差压式流量计的应用与发展

差压式流量计的应用与发展

一、概述

差压式流量计（节流式、变压降式）是一类历史悠久、应用最广泛的流量计，在各类流量仪表中其使用量占居首位（约70％）。近年来，由于各种新型流量计的问世，它的使用量百分数逐渐下降，但目前仍是最重要的一类流量计。 2 在充满流体的管道内，安装一个节流件（如孔板、喷嘴等），当流体流过时，由于管道面积突然减小，流束成局部收缩，部分位能转化为动能,收缩截面处流体的平均流速增加该处的静压就降低，节流件的上游侧和下游测（或喉部）之间产生一个静压差，根据连续性方程和伯努利方程，就可以进行流量测量。差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。但必须满足流体条件。如下： 1、根据GB/T2624 50mm≤D≤1000mm, 0.1≤β≤0.75(推荐0.4≤β≤0.65) 2、流体必须充满管道，并连续流动。 3、不应发生物态变化（单相流） 4、流体流束必须与管道轴平行，不得有旋转流或偏心流。

二、分类

差压式流量计品种较多，目前市场上经常使用的差压式流量计有：孔板流量计、楔式流量计、V锥流量计、阿牛巴流量计、威力巴流量计、托巴管流量计、弯管流量计、明渠流量计等。 标准节流元件包括标准孔板、标准喷嘴和文丘里管三类。非标准节流元件用途节流件名称低雷诺数节流装置 1/4圆孔板、锥形入口孔板、双重孔板测量脏污流体装置圆缺孔板、偏心孔板、楔形孔板低压损装置通用文丘里管、弯管、环形管、均速管小管径装置一体化小孔板、内藏孔板、国标小孔板宽范围度装置线性孔板临界流装置临界流文丘里喷嘴

三、孔板优缺点

标准孔板是一块具有圆形开孔的金属薄板,圆孔壁与孔板前端面成直角,安装时孔板轴心与管道轴线同心。孔板已有国际标准(ISO 5167)。测出孔板两端压差，按此标准即可算出具有一定精确度的流量值。 4 孔板取压方式在国际标准中规定为径距取压、法兰取压和角接取压（取压孔紧靠孔板）3种。标准孔板可以采用角接取压、法兰取压或径距取压；标准喷嘴采用角接取压；长颈喷嘴采用径距取压；文丘里喷嘴上游采用角接取压，下游采用理论取压；经典文丘里管上游采用管接取压，下游采用理论取压；标准孔板是节流装置中结构最简单，适应性最强的一种产品。优点：原理简单，结构牢固，性能稳定可靠，使用寿命长；应用范围广泛，至今尚无任何一类流量计可与之相比拟；标准化程度高。检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产，便于规模经济生产。不需要实流标定；缺点：测量精度普遍偏低（标称±1~2%，实际应用±3~5%）；测量范围窄，量程比一般仅3:1~ 4:1；现场安装内容较多，要求较高；容易出现泄漏、堵塞等问题；压损大（指孔板、喷嘴等）；

四、计算选型

[4] 1. 选型 1）节流装置 a 一般流体的流量测量，宜选用标准节流装置； b 特殊情况下的流体测量，可选用非标准节流装置； 2）差压式流量计宜采用法兰取压或角接取压方式， 3）差压范围的选择应根据计算确定，等级宜为6、10、16、25、40、60kPa。 五、安装 1. 节流装置安装要求: a节流元件前端面必须与管道轴线垂直，允许最大不垂直度不大于±1°。 b密封垫片不应凸入管道内，若为环室取压时，则密封垫不应凸入环室内。 c对新增管道系统，必须先经扫线后，再安装节流装置，以防杂物堵塞和损伤节流装置，并注意流体流向和节流装置方向是否相符。 d节流装置一般不宜在垂直管道安装，必须垂直安装时液体流向应自下而上，气体、饱和蒸汽、湿气体宜自上而下。 e 取压孔方位如下图所示：图 取压口方位 5 2. 对管道要求： a节流上、下游必须保证最小直管段长度，最小直管段长度与上游阻力件形式有关，见[2]相关规定。 b在节流件附近，介质必须充满管道，若需装隔离阀，则应选闸阀而且在运行中全开，若选调节阀应装在下游5D之后。对导压管要求： a导压管的长度和最小内径 * 差压变送器应尽量靠近节流装置，导压管长度一般<15m，推荐10m×2。 * 压力等级≥16MPa，导压管壁厚一般采用4mm和3mm； * 压力等级≤16MPa，导压管壁厚一般采用3mm和2mm； b为了保证排出导压管中的空气和凝液，导压管最好保持垂直或倾斜敷设，倾斜度应保持1:10~1:20，对高粘度流体，其倾斜度还应增大，当差压导压管大于30m时，导压管应分段倾斜，在最高点和最低点分装集气器（或排气阀）和沉降器（或排污阀）。对高温气液体要加冷凝器. c导压管应尽量靠近敷设，注意高温及防冻，导压管弯曲处，必须圆弧过度，曲率半径不小于管外径10倍。 3. 节流装置辅件节流件及辅件包括(孔标、喷嘴等)法兰、环室、紧固件、顶丝、密封垫、引压管、截止阀、三阀组和辅助容器等。辅助容器主要技术参数和用途如下：序号名称用途 1 冷凝器蒸汽及高温流体测量进入差压变送器 2 隔离器高粘度、高腐蚀、高冻结、高析出固体时避免进入差压仪表 3 集气器测量液体流量时，随时收集和定期拔出导压管中气体 4 沉降器测量液体流量时，定期排出管道中污物或气体中残夜 六、 总结 至今，差压式流量计仍因其简明、可靠的固有原理，在工业流量测控领域起着无法替代的作用，在选型、计算和安装等方面采用正确和合理的方式，将对差压式流量计的应用和发展有着重要的意义。