孔板流量計(jì)在蒸汽計(jì)量中的應(yīng)用

白一海　魏巍　劉永波　仝立遠(yuǎn)

摘要本文介紹了孔板流量計(jì)的工作原理及組成，并且闡述了各組成部分的作用及特點(diǎn)。分析了流體的基本實(shí)用質(zhì)量流量方程。并以絕對(duì)壓力的飽和蒸汽為例，敘述了孔板流量計(jì)的安裝方法與注意事項(xiàng)及一般的維護(hù)知識(shí)和孔板流量計(jì)對(duì)蒸汽計(jì)量的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞孔板流量計(jì)蒸汽計(jì)量

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ056 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

隨著我國(guó)大中型企業(yè)的不斷深化改革，企業(yè)內(nèi)部各分廠（車(chē)間）的經(jīng)濟(jì)效益獨(dú)立核算。蒸汽計(jì)量工作已被越來(lái)越多的企業(yè)所重視，蒸汽計(jì)量關(guān)系到能源水泵的統(tǒng)計(jì)和考核，直接關(guān)系到產(chǎn)汽單位和用汽單位的經(jīng)濟(jì)效益。由于差壓流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、信號(hào)便于遠(yuǎn)傳等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用。

1孔板流量計(jì)的測(cè)量原理及組成

1.1測(cè)量原理

管線里充滿的流體沿直線節(jié)流裝置，流束將在節(jié)流件處收縮，使流速加快，靜壓力降低，導(dǎo)致節(jié)流件前后產(chǎn)生差壓。流速增大，差壓也隨之增大，因此，通過(guò)測(cè)量差壓，可以確定流量。

1.2組成

孔板流量計(jì)由節(jié)流裝置、引壓導(dǎo)管、三閥組、差壓變送器和二次儀表組成。

1.2.1節(jié)流裝置

節(jié)流裝置由節(jié)流和取壓裝置構(gòu)成。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件有三種類(lèi)型，即：孔板、噴嘴、文丘利管。其中流體流過(guò)孔板所產(chǎn)生的壓力損失最大，且孔板具有制造簡(jiǎn)單、適用性廣、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)孔板。

1.2.2差壓變送器

差壓變送器是孔板流量計(jì)中的重要組成部分，它將節(jié)流裝置的差壓信號(hào)轉(zhuǎn)變成電流信號(hào)，以便于二次儀表處理和運(yùn)算。

1.2.3顯示儀表

顯示儀表將有效期壓變送氣產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)及其它裝置產(chǎn)生的補(bǔ)償信號(hào)進(jìn)行開(kāi)方并積算，顯示瞬時(shí)流量、累計(jì)流量及其它參量。

2孔板流量計(jì)選用、安裝和維護(hù)

2.1選用

（1）孔板的計(jì)算、加工一般委托儀表廠進(jìn)行，而孔板的準(zhǔn)確參數(shù)必須由計(jì)量部門(mén)提供。主要參數(shù)包括：測(cè)量介質(zhì)的最大流量、測(cè)量介質(zhì)的最小流量、平均表壓力、平均溫度、平均大氣壓、管道內(nèi)徑、管道材質(zhì)、測(cè)量介質(zhì)黏度、測(cè)量介質(zhì)的水份以及管道安裝方式等10項(xiàng)。

（2）差壓變送器及壓力變送器等在訂購(gòu)時(shí)應(yīng)注意如下三點(diǎn)：

①測(cè)程必須與孔板的最大差壓一致，或可調(diào)至孔板的最大差壓。

②輸出信號(hào)必須是0～10mA或4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，以便于與顯示儀表配合使用。

③對(duì)于需要溫度、壓力補(bǔ)償?shù)臏y(cè)量介質(zhì)一定要配備溫度測(cè)量?jī)x表和壓力測(cè)量?jī)x表。

（3）應(yīng)注意顯示儀表和信號(hào)測(cè)量?jī)x表配合使用。

2.2安裝

（1）孔板安裝時(shí)其“+”號(hào)應(yīng)向著流束。對(duì)于未標(biāo)“+”、“-”符號(hào)的孔板，安裝時(shí)應(yīng)注意孔板上的倒角在出氣的一邊。

（2）孔板上、下游側(cè)應(yīng)有足夠長(zhǎng)的直管段，通常，前直管段長(zhǎng)10D，后直管段長(zhǎng)5D（D為管道直徑），否則，會(huì)產(chǎn)生很大誤差。

