詳解孔板流量計(jì)

1、詳解孔板流量計(jì)差壓式流量計(jì)作為經(jīng)典與栽古老的流量計(jì)，應(yīng)用范圍晟為廣泛。不過隨著電于式流量計(jì)如 （電磁、渦街等）流量計(jì)的興起，我們有些新的行業(yè)朋友，還賓不一定熟悉這種流量計(jì)， 今天這一期，給大家好好講解這個(gè)差壓式流量計(jì)。差壓式流量計(jì)在化工生產(chǎn)中得到呆廣泛的應(yīng)用，也是操作人員晟為熟悉的一種流量 計(jì)，它的節(jié)流裝置（1）安裝在生產(chǎn)工藝管道（2）上，并由引壓管（3）和差壓交送器（4）三個(gè)部分組成流量測(cè)量系統(tǒng)（如圖3-1所示）。下而對(duì)差壓式流量計(jì)，差壓更送器71差 壓式流量計(jì)的安裝分別予以介紹。差壓式（也稱節(jié)流式）流量計(jì)是基于流體流動(dòng)的節(jié)流原理，利用流體經(jīng)節(jié)流裝雖時(shí)產(chǎn)生 的壓力差而實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的。差壓式流

2、量計(jì)一殻畏由能將流體的流量芟換成差壓信號(hào)的節(jié) 流量（孔扳、噴嘴）和用來測(cè)量壓差值的差壓計(jì)或差壓炎送器尺顯示儀裘組成。這種流量計(jì)，目前在化工、煉油氏其它工業(yè)中應(yīng)用很廣，應(yīng)用的歷史也較長久，閔此 巳經(jīng)枳累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和完荃的實(shí)驗(yàn)資料。對(duì)于常用的孔板、噴嘴等節(jié)流裝置，國內(nèi) 外巳把它們標(biāo)準(zhǔn)化了，并稱為“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝晝” o因此，這種流量計(jì)所用的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝冒.可 以根據(jù)計(jì)算結(jié)杲賣接投入制適和便用，不必用實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行單獨(dú)標(biāo)定。但對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)化的 符殊節(jié)流裝置，在便用時(shí)，均應(yīng)進(jìn)行個(gè)別標(biāo)定。一.節(jié)流裝置的流量測(cè)量原理節(jié)流現(xiàn)象氏其原理：流體在有節(jié)流裝雖的管道中流動(dòng)時(shí)，在節(jié)流裝置前后的管蟹處，流體的靜壓產(chǎn)生差異

3、的現(xiàn)敷稱為節(jié)流現(xiàn)象，如圖32所示圖32流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)的節(jié)流現(xiàn)象現(xiàn)在，我們對(duì)流體流經(jīng)節(jié)流裝置前后的變化悄況作進(jìn)一步分析。連續(xù)流動(dòng)著的流體，在遇到安插在管道內(nèi)的節(jié)流裝置時(shí)，由于節(jié)流裝冒的截面積比管 道的截而枳小，形成流體流通而積的突然縮小，在壓力作用下，流體的流速增大，擠過節(jié) 流孔，形成流速的擴(kuò)大而降低。與此同時(shí)，在節(jié)流裝晝前后的管壁處的流體靜壓力就產(chǎn)生 了差異，形成靜壓力差厶p（Ap=pi-P2）,如圖3-3所示。并且pl>p2,此即為節(jié)流現(xiàn)象，從圖中可以看出，節(jié)流裝雖的作用在于造成流束的局部收縮從而產(chǎn)生 的壓差并且，流過的流量愈大在節(jié)流裝雖前后所產(chǎn)生的壓差也愈大，因此可以通過測(cè)量壓

4、差來衡量流體流量的大小。由于節(jié)流裝雖造成流柬的收縮，同時(shí)流體又是保持連續(xù)流動(dòng)的 狀態(tài)，因此在流東截而積晟小處的流速達(dá)到晟大，在流速截而積最小處，流體的靜壓力晟 低。同理，在孔板出口端而處，由于流速巳比原來增大，因此靜壓力仍舊比原來的為低（即 圖中P2<P1）O故節(jié)流裝置入口側(cè)的靜壓pl比其出口測(cè)的靜壓P2大，前者稱為正壓，常以 “十”標(biāo)記，后者稱負(fù)壓以標(biāo)記并且流量Q愈大流束的局部收縮和位能，動(dòng)能的轉(zhuǎn) 化愈顯著，閔此節(jié)流裝置兩端的壓差也愈大，此即節(jié)流原理。二標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有孔板（下圖左），噴嘴和文丘里管（下圖右）等,其中又以孔板應(yīng)用晟 廣。我們把應(yīng)用最廣泛的節(jié)流裝遜-孔板作一簡單

