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新型節(jié)流裝置--內(nèi)錐式流量計 流量計技術(shù)指標(biāo)

時間：2020-07-30    來源：儀多多儀器網(wǎng)    作者：儀多多商城     
長期以來，節(jié)流裝置（孔板、噴咀、文丘利管）因適用于多種流體（氣體、液體、蒸汽），且耐高溫高壓，在許多行業(yè)如化工、電力、鋼鐵、冶金、石油天然氣等，多采用它用以監(jiān)測流量參數(shù)。在流量儀表市場中，數(shù)量約占60%以上的份額。對于這種量大面廣的儀表，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織“封閉管道中流體流量測量專業(yè)委員會”（ISOTC30）極為重視，制定了節(jié)流裝置流量測量標(biāo)準(zhǔn)ISO5167，并根據(jù)使用中出現(xiàn)的問題不斷進行修改、完善。我國的節(jié)流裝置國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T2624-93）與其接軌，也等效采用ISO5167。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISOTC30經(jīng)兩年多的討論醞釀，重新修訂了ISO5167，于2003年3月公布執(zhí)行ISO5167新的標(biāo)準(zhǔn)。

ISO5167新標(biāo)準(zhǔn)修改的主要內(nèi)容

· 在沒有流動調(diào)整器條件下，對節(jié)流裝置(孔板、文丘利管)上游所要求的直管段普遍提出了更長的要求；
· 建議在節(jié)流裝置上游安裝流動調(diào)整器，以適當(dāng)縮短所要求的直管段長度；
· 根據(jù)大量數(shù)據(jù)回歸的R/G公式取代原來的sto1z公式；
· 采用新公式來計算孔板的可膨脹系數(shù)；
· 修訂了關(guān)于孔板不同軸度、不平度及上游管內(nèi)壁粗糙度的限制要求。

ISO5167新標(biāo)準(zhǔn)對孔板前直管段長度的要求增大了4～17D，達到了30～70D左右。這個長度在工程實施中存在相當(dāng)大的難度，甚至是不可能的，面對ISO5167新標(biāo)準(zhǔn)，我們該怎么辦？

流量儀表在工程中的應(yīng)用，不外乎以下幾種情況 ：①貿(mào)易計量，進行物流的核算，準(zhǔn)確度是首要的，如直管段達不到標(biāo)準(zhǔn)要求，直接影響到準(zhǔn)確度的下降；②工藝流程的監(jiān)測 ；主要了解工藝流程是否正常，可靠性是主要的；③工控系統(tǒng)中的檢測環(huán)節(jié)，作為調(diào)節(jié)的依據(jù)，重復(fù)性是主要的。因此，在直管段達不到要求時，孔板（或節(jié)流裝置）仍可工作，只是準(zhǔn)確度下降了；用于②、③種情況還可考慮，而第①種情況則難以選用。

流動調(diào)整器

在直管段長度達不到新標(biāo)準(zhǔn)的要求時，管道中的流速分布不是充分發(fā)展紊流，流速分布不對稱，有畸變還可能有漩渦、回流（圖1）。ISO5167新標(biāo)準(zhǔn)建議采用流動調(diào)整器，認(rèn)為選用后可改善流動情況，無需過長的直管段即可達到新標(biāo)準(zhǔn)的要求。


圖1：雙彎頭后滑流的流速分量

但這并非萬全之計，因為它在改善了流動情況的同時，也帶來了以下弊?。孩僭黾映杀尽Ｖ圃煲慌_流量調(diào)整器的成本不亞于一臺流量計。②增加安裝、維修工作量。③易于堵塞。采用流動調(diào)整器緣于在直管段達不到ISO5167新標(biāo)準(zhǔn)要求的長度，仍希望維持孔板等節(jié)流裝置較高準(zhǔn)確度的一項技術(shù)措施?？墒屡c愿違，由于效果好的流量調(diào)整器均易于堵塞，并造成了流動的畸變，它又反過來降低了測量準(zhǔn)確度。要徹底解決問題，只有采用新型節(jié)流裝置。而目前業(yè)內(nèi)比較熱衷的便是采用內(nèi)錐式流量計。

內(nèi)錐式流量計

上世紀(jì)80年代中期，由美國MCCROMETER公司研制、推出了這種新型節(jié)流裝置 — 內(nèi)錐式流量計（圖2），由于內(nèi)錐具有整流作用，要求前、后直管段長度都很小。特別適用于ISO5167新標(biāo)準(zhǔn)公布后所面臨的困境。