（3）導(dǎo)壓管應(yīng)垂直或傾斜敷設(shè)，傾斜度不得小于1：12，導(dǎo)壓管長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，以減少壓力損失，走絲不能太小，以減少摩擦損失。

（4）安裝時(shí)應(yīng)注意與測(cè)量登記表配套的三閥組的方向，特別對(duì)于那些未標(biāo)明安裝方向或高、低壓閥手柄裝反的更應(yīng)仔細(xì)檢查，以免給高度帶來(lái)不應(yīng)有的麻煩。

2.3維護(hù)

（1）差壓變送器維護(hù)保養(yǎng)時(shí)，應(yīng)正確操作位于它上部的三閥組，以避免壓力單相過(guò)載沖擊變送器的測(cè)量元件。

（2）對(duì)于孔板、導(dǎo)壓系統(tǒng)及前后管道應(yīng)定期排污。

（3）當(dāng)工作條件改變或孔板開(kāi)孔直角入口邊緣的銳利度和垂直度、孔板端面平行度、光潔度等參數(shù)超差時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)孔板進(jìn)行修正和予以更換。

（4）當(dāng)變送器因誤操作，而受到單向工作壓力時(shí)，應(yīng)盡快使高低壓室無(wú)壓力，并調(diào)整零點(diǎn)，使輸出電流變化不大于0.1mA。

（5）差壓變送器容室“O”形密封圈拆裝時(shí)，必須清除密封槽內(nèi)垃圾，并用洗滌劑潤(rùn)滑。

因該水蒸汽是過(guò)熱蒸汽，故應(yīng)進(jìn)行壓力溫度補(bǔ)償，目前智能型儀表對(duì)流體密度采用兩種不同方法，有的儀表是預(yù)先給定的密度值，再通過(guò)所測(cè)得的溫度，有些儀表在軟件中采用查表法或補(bǔ)償法得到每一瞬間的液體密度值，此準(zhǔn)確度高，鑒于此兩種情況，我廠選用的二次儀表為羅斯蒙特廠生產(chǎn)的智能型儀表通用（壓力、溫度補(bǔ)償）。

該孔板式流量計(jì)投入運(yùn)行后，二次儀表運(yùn)行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)可靠，對(duì)生產(chǎn)工藝中用氣量的合理控制起到了重要作用，為節(jié)能降耗、增產(chǎn)提供了方便的條件。

3孔板流量計(jì)測(cè)量蒸汽的效果

水蒸汽是過(guò)熱蒸汽，故應(yīng)進(jìn)行壓力溫度補(bǔ)償，目前智能型儀表對(duì)流體密度采用兩種不同方法，有的儀表是預(yù)先給定的密度值，再通過(guò)所測(cè)得的溫度，有些儀表在軟件中采用查表法或補(bǔ)償法得到每一瞬間的液體密度值，此準(zhǔn)確度高，鑒于此兩種情況，我廠選用的二次儀表為羅斯蒙特廠生產(chǎn)的智能型儀表通用（壓力、溫度補(bǔ)償）。

孔板流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件是全世界通用的，并得到了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織的認(rèn)可，無(wú)需實(shí)流校準(zhǔn)，即可投用，在流量計(jì)中亦是唯一的。結(jié)構(gòu)易于復(fù)制，簡(jiǎn)單、牢固、性能穩(wěn)定可靠、價(jià)格低廉；應(yīng)用范圍廣，包括全部單相流體（液、氣、蒸汽）、部分混相流，一般生產(chǎn)過(guò)程的管徑、工作狀態(tài)(溫度、壓力)皆有產(chǎn)品。檢測(cè)件和差壓顯示儀表可分開(kāi)不同廠家生產(chǎn)，便與專(zhuān)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。

4總結(jié)

在流量測(cè)量中，孔板式流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)及價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，使板式流量計(jì)得到了普遍的應(yīng)用，盡管在不同的情況下存在測(cè)量精度不高的現(xiàn)象，但在使用中如果注意滿足孔板式流量計(jì)的使用條件和適用范圍，孔板式流量計(jì)仍能達(dá)到?.5%的精度，目前仍然是一種較好的計(jì)量器具。

參考文獻(xiàn)

[1]杜維,樂(lè)嘉華.化工檢測(cè)技術(shù)及顯示儀表[M].杭州:浙江大學(xué)出版社,2005.

[2]解懷仁,楊彬彥.石油化工儀表控制系統(tǒng)[M].北京:中國(guó)石化出版社,2004.