5、的介紹?？装宓慕Y(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)孔扳是一塊圓形的中間開孔的金厲扳，開孔邊緣非常尖銳，而且與管道軸線是同 心的，用于不同管道內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)孔板，其結(jié)構(gòu)形式殺本是幾何相似的，如圖3-4所示，標(biāo) 準(zhǔn)孔扳是就轉(zhuǎn)對(duì)稱的，上游側(cè)孔板端面的任意兩點(diǎn)間連線應(yīng)垂直于軸線?？装宓拈_孔，在流束進(jìn)入的一面做成圓柱形，而在流束排出的一面則沿魯圓錐形擴(kuò) 敬，錐而的斜角為F。當(dāng)孔板的厚度E>0.02P（D為管道內(nèi)徑）時(shí)，F(xiàn)應(yīng)在3D 4%之間（通 常做成45。的為多），孔扳的厚度E 般要求在310mm范圍之內(nèi)。孔板的機(jī)械加工精度 要求比較高?？装灞阌脳l件的規(guī)定.被測(cè)介質(zhì)應(yīng)充滿全部管道截而連續(xù)地流動(dòng)。（2）.管道內(nèi)的流束（流動(dòng)狀態(tài)）應(yīng)

6、該是穩(wěn)定的。.被測(cè)介質(zhì)在通過孔板時(shí)應(yīng)不發(fā)生相炎（例如：液體不發(fā)生蒸發(fā)，溶解在液體中的氣體應(yīng) 不會(huì)釋放出來），同時(shí)是單相存在的。對(duì)于成份復(fù)雜的介質(zhì)，只有其性質(zhì)與單一成分的介質(zhì) 類似時(shí)才能使用。（4）,測(cè)量氣體（蒸汽）流量時(shí)所析出的冷凝液或灰塵，或測(cè)量液體流量時(shí)所析出的氣體或沉 淀物，氏不得聚積在管道中的孔板附近，也不得聚積在連接管內(nèi)。.在測(cè)量能引起孔板堵塞的介質(zhì)流量時(shí)，心須進(jìn)行定期清洗。（6）.在離開孔板前后兩端而2D的管道內(nèi)売而上，沒有任何凸出物和肉眼可見的粗糙與不 平的現(xiàn)敷。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)噴嘴。標(biāo)準(zhǔn)文丘里噴嘴和標(biāo)準(zhǔn)文丘星管，這些條件均適用。孔板因?yàn)橹圃旃に嚭唵?，安裝方便，成本低。因此被廣泛的應(yīng)用，

7、但在便用時(shí)特別要 注意，尢其是用于測(cè)量腐蝕性介質(zhì)氏含有灰塵的介質(zhì)有流量時(shí)，要經(jīng)常觀察測(cè)量結(jié)果是否 準(zhǔn)確，防止由于腐蝕和堵窶取壓口而造成的測(cè)量渓差過大，或根本不能測(cè)量的現(xiàn)象發(fā) 生，每年大檢修應(yīng)進(jìn)行孔扳的清洗工作，發(fā)現(xiàn)腐蝕嚴(yán)重時(shí)應(yīng)立即更換新的孔板。 三、差壓交送壽芟送器是用于生產(chǎn)過程參數(shù)的檢測(cè)，供各種工業(yè)過程參數(shù)的測(cè)量、芟換尺倍號(hào)傳送用。其中以差壓變送器的使用最為廣泛，用來測(cè)量流量、液 位、壓力、密度等參數(shù)。電容式變送器采用電容式變換元件，把壓力參數(shù)轉(zhuǎn)換成電容量的芟化，主要完成對(duì)壓 力或差壓信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和芟送的任務(wù)。萸送器把被測(cè)參數(shù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)：4-20mA.PC輸 出。它的符點(diǎn)是精度高、體枳小

8、、性能好、可靠性好、長期穩(wěn)定性且調(diào)整方便。一般精度 為0.25級(jí)。電容式差壓工作原理電容式芟送器的測(cè)量部分曼由敏感部件和法蘭組件構(gòu)件，法蘭組件通過錐管螺紋與被 測(cè)介質(zhì)相連。法蘭和敏感部件用四個(gè)雙頭螺栓夾網(wǎng)，分為高、低壓兩室，用H. L表示。 如栗低壓室用盲孔法蘭，則構(gòu)成壓力芟送器，如果低壓室抽真空密封，則構(gòu)成絕對(duì)壓力萸 送器。引找一電客極極片體圖3-5為電容式變送器的測(cè)量部分吝室敏感部件的核心是§室（也包括檢查線路板），右室為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，由完全相同的左右 兩室構(gòu)成差動(dòng)電容的冏定M,測(cè)量腹片焊接在兩室中間，作為差動(dòng)電容的活動(dòng)牧板， 在兩室的空腔中充滿硅油（或載油），以便傳送測(cè)量壓力。當(dāng)彼

