主蒸汽、主給水或減溫水等均采用此典型設計形式,它具有壓力損小、壽命長等特點。長徑噴嘴是按照ASME PTC6-1966標準進行設計制造時,它是一種標準化的高精度流量測量裝置,主要應用與電廠汽輪機性能試驗或者測量精度要求特別嚴格的場合,它未經流量標定時的精度登記為0.5級,經標定后可達0.25級。

四、文丘里管流量計


文丘里管流量計適用于各種介質的測量場合,具有永久壓力損失小、要求的前后直管段長度短、壽命長等特點。在鋼鐵廠熱風爐的助燃風、冷風、煤氣計量(高爐煤氣、焦爐煤氣、轉爐煤氣)及熱電廠的鍋爐一次風、二次風大管徑、低流速管道測量中收到了良好的效果,解決了現行工業企業中低壓、大管徑,低流速各類氣體流量精確測量的問題。

五、V錐流量計

V錐流量計的開發成功是差壓式流量測量質的飛躍,它利用V錐體在流場中產生的節流效應,通過檢測上下游壓差來測量流量。與普通節流件相比,它改變了節流布局,從中心孔節流改為環狀節流。

V錐流量計的技術特點:

1、安裝要求低:前0~3D直管道,后0~1D直管段;

2、量程比寬:通常為10∶1,選擇合適的參數最高可做到50∶1;

3、壓損小:同樣的β值,壓損是孔板1/3~1/5;

4、耐磨損:流線型錐形體節流后,在錐形體表面產生真空層效應,使得錐形體不易磨損;

5、不堵塞,不粘附:錐形徹底吹掃式設計避免了流體中的殘渣、凝結物或顆粒的滯留;

6、長期穩定性好:β值可長期不變,并保證長期精確測量;

7、精度高:0.52級;

8、重復性好:優于0.122%;

9、信號穩定:"信號波動"是孔板的1/10;

10、β值范圍寬:V錐流量傳感器獨特的幾何形狀允許有廣泛的β值范圍;

11、口徑范圍寬:DN25~DN2000;

12、可測高溫、高壓介質:工作溫度最高850℃, 最大壓力40MPa;

13、可測臟污介質(焦爐煤氣、高爐煤氣、原料油、渣油等);

14、可測氣液兩相介質(濕氣、冷凝水等);

V錐流量計的主要技術參數

1、精度等級:0.5級(差壓流量變送器精度應高于0.2級,含0.2級),(β:0.45~0.85,當β<0.55,量 程比4∶1時,精度等級:≤0.30)

2、重復性:0.11%

3、工作壓力:0~40MPa(有多個壓力等級可供選擇)

4、工作溫度:-40~851°C  環境溫度:-42~65°C、

5、安裝直管段要求:前0-3D直管道,后0-1D直管段

6、量程比寬:通常為10∶1,選擇合適的參數可達到50∶1

7、壓損小:同樣的β值,壓損是孔板1/3~1/5

8、口徑從DN25~DN2000

六、楔形流量計

楔形流量計是八十年代開始逐步走向實用的一種新型流量計,其檢測件是一個V字形楔塊(又稱楔形節流件),它的圓滑頂角朝下,這樣有利于含懸浮顆粒的液體或粘稠液體順利通過,不會在節流件上游側產生滯流。因此特別適合在石油、化工等行業中用于體積流量和質量流量的測量。

主要特點

重復性好、精確度高,經標定的楔形流量計,精度達0.5 級;

具有自清潔能力,無滯流區;

耐磨損、壽命長、可靠性高;

永久壓損比孔板小;

一體型結構,現場安裝無需安裝導壓管路,直接與管道進行螺紋或法蘭連接。施工省時省力,維護方便;

特別適合于高粘度、低雷諾數、帶懸浮顆粒或氣泡的介質測量;

測量精度不受流體介質介電常數等特性的影響和限制;

楔形件結構設計特殊,有導流作用,防堵塞;

具有流體粘度變化、溫度變化、密度變化等補償功能;

抗振動、抗沖擊、抗臟污、抗腐蝕;

具有雙向流量測量功能;

測量精度高;