▲ 原理

內(nèi)錐式流量計仍是一種通過節(jié)流取差壓以反映流量大小的節(jié)流裝置。節(jié)流件為一個懸掛在管道中央的錐形體，前錐角約30°，后錐角約150°。高壓P1取自錐體前流體未擾動（即未形成節(jié)流，流體未加速）的管壁 ；低壓P2取自后錐體中央，并通過內(nèi)錐支承桿引至管外，其差壓△P的平方根與流量成正比。計算與孔板、噴咀等類似，只需要將環(huán)形通道面積折合為孔板內(nèi)孔面積。

▲ 突出的優(yōu)點

● 錐體整流，縮短直管段

長期以來，人們都認(rèn)為變徑管（或稱異徑管）是破壞流場的，無論管徑由小變大，或由大變小后都要求基本相同的直管段。其實，收縮管（即管道截面由大變?。⒋偈沽黧w加速，其效果具有消除漩渦、促進流動層面的相互作用，在一定條件下可以在較短的長度內(nèi)達到較理想的流速分布。內(nèi)錐式流量計使流通截面由大變小，其效果相當(dāng)于一個流動調(diào)整器，可以縮短節(jié)流裝置所必需的直管段長度 ；至于是否短到廠家所說僅為0～3D，還應(yīng)有待試驗證實。

● 邊緣耐磨，改善穩(wěn)定性

幾十年來，孔板曾被公認(rèn)為是一種不用實標(biāo)的準(zhǔn)確流量計，常用于物流的計量核算，而它的長期穩(wěn)定性是值得質(zhì)疑的。根據(jù)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，孔板的節(jié)流孔邊緣厚度e僅為0.005～0.02D ；光潔度應(yīng)為 7以上。而在使用過程中，在銳角處流速最高，流體的沖刷也較強烈，使用不久銳邊將變大，并產(chǎn)生毛刺不再光滑，流量系數(shù)也將隨之變化。

而內(nèi)錐式流量計則不然，在錐體的最大截面的邊緣，由于附面層的保護（見圖2）其表面流速并不高，附面層減緩了沖刷的力度，且邊緣是一個鈍體而不是銳角，也經(jīng)得起沖刷。因此，內(nèi)錐式流量計流量系數(shù)可長期穩(wěn)定不變。


圖2：內(nèi)錐式流量計原理圖

為什么孔板沒有附面層保護呢？附面層厚度δ=KLReX，（其中L是特征長度，Re是雷諾數(shù)，K,X為系數(shù)）孔板的特征長度等于零，無法形成附面層保護。

● 環(huán)形通道，適用于臟污流

各工程現(xiàn)場中的流體都難以保證潔凈，多年來，節(jié)流裝置中采用較多的孔板，由于其下游會形成一個回流區(qū)，流體中的臟污物、凝析物等將滯留在這個區(qū)域，日積月累，將改變節(jié)流比β值，引起流量系數(shù)的變化，其次污物還會阻塞測壓孔，使孔板難以正常工作。

而內(nèi)錐式流量的節(jié)流部分的環(huán)形通道，錐體后未形成滯流區(qū)，當(dāng)流體流過邊緣時，因流速高，任何臟污物、凝析物，將被沖走難以滯留。因此，它適用于臟污流體，特別是氣液、氣固、液固二相流體。

小結(jié)

· 直管段長度 ：內(nèi)錐式流量計問世已十多年，鮮為人知。近二年由于提出了ISO5167新標(biāo)準(zhǔn)，加長了孔板等節(jié)流裝置所需的直管長度，使其難以使用，在不少會議、媒體上出現(xiàn)了一股“內(nèi)錐熱”，認(rèn)為其所需直管段前僅為0～3D；后為0～1D，幾乎可有可無。內(nèi)錐的整流作用真的能神奇到這個地步？據(jù)了解不少阻力件（如雙彎頭）后漩渦區(qū)的消失就需3D以上。

· 流動調(diào)整器 ：在制定節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)中，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISOTC3O多次建議采用流動調(diào)整器，由于現(xiàn)場的惡劣條件，流體欠潔凈，將會帶來不少問題，難以達到預(yù)期效果。

· 標(biāo)準(zhǔn)化 ：孔板長期公認(rèn)為是無需標(biāo)定而又準(zhǔn)確的流量計，為此制定了國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO5167）國家標(biāo)準(zhǔn)（GB-2624），因此常用于物流計量及貿(mào)易核算中，ISO5167的新標(biāo)準(zhǔn)提出的直管段長度使孔板的應(yīng)用陷入困境，不少專家建議采用內(nèi)錐式流量計取代孔板，舉出了不少優(yōu)點，前景誘人。但由于還缺乏足夠的試驗數(shù)據(jù)，無論國際還是國內(nèi)還未制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。用于物流貿(mào)易核算，目前還缺乏計量法的依據(jù)。