9、測(cè)壓力PI, P2作用于隔 離朕片時(shí)，差壓AP經(jīng)硅油傳送到測(cè)量腹片，引起微小的位移量Ad從而改芟了兩差動(dòng)電容 的值，序適當(dāng)?shù)募?lì)電壓在差動(dòng)電容，將它產(chǎn)生的交更電流經(jīng)整流，控制，放大等轉(zhuǎn)換電 路的處理后，在芟送器上就得到與測(cè)量壓力成比例的4-20MADC 號(hào)，這就是電容式差壓 變送器的殺本原理。運(yùn)行維護(hù)方法電容式變送器無機(jī)械傳動(dòng)部分，敏感組件采用全焊接結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換部分的線路板采用接 插式安裝，堅(jiān)冏，耐用，枚一般幾乎不需要大的維修，如出現(xiàn)不正常悄況時(shí)，可從以下幾 方面檢查：1. 系統(tǒng)輸送偏高可能的原因和較正方法：a. 導(dǎo)壓管：檢査導(dǎo)壓管上的接頭和焊口，是否有堵靈和滲瀾，在某些容易結(jié)晶的化工介質(zhì) 中便

10、用時(shí)，更應(yīng)特別注意沉枳物有堵靈導(dǎo)壓管。b. 電路連接:要經(jīng)常保持電氣回路中的接植件清潔干燥，特別注意檢查敏感部件的連接情 況，指示裘頭是否斷路，電源電壓，枕性對(duì)否。c. 電氣故障：其原因都巳檢查后，可用備用線路板去代替，如故障消除，則可確定為線路 的故障，應(yīng)于更換修理.d. 敏感元件:若發(fā)現(xiàn)敏感部件的故障時(shí)，可參考有關(guān)規(guī)程進(jìn)行檢査.2. 系統(tǒng)輸出偏低或無輸出 可能的原因氏較正方法：a. 引壓管：檢查連接是否正確，有無泄溺或堵塞。檢查引液導(dǎo)管中是否有氣體。法蘭中有 無沉枳物。b. 電氣部件的連接：檢查敏感部件的引線曼否有短路。確保接插件的清潔、可靠靠、絕緣良好。用好的線路板 去檢驗(yàn)，找出故障的線

11、路枚并給予更換。3系統(tǒng)輸出不穩(wěn)定可能的原因此較正方法：a-檢查電氣回路是否有短路，開路尺多點(diǎn)接地。b. 調(diào)整阻尼時(shí)間，加大阻尼量，能否消除系統(tǒng)振蕩。c. 導(dǎo)壓管的檢查，檢查液體導(dǎo)壓管中是否有氣體。在氣體導(dǎo)壓管中是否有液體。差壓式流董計(jì)的安裝要便差壓式流量計(jì)能夠精確地實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量，除了正確地選用和計(jì)算外，還必須正確 地安裝節(jié)流裝晝，引壓管和差壓更送器，以保證信號(hào)的正確獲取、變送和指示。1. 節(jié)流孔扳要求裝得和管道軸線同心，并垂亶于管道軸線，孔扳的銳邊要向著流動(dòng)方向， 不得裝反。2. 節(jié)流孔板應(yīng)安裝在直管段部分，否則彎頭、閥門等局部阻力的影響,造成測(cè)量不準(zhǔn)，有 關(guān)節(jié)流裝置的前后安裝直管長度，可從儀

12、表手冊(cè)或相關(guān)的資料中查得。3. 當(dāng)測(cè)量液體流量時(shí)，測(cè)壓孔開在水平管道下半部，差壓交送器應(yīng)安裝在孔板之下。當(dāng)差 壓計(jì)不得不放在節(jié)流裝置上方時(shí)應(yīng)在導(dǎo)壓管晟高點(diǎn)加放氣閥，以保證導(dǎo)壓管內(nèi)沒有氣體， 如圖36所示。圖3-6測(cè)量液體流量時(shí)信號(hào)管路的安裝方法a) 顯示儀表位于節(jié)流裝宣下方.b) 顯示儀表位于節(jié)流裝置上方且中間有隔墻.4. 當(dāng)測(cè)量氣體流量時(shí)，測(cè)壓孔開在管道的上半部，差壓炎送器應(yīng)安得高于孔板。當(dāng)無法滿 足此要求時(shí)，必須在導(dǎo)壓系統(tǒng)晟低處加冷凝和放水閥，以保證導(dǎo)壓管內(nèi)沒有液體。如圖3-7 所示。3).顯示儀表位于節(jié)流裝置上方；6).顯示儀表位于節(jié)流裝置下方圖測(cè)量氣體流量時(shí)信號(hào)管路的安裝方法5. 當(dāng)測(cè)量恭汽流量時(shí)，測(cè)壓孔開在管道水平直徑上，必須在孔板引壓孔附近裝置冷礙耀, 蒸汽在此冷凝后并充滿導(dǎo)壓管，使差壓變送器與高遍恭汽隔開，如圖,8所示。集氣器(a)節(jié)涼裝置裝干垂直管道圖測(cè)量恭汽流量時(shí)信號(hào)管路的安裝方法6. 安裝差壓變送器時(shí)，必須在差壓炎送器附近(c)顯示儀萄立于節(jié)涼裝置上方(常為上方)裝雖“三閥組