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浅析孔板流量计在药厂生产中的应用
发布日期:2017/10/25 9:53:19
药厂是耗能大户,能源品种主要有蒸汽、自来水、N2、 压缩空气、循环水、7℃水、-5℃水等,能源计量问题直是公司节能降耗降成本的件大事。公司计量设施以前主要采用节流孔板进行流体计量。孔板流量计因 其简单牢固、性能稳定可靠、使用寿命长、价格低廉等优点被广泛使用,但也存在测量范围窄、测量上限和测量下限之比般仅3∶1~4∶1、压力损失大、对于 低压力的自产压缩空气测量响较大、低压力流体测量信号弱、测量误差大、现场安装条件要求较、孔板前后易堵塞等不足,从而严重响其测量精度。
 
    在公司实际生产中,如果不能停产,则无法进行孔板安装和维护,工业流量测量普遍存在着大管径、大流量测量的困难,并存在制 造、运输和安装上的困难,也使造价增加、能损加大,于是我们引入了能便于在线安装、维护的插入式涡街流量计、电磁流量计、声波流量计等。但由于孔板流量 计的使用具有普遍性和长久性,因此有必要探讨其被继续使用的可行性。
 
    1 孔板差压流量计工作原理和点
 
    孔板式差压式流量计是根据安装于管道中节流件(孔板)产生的差压、已知的流体条件、孔板和管道的几何尺寸来测量流量的仪表。充满管道的流 体,当它流经管道内的孔板时,流速将在孔板处形成局部收缩,因而流速增加、静压力降低,于是在孔板前后便产生了压差。流体流量愈大,产生的压差愈大,这样 依据压差就知流量的大小。这种测量方法是以流动连续性方程和伯努利方程为基础的,数学表达式为:
 
    
 
    式中Qm———质量流量,kg/s;
 
    Qυ———容量流量,m3/s;
 
    d———流体流量系数;
 
    ρ1———孔板上、下游侧取压处流体密度,kg/m3;
 
    Ad———孔板在工作状态下的开孔面积,m2;
 
    Δp———孔板上、下游侧规定的取孔位置上所测得的静压力差,kgf/m2(1kgf/m2=18.0665kPa);
 
    ε———流体流速膨胀系数。对压缩流体,ε=1;对可压缩流体,ε<1。
 
    当节流装置制作成后,些参数就确定了,上式可以表达为:
 
    
 
    式中 K———综合系数,定值;
 
    Δp———孔板上、下游侧规定的取孔位置上所测得的静压力差,kgf/m2。
 
    孔板流量计的主要点为结构易于复制、简单牢固、性能稳定可靠、使用期限长、价格低廉等,整套流量计由孔板、差压变送器和流量显示仪(或计 算机系统)组成,如有需要还可增加压力和温度的测量部分。它们可以由不同厂家生产,这样易于形成规模生产,经济效益,各部分组合非常灵活,目前推出的 体化孔板流量计,亦可分开生产,再灵活组装。
 
    2 流量计的精度
 
    目前,有用于不同目的的各种流量测量仪表,其计量是否准确受到人们的普遍重视。流量计的精度是由其结构、测量原理、被测流体的性质、使用环 境条件和制造工艺水平等决定的。但是在检定过程中以及在使用过程中的许多客观因素也会响流量计的精度复现,甚大大降低流量计的精度,响流量计的正常 使用,偏离选择的初衷。主要的响因素有以下几点。
 
    2.1 流量标准装置的实际使用精度
 
    流量计在各种情况下的检定,都必须用合适的流量标准装置。检定用的流量标准装置的实际使用精度要于流量计的精度,对于送检仪表,需询问检定用设备、方法和精度是否满足需求。
 
    2.2 被测流体的流动状况
 
    在管道中或开口渠中流动的流体,有不同的流动状况,例如层流、紊流、动流、不均匀流等。别是利用伯努利定理研制的流量计,要求是定常的 流动,并且流速分布均匀,例如孔板流量计。如果管道中有障碍物,则会引起流动的剧烈变化,导致流量计测量结果产生忽视的误差。流量计在安装时,直管段 要求般是前10后5,并且要求尽量减少弯管、阀门等的使用。
 
    2.3 被测介质的物理性质
 
    截目前,每种流量计都是在实际的定条件下正常使用的,没有种流量计可以在任何条件下测量任何介质的流量。流量测量是比较复杂的测 量,孔板流量计测量流量时,不宜测量粘度大的流体流量,测量蒸汽时,要把压力和温度信号实时采集到流量表中进行修正。声波流量计不能测量气体,在测量的 流体中含有较大、较多固体颗粒时,将大大响测量精度。所以当流量计出现精度下降时,应注意被测流体的物理性质是否有了改变。
 
    2.4 正确安装和使用流量计
 
    许多流量计的安装和使用是同它的测量精度密切相关的,别是那些检测元件直接位于流动流体中的流量计。若孔板流量计中的孔板与管道的同心度 不好,则会产生误差,严重时误差可达。所以,根据对安装条件要求的程度不同,对各种流量计必须严格区分对待,只有遵照安装条件来安装,才能保证流 量计的测量精度。

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