· 需理性、勿過熱 ：某一流量儀表一統(tǒng)天下局面短期還難以形成。
電磁流量計的的選用原則所體現(xiàn)的方方面面

    我們在挑選電磁流量計的時候在選用方面都會體現(xiàn)一些原則，具體體現(xiàn)在：電磁流量計口徑與量程的選擇    電磁流量計口徑通常選用與管道系統(tǒng)相同的口徑，如果管道系統(tǒng)有待設(shè)計，則可根據(jù)流量范圍和流速來選擇口徑。對于電磁流量計來說，流速以2~4m/s較為適宜。在特殊情況下，如液體中帶有固體顆粒，考慮到磨損的情況，可選常用流速≤3m/s，對于易附管理的流體，可選用流速≥2m/s。流速確定以后，就可以確定流量計口徑。    電磁流量計的量程可以根據(jù)兩條原則來選擇：一是儀表滿量程大于預(yù)計的最大流量值；二是正常流量大于儀表滿量程的50%，以保證一定的測量精度。    溫度和壓力的選擇    電磁流量計能測量的流體壓力與溫度是有一定限制的，選用時，使用壓力必須低于該流量計規(guī)定的工作壓力。目前，國內(nèi)生產(chǎn)的電磁流量計的工作壓力規(guī)格為：    小于50mm口徑，工作壓力為1.6MPa;    900mm口徑，工作壓力為1MPa;    大于1000mm口徑，工作壓力為0.6MPa.    電磁流量計的工作溫度取決于所用的襯里材料，一般為5-70℃。如做特殊處理，可以超過上述范圍，傳感器允許被測介質(zhì)溫度為-40-+130℃。    內(nèi)襯材料與電磁流量計材料的選擇    電磁流量計的內(nèi)襯材料及電極材料必須根據(jù)介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)來正確選擇，否則儀表會由于襯里和電極的腐蝕而很快損壞，而且腐蝕性很強的介質(zhì)一旦泄露容易引起事故。因此，必須根據(jù)生產(chǎn)過程中的具體測量介質(zhì)，慎重的選擇電極與襯里的材料

標(biāo)簽: 電磁流量計
電磁流量計 電磁流量計的的選用原則所體現(xiàn)的方方面面_電磁流量計

蒸汽流量計是一款常用的流量儀表，任何儀表的使用總離不開日常的維護及保養(yǎng)，不管是本身的故障還是受外界因素的干擾，故障的出現(xiàn)我們沉著應(yīng)對。


處于長期穩(wěn)定運行狀態(tài)下的蒸汽渦街流量計，在工作期間也可能出現(xiàn)故障，這類故障出現(xiàn)的原因有以下幾方面：
一、檢側(cè)元件和電子元件的失效經(jīng)過長時期運行，有些電子元器件可能到達壽命期而失效，導(dǎo)致儀表出現(xiàn)故障。
二、介質(zhì)中雜質(zhì)的損害經(jīng)長期工作，流體內(nèi)的臟物在測量管內(nèi)壁、發(fā)生體表面和儀表轉(zhuǎn)換器內(nèi)壁、發(fā)生體表面和檢測元件表面的附著、沉積，改變了測量管和發(fā)生體的幾何尺寸參數(shù)，儀表的測量誤差增大，降低了檢測元件的靈敏度，信號幅值減小，進而引起檢測元件的失效。
三、雷擊損害現(xiàn)場儀表在雷雨季節(jié)受到雷擊而損壞是常見的故障。雷擊在傳輸線路中會感應(yīng)產(chǎn)生瞬時高壓尖脈沖和強大的浪涌電流，擊穿或燒毀轉(zhuǎn)換器內(nèi)的電子元器件，這種雷擊主要是通過電源線和信號線引入。
四、環(huán)境方面原因環(huán)境中的腐蝕性氣體、潮氣的長期侵蝕會引起檢測元件的絕緣電阻下降，以及部分電子元件、接線端子、接地端子的腐蝕，使接插件接觸電阻增大，傳輸信號被衰減。不管什么形式的故障，首先找出故障起因，再對癥下藥，必定能事半功倍，將故障排除，其次在日常的使用中注意保養(yǎng)與維護，就能大大提率。



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