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塔形流量计

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塔形流量计是以变流体在管道中心收缩为管道边璧逐渐收缩,即利用同轴安装在管道中的塔形体(节流件),迫使流体逐渐从中心收缩到管道内边壁而流过塔形体,通过测量塔形体前后的压差来得到流体的流量。正是这个边璧收缩的结构,使得具有了一系列其他差压仪表无法相比的优点,彻底克服了以孔板为代表的传统差压仪表的诸多缺点。
  塔形流量计的详细资料:

塔形流量计测量原理

所说的质量守恒定律(连续性方程)和能量守恒定律(伯努利方程),可以这样去理解

塔形流量计剖图

质量守恒:流体在一个封闭的管道中流动,当遇到节流件时,在节流件前后

它的质量是不变的,用公式表示为:

V1A1ρ1=V2A2ρ2(液体为: V1A1=V2A2 能量守恒:管道中流体的压力和流速有如下的关系:

P1+1/2(V1)2ρ1=P2+1/2(V2)2ρ2 =常数

式中: A1A2 分别是节流件前后的截面积; V1V2 分别是A1A2处的流速; P1P2 分别是A1A2处的压力ρ1ρ2 分别是A1A2处的流体密度;

根据伯努利方程:P+1/2V2ρ=常数,在截面A2处流速加快,该处的压力必然降低,因此压力P2的高低随流速V2的大小而变化。而在截面A1处流速V1和压力P1都没有变化,只要测出P1P2的压力差 P=P1P2,就可以求出流速(流量)。节流式差压仪表正式基于了连续性方程和伯努利方程原理,在管道内设置了一个节流件,测量其前后的压力差而得到了流量。四、优越的性能(优越性能机理分析) 

1±0.5%的测量准确度,(在多数实流标定的中,流出系数的不确定度不超过0.3%)。这样高的精度是孔板等传统差呀仪表所不能比的。

2、重复性±0.1%,并且具有长期的稳定性。

3、在使用安装时,只需要极短的直管段甚至不需要,前面01--3D,后面0—1D。(在调节阀后安装时需要3D的直管段)。

4、具有极高的测量灵敏度(分辨率),负压端2.5毫米水柱(越25Pa)的压力,就可以检测到。因而除了测量大流量外可以测量极小的流量,如烟道气等。

5、塔形体被设计成吹扫型结构,因而具有自清洁功能,因此不会堆积截留流体中挟带的任何赃物、凝固体、固体、气中液。非常适合赃污流体。

6、流体流过具有特殊形状的塔体时,会在其节流边缘处形成边界层效应,因此极大地减少了它被磨损的可能性,也可以说是不磨损型的节流件。因此在投用后,除极特殊条件外,它的节流边是不会被磨损的,也可以说是免拆卸标定的。

7、压力损失小于孔板。

8、无可运动部件,不含任何电子器件,是一个纯机械体,因此具有不怕振动、耐高温、高压、防腐等特点,又有传统差压式仪表所不具备的个项优越性能。

9、可以测量的流体非常广泛,各种气体、液体、蒸汽等都可以有效测量,使用的管径DN15—DN3000。从适用的介质范围和工艺管径、工艺条件来讲,目前还没有一种流量计能与相比。

生产制造、标定(检定)的依据

在生产制造上,参照执行国标GB/T2624 -1993 “流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量Q/BFL003-2004企业标准。在实流标定中,完全执行JJG640-1994“差压式流量计检定规程

技术指标

准确度:±0.5%

重复性:±0.1%

量程比:101 151 (~201

所需直管段:上游13D ,下游01D

雷诺数:85)Ⅹ1031107

管道通径:DN15DN2000 (DN3000)

公称压力:020MPa

介质温度:550 (可以更高)

应用范围

气体

煤气(焦炉煤气、高炉煤气、发生炉煤气)

天然气,包括含湿量5%以上的天然气

各种碳氢化合物气体,包括含湿的HC气体

各种稀有气体,如氢、氦、氩、氧、氮等

湿的氯化物气体

空气,包括含水,含其它尘埃的空气

烟道气

蒸汽

饱和蒸气

过热蒸汽

液体

油类,包括原油(在一定的粘度下)、燃料油、含水乳化油等

水,包括净水、污水

各种水溶液,包括盐、碱水溶液

含蜡、含有水

含油、含沙的水

甲苯

甲醇、乙二醇等

特殊流体

+HC+

加气的水,如H2+N2+空气;H2O+CO2等六、与其他流量计的比较(这里以能源三气为例)

蒸汽流量

对于蒸汽,标准节流装置孔板等由于其结构简单、价格便宜、牢固结实、通用性较强,再加上百余年应用的历史等,所以至今在流量领域仍然占有较大的份额,特别是在较大口径(DN1000以下)、高温、高压等介质上,人们心里总是先想到用孔板。在问世前这样的选择是有一定道理的。对于蒸汽来讲,电磁流量计、科里奥利(质量流量计)、涡轮、超声波、容积式、都不能测量;涡街、旋进旋涡流量计虽然可以测量,但是温度不能超过300℃而且口径不能太大;均速管、弯管流量计也能测量,然而不但精度差量程比小,也需要较长的直管段……在这种情况下,尽管孔板存在诸多的缺点和不足,也只能靠孔板、喷嘴这个传统的计量手段了。

煤气流量

对于煤气(焦炉煤气、高炉煤气、发生炉煤气、水煤气等)流量的测量,由于煤气中含有萘、铵的水化合物和焦油,这些组分很容易从煤气中分离出来从而在管道内壁及流量计表体和测量元件表面上凝聚起来,造成多数流量仪表不能正常工作。可以说煤气的输送和计量的难点一直没能很好地得到解决。在问世前,只能凑合着使用孔板。由此带来大量的附加工作,例如要对孔板前的积污、取压孔堵塞进行定期拆下检查清理、因孔板的锐角磨损而定期拆下标定,这样一来孔板的准确度就很难保证和正确的评估了。

天然气流量

对于干净的天然气的流量测量,应该没有什么难点,对此我国2004年重新修订发布了:中化人民共和国石油天然气行业标准SY/T6143-2004(代替SY/6143-1996)。标准中对用孔板测量天然气进行了详细的规定。但是如果在天然气的开发、处理上存在技术欠佳,在输送过程中管道里面没有处理干净。由此就会造成天然气中可能含有水分、杂质、泥沙、其他污物等,由此就会给使用孔板计量天然气带来难以应付的困难,同时测量精度也难以保证标准中的规定(因为流体的条件已超出了标准规定的要求)。因此用何种流量仪表来测量不干净的天然气也是我们必须面对的一个问题。目前我国对天然气的计量主要还是孔板为主,多通道超声波在大口径管道上已经使用,但是因为价格昂贵还不能普及。气体涡轮也在干净的气体上有所应用,但是对于含有污物的气体以及涡轮的使用寿命还存在很多问题没有解决和期待解决。

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