摘要:孔闆流量(liang)計
在化工行業應(ying)用十分廣泛,其取(qu)壓方式有多種,但(dàn)在工程應❌用中卻(que)一直缺少可以遵(zūn)循的明确規定。針(zhēn)對孔闆流最計取(qu)壓方式的選擇問(wen)題,通過分析孔闆(pan)流💜量計主要取壓(ya)方式的取壓原理(li),根據國際标準ISO5167對(duì)孔闆流量計測斌(bīn)結果進行理論讨(tao)一算,結果表明主(zhǔ)要的取壓方式🆚在(zai)理論計算測量誤(wu)差沒🥰有明顯差異(yì),因此選擇孔闆流(liú)🈲量計取壓方式♌時(shí)應🐇該更多考慮工(gōng)程安裝、維護需要(yào)和儀表制造水平(ping)。
0引言
流量儀表在(zài)石化、化工和冶金(jīn)生産過程控制和(he)計量核算中具有(yǒu)重要地位。
孔闆流(liú)量計作爲标準節(jiē)流裝置,以其測量(liang)的标準性,應用十(shi)分廣泛。而對于孔(kong)闆流量計取壓方(fang)式的選擇一直缺(quē)少明确的規範和(he)有力的依據。《自動(dòng)化儀表選型設計(ji)規定》(HG/T20507-2000)中💋規定:“一般(bān)采用角接取壓或(huo)法蘭取壓💰方式。根(gēn)據使用條件🌈和測(ce)量要🐉求,可以采❌用(yong)徑距取壓等其他(tā)取壓方式。”在實際(ji)化工設計中讓人(rén)感到無🌈所适從,很(hěn)多情況下設計人(rén)員都🔴是憑借經驗(yan)選擇法蘭取壓等(deng)🐉,對于爲什麽排除(chú)其他的取壓方式(shì),也不能給☂️出充分(fen)的理由。從理論計(ji)算方面和現場實(shí)際應用等方面進(jin)行了一些探讨❄️,希(xī)望能夠給大家在(zài)選擇取壓☎️方式時(shí)提供一🈲點參考。
1取(qu)壓形式和工作原(yuán)理
孔闆流量計的(de)取壓方式有法蘭(lán)取壓、角接取壓和(he)徑距取壓。根據節(jie)流元件前後的壓(yā)力取樣點的差🚶壓(yā),進而計🐇算出介質(zhì)🍓流量㊙️的大小。法蘭(lan)取壓原理如圖1所(suo)示,上遊取壓口間(jian)距是從上遊端面(mian)至孔闆的長度爲(wèi)25.4mm,下遊取壓口間距(ju)是下遊端面至孔(kǒng)闆的長度也爲25.4mm。角(jiǎo)接取壓包括環室(shì)取壓和單獨鑽孔(kong),原理如圖2所示,其(qí)取壓口軸線與孔(kong)㊙️闆各相應端面之(zhi)間的間距等于取(qu)壓🌈口本身直徑的(de)一半,或取壓口本(ben)身寬度的一半,這(zhè)樣取壓口貫穿管(guan)壁🆚處就與孔闆端(duān)面齊平,取壓口可(kě)以是單獨鑽孔取(qu)壓口或是環🤞隙。環(huan)隙通常爲不間斷(duàn)在整個圓周上穿(chuān)通管道,否則每個(gè)環室至少4個開孔(kong)與管道内部連通(tong);若采用單獨鑽孔(kǒng)取壓,取壓軸線盡(jin)可能以900角與管道(dao)軸線🏃🏻♂️相交。徑距🏃取(qu)壓原理如圖3所示(shi),取🍓壓口的😘間距是(shi)取壓口中心線與(yǔ)孔闆某一規定端(duan)面🌏之間的距離,上(shàng)遊取壓口間距爲(wei)管道直徑D,下🛀🏻遊取(qu)壓口間距爲D/2,故又(you)稱爲D和D/2取壓。
根(gēn)據石油化工設計(ji)手冊和GB/T2624.2-2006提供的技(ji)術參數,孔闆流量(liàng)計三種主要取壓(ya)方式對管道直徑(jing)D、節流件孔🐉徑d、直徑(jing)比要求是一緻的(de),即滿足50mm≤D≤1000mm,d≥12.5mm,0.2≤b≤0.75。對于雷諾(nuo)數ReD,角接取壓的要(yào)求是0.2<b<0.45,ReD≥5000或0.45≤b,ReD≥104,法蘭取壓(ya)和徑距取壓的要(yào)求則💰是ReD≥1260b2D。根據這些(xie)技術參數,在滿足(zu)雷諾數要求的情(qing)況下,很難确定什(shí)麽情況下用哪一(yī)種取壓方式,排除(chu)哪些取壓方式。
