差壓式流量計的應用與發展

一、概述

差壓式流量計（節流式、變壓降式）是一類歷史悠久、應用最廣泛的流量計，在各類流量儀表中其使用量占居首位（約70％）。近年來，由于各種新型流量計的問世，它的使用量百分數逐漸下降，但目前仍是最重要的一類流量計。 2 在充滿流體的管道內，安裝一個節流件（如孔板、噴嘴等），當流體流過時，由于管道面積突然減小，流束成局部收縮，部分位能轉化為動能,收縮截面處流體的平均流速增加該處的靜壓就降低，節流件的上游側和下游測（或喉部）之間產生一個靜壓差，根據連續性方程和伯努利方程，就可以進行流量測量。差壓式流量計是根據安裝于管道中流量檢測件產生的差壓,已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。但必須滿足流體條件。如下： 1、根據GB/T2624 50mm≤D≤1000mm, 0.1≤β≤0.75(推薦0.4≤β≤0.65) 2、流體必須充滿管道，并連續流動。 3、不應發生物態變化（單相流） 4、流體流束必須與管道軸平行，不得有旋轉流或偏心流。

二、分類

差壓式流量計品種較多，目前市場上經常使用的差壓式流量計有：孔板流量計、楔式流量計、V錐流量計、阿牛巴流量計、威力巴流量計、托巴管流量計、彎管流量計、明渠流量計等。 標準節流元件包括標準孔板、標準噴嘴和文丘里管三類。非標準節流元件用途節流件名稱低雷諾數節流裝置 1/4圓孔板、錐形入口孔板、雙重孔板測量臟污流體裝置圓缺孔板、偏心孔板、楔形孔板低壓損裝置通用文丘里管、彎管、環形管、均速管小管徑裝置一體化小孔板、內藏孔板、國標小孔板寬范圍度裝置線性孔板臨界流裝置臨界流文丘里噴嘴

三、孔板優缺點

標準孔板是一塊具有圓形開孔的金屬薄板,圓孔壁與孔板前端面成直角,安裝時孔板軸心與管道軸線同心。孔板已有國際標準(ISO 5167)。測出孔板兩端壓差，按此標準即可算出具有一定精確度的流量值。 4 孔板取壓方式在國際標準中規定為徑距取壓、法蘭取壓和角接取壓（取壓孔緊靠孔板）3種。標準孔板可以采用角接取壓、法蘭取壓或徑距取壓；標準噴嘴采用角接取壓；長頸噴嘴采用徑距取壓；文丘里噴嘴上游采用角接取壓，下游采用理論取壓；經典文丘里管上游采用管接取壓，下游采用理論取壓；標準孔板是節流裝置中結構最簡單，適應性最強的一種產品。優點：原理簡單，結構牢固，性能穩定可靠，使用壽命長；應用范圍廣泛，至今尚無任何一類流量計可與之相比擬；標準化程度高。檢測件與變送器、顯示儀表分別由不同廠家生產，便于規模經濟生產。不需要實流標定；缺點：測量精度普遍偏低（標稱±1~2%，實際應用±3~5%）；測量范圍窄，量程比一般僅3:1~ 4:1；現場安裝內容較多，要求較高；容易出現泄漏、堵塞等問題；壓損大（指孔板、噴嘴等）；

四、計算選型

[4] 1. 選型 1）節流裝置 a 一般流體的流量測量，宜選用標準節流裝置； b 特殊情況下的流體測量，可選用非標準節流裝置； 2）差壓式流量計宜采用法蘭取壓或角接取壓方式， 3）差壓范圍的選擇應根據計算確定，等級宜為6、10、16、25、40、60kPa。 五、安裝 1. 節流裝置安裝要求: a節流元件前端面必須與管道軸線垂直，允許最大不垂直度不大于±1°。 b密封墊片不應凸入管道內，若為環室取壓時，則密封墊不應凸入環室內。 c對新增管道系統，必須先經掃線后，再安裝節流裝置，以防雜物堵塞和損傷節流裝置，并注意流體流向和節流裝置方向是否相符。 d節流裝置一般不宜在垂直管道安裝，必須垂直安裝時液體流向應自下而上，氣體、飽和蒸汽、濕氣體宜自上而下。 e 取壓孔方位如下圖所示：圖 取壓口方位 5 2. 對管道要求： a節流上、下游必須保證最小直管段長度，最小直管段長度與上游阻力件形式有關，見[2]相關規定。 b在節流件附近，介質必須充滿管道，若需裝隔離閥，則應選閘閥而且在運行中全開，若選調節閥應裝在下游5D之后。對導壓管要求： a導壓管的長度和最小內徑 * 差壓變送器應盡量靠近節流裝置，導壓管長度一般<15m，推薦10m×2。 * 壓力等級≥16MPa，導壓管壁厚一般采用4mm和3mm； * 壓力等級≤16MPa，導壓管壁厚一般采用3mm和2mm； b為了保證排出導壓管中的空氣和凝液，導壓管最好保持垂直或傾斜敷設，傾斜度應保持1:10~1:20，對高粘度流體，其傾斜度還應增大，當差壓導壓管大于30m時，導壓管應分段傾斜，在最高點和最低點分裝集氣器（或排氣閥）和沉降器（或排污閥）。對高溫氣液體要加冷凝器. c導壓管應盡量靠近敷設，注意高溫及防凍，導壓管彎曲處，必須圓弧過度，曲率半徑不小于管外徑10倍。 3. 節流裝置輔件節流件及輔件包括(孔標、噴嘴等)法蘭、環室、緊固件、頂絲、密封墊、引壓管、截止閥、三閥組和輔助容器等。輔助容器主要技術參數和用途如下：序號名稱用途 1 冷凝器蒸汽及高溫流體測量進入差壓變送器 2 隔離器高粘度、高腐蝕、高凍結、高析出固體時避免進入差壓儀表 3 集氣器測量液體流量時，隨時收集和定期拔出導壓管中氣體 4 沉降器測量液體流量時，定期排出管道中污物或氣體中殘夜 六、 總結 至今，差壓式流量計仍因其簡明、可靠的固有原理，在工業流量測控領域起著無法替代的作用，在選型、計算和安裝等方面采用正確和合理的方式，將對差壓式流量計的應用和發展有著重要的意義。