楔形流量計結構簡單、牢固、高可靠性,安裝方便,運行維護費用低;

無運動部件、無磨損,長期使用時不需要重新標定。

技術參數

測量精度: ±1.0%~±1.5%

最低流速:0.01m/s。

使用壽命:可長達十年以上。

量程比≥10:1

雷諾數系數使用范圍:下限300,上限達1×106以上。

測量液體粘度上限:500MPa·S。

工作壓力范圍:-0.1~6.4MPa。

工作溫度范圍:-50~400℃。

其他特性

適合于測量泥漿、煤焦油瀝青、煤水懸浮液以及其他高粘度流體;

在很低的管道雷諾數情況下(甚至低至Re=500時),流量與差壓之間仍能保持平方根關系。而孔板流量計的可側量最小雷諾數要比楔形流量計大得多;
經單獨標定的楔形流量計有較高的測量精確度(最高可達0.5%),未經標定的楔形流量計的精確度也可達3%左右;

結構簡單,安裝、使用和維修方便;

可測量腐蝕性介質,由于差壓測量是采用隔膜式的雙法蘭差壓變送器,腐蝕性介質不能進人導壓管和差壓變送器,所以只要用耐腐蝕材料加工楔形節流件,就能使儀表對腐蝕性介質進行測量。

七、彎管流量計

彎管流量計與傳統的孔板流量計一樣同屬于差壓式流量計的范疇,只是彎管流量計產生差壓的方式與孔板流量計不同,孔板是利用流體的縮放原理產生差壓的,而彎管傳感器是利用流體的慣性原理產生差壓的。彎管流量計既繼承了傳統差壓式流量計結構簡單、性能穩定、測量精確的優點,又克服了差壓式流量計壓力損失大、容易堵塞、維護困難等缺點。

彎管流量計的特點:

測量準確度高、重復性好:彎管流量計系統測量精度高達0.5~1.5級,重復性準確度則高達0.2%。

無附加壓力損失。彎管傳感器沒有任何插入件或節流件,因此在測量流量過程中不會對被測流體造成附加壓力損失,可節省流體輸送的動力消耗,節約能源。

適應性強:彎管傳感器可在高溫、高壓、粉塵、振動、潮濕及其它惡劣環境中正常使用。

量程范圍寬:流速測量范圍:液體介質為0.2~12米/秒, 蒸汽或氣體介質為5~160米/秒的。管徑范圍: φ10~φ2000mm。

直管段要求不嚴格:直管段前五(5D)后二(2D)即可充分滿足使用要求。

使用壽命長:彎管傳感器耐溫、耐壓、耐腐蝕、耐磨損、耐振動性能好,并對微量磨損不敏感。傳感器經特殊加工處理后壽命至少與管道壽命相同。

安裝方便、耐磨損、免維護:由于彎管傳感器對磨損不敏感,所以可以直接焊接安裝在管道上,一次焊接完成后再也不存在泄漏等令人頭痛的問題,不需維護。

八、均速管流量計(威力巴流量計)

當流體流過探頭時,在其前部產生一個高壓分布區,高壓分布區的壓力略高于管道的靜壓。根據伯努利方程原理,流體流過探頭時速度加快,在探頭后部產生一個低壓分布區,低壓分布區的壓力略低于管道的靜壓。流體從探頭流過后在探頭后部產生部分真空,并在探頭的兩側出現旋渦。均速流量探頭的截面形狀、表面粗糙狀況和低壓取壓孔的位置是決定探頭性能起決定性作用。威力巴均速流量探頭能精確地檢測到由流體的平均速度所產生的平均差壓。威力巴均速流量探頭在高、低壓區有按一定準則排布的多對取壓孔,使準確測平均流速成為可能,截面形狀在探頭能產生精確的壓力分布,固定的流體分離點;位于探頭側后兩邊、流體分離點之前的低壓取壓孔,可以生成穩定的差壓信號,并且有效防堵。內部一體化結構能避免信號滲漏,提高探頭結構強度,保持長期高精度。

技術指標:

公稱壓力:≤32MPa

溫度范圍:-180℃-650℃

公稱通徑:DN25mm-DN6000mm

精度等級:1.0