通(tōng)過對孔闆流量計(jì)的計算,分别計算(suan)孔闆流量計在角(jiao)接取👨❤️👨壓、法蘭取壓(ya)和徑距取壓三種(zhong)情況下的流量參(cān)數,通過比較流量(liang)參數,區分孔闆流(liu)量計在各種取壓(ya)方式❤️下的不同之(zhī)處,進而在👌理論上(shàng)分析🈲各種取壓方(fang)式對孔🧑🏾🤝🧑🏼闆流量計(jì)的影響。
2不同取壓(ya)方式效果分析
在(zai)管徑不同,而管道(dào)介質流量、大小、壓(yā)力、溫度、砧度👉、密度(du)和管道👨❤️👨材質都相(xiàng)同的情況下,根據(jù)IS05167标準分别🌈計算在(zai)角接取壓、法蘭取(qǔ)壓和徑距取壓幾(ji)種情況下的孔闆(pǎn)流量計的流量參(can)數,見表1一3所列。
從(cóng)以上計算結果可(ke)以得出,在介質、溫(wēn)度、壓力等參數一(yī)緻的前🌐提下,這幾(ji)種取壓方式的壓(ya)力損失基本相同(tong),流🙇♀️量誤差雖🥵然有(you)些差别,有的雖然(ran)有數量級的差别(bie),但是🔞由于數💯量級(ji)比❄️較低,比起孔闆(pǎn)測量誤差±(1%-2%)的要求(qiú)影響甚微。因此,無(wu)論介質類别和管(guǎn)徑大小,從理論上(shang)說孔闆流量計不(bu)同的取壓方式測(ce)量結果幾乎是相(xiàng)同的,因此不能從(cóng)這個方面✨去決定(ding)使用哪種取壓方(fāng)式。
3其他因素對孔(kong)闆取壓方式的影(ying)響
在工程設計時(shi),儀表制造商會推(tui)薦法蘭取壓等取(qǔ)壓方式,這可能是(shi)出于對方的制造(zào)水平、經濟成本⭕等(děng)考慮因素。如壓力(li)高于32MPa時,由于制造(zào)水平的限制,最好(hǎo)選取角接取壓方(fāng)式。對于💛用戶來說(shuo),孔闆流量計采取(qu)統🛀🏻一的取壓方式(shì),對于儀表的現場(chǎng)安裝、備品備件和(hé)使用維護都是有(you)利的。如選用一體(ti)化孔闆流量計時(shi),從安裝、維護方便(bian)的角度考慮,選用(yong)環室取壓布局相(xiang)對整齊,易于安裝(zhuang)、伴熱和維護。因此(ci),在選擇孔闆流量(liàng)計❗的取壓方式時(shi),應該⛷️充分考慮到(dào)儀表制造水平和(he)實際的工程需要(yào)。
因此,可以這樣理(lǐ)解HG/T20507-2000,在滿足雷諾數(shu)和管徑、直徑比等(deng)要求👌的前提下,孔(kong)闆的流量計的取(qu)壓方式可以根據(ju)實際工程👣需要和(hé)制造商要求進行(hang)靈活選擇,但整個(gè)工程最好使用一(yī)種統一的取壓方(fang)式。
4結束語
通過計(jì)算孔闆流量計的(de)流量參數,得出主(zhǔ)要取壓方🏃♂️式⁉️在理(lǐ)論上的測量效果(guo)差别甚小的結論(lun),并從儀表制造水(shuǐ)平和工程實際出(chū)發,全面地論述了(le)孔闆流量計取壓(yā)方式的選擇問題(ti)。結果表明工程儀(yi)表安裝和維護方(fāng)便、儀表制造技術(shu)水平在很大程度(dù)上制約着孔闆流(liu)量計取壓方式的(de)選擇。
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