详解孔板流量计0001

1、详解孔板流量计差压式流量计作为经典与栽古老的流量计，应用范围晟为广泛。不过随着电于式流量计如 （电磁、涡街等）流量计的兴起，我们有些新的行业朋友，还宾不一定熟悉这种流量计， 今天这一期，给大家好好讲解这个差压式流量计。差压式流量计在化工生产中得到呆广泛的应用，也是操作人员晟为熟悉的一种流量 计，它的节流装置（1）安装在生产工艺管道（2）上，并由引压管（3）和差压交送器（4）三个部分组成流量测量系统（如图3-1所示）。下而对差压式流量计，差压更送器71差 压式流量计的安装分别予以介绍。差压式（也称节流式）流量计是基于流体流动的节流原理，利用流体经节流装虽时产生 的压力差而实现流量测量的。差压式流

2、量计一殻畏由能将流体的流量芟换成差压信号的节 流量（孔扳、喷嘴）和用来测量压差值的差压计或差压炎送器尺显示仪裘组成。这种流量计，目前在化工、炼油氏其它工业中应用很广，应用的历史也较长久，闵此 巳经枳累了丰富的实践经验和完荃的实验资料。对于常用的孔板、喷嘴等节流装置，国内 外巳把它们标准化了，并称为“标准节流装昼” o因此，这种流量计所用的标准节流装冒.可 以根据计算结杲賣接投入制适和便用，不必用实验方法进行单独标定。但对于非标准化的 符殊节流装置，在便用时，均应进行个别标定。一.节流裝置的流量测量原理节流现象氏其原理：流体在有节流装虽的管道中流动时，在节流装置前后的管蟹处，流体的静压产生差异

3、的现敷称为节流现象，如图32所示图32流体流经节流装置时的节流现象现在，我们对流体流经节流装置前后的变化悄况作进一步分析。连续流动着的流体，在遇到安插在管道内的节流装置时，由于节流装冒的截面积比管 道的截而枳小，形成流体流通而积的突然缩小，在压力作用下，流体的流速增大，挤过节 流孔，形成流速的扩大而降低。与此同时，在节流装昼前后的管壁处的流体静压力就产生 了差异，形成静压力差厶p（Ap=pi-P2）,如图3-3所示。并且pl>p2,此即为节流现象，从图中可以看出，节流装虽的作用在于造成流束的局部收缩从而产生 的压差并且，流过的流量愈大在节流装虽前后所产生的压差也愈大，因此可以通过测量压

4、差来衡量流体流量的大小。由于节流装虽造成流柬的收缩，同时流体又是保持连续流动的 状态，因此在流東截而积晟小处的流速达到晟大，在流速截而积最小处，流体的静压力晟 低。同理，在孔板出口端而处，由于流速巳比原来增大，因此静压力仍旧比原来的为低（即 图中P2<P1）O故节流装置入口侧的静压pl比其出口测的静压P2大，前者称为正压，常以 “十”标记，后者称负压以标记并且流量Q愈大流束的局部收缩和位能，动能的转 化愈显著，闵此节流装置两端的压差也愈大，此即节流原理。二标准节流裝置标准节流装置有孔板（下图左），喷嘴和文丘里管（下图右）等,其中又以孔板应用晟 广。我们把应用最广泛的节流装遜-孔板作一简单

5、的介绍。孔板的结构标准孔扳是一块圆形的中间开孔的金厲扳，开孔边缘非常尖锐，而且与管道轴线是同 心的，用于不同管道内径的标准孔板，其结构形式杀本是几何相似的，如图3-4所示，标 准孔扳是就转对称的，上游侧孔板端面的任意两点间连线应垂直于轴线。孔板的开孔，在流束进入的一面做成圆柱形，而在流束排出的一面则沿鲁圆锥形扩 敬，锥而的斜角为F。当孔板的厚度E>0.02P（D为管道内径）时，F应在3D 4%之间（通 常做成45。的为多），孔扳的厚度E 般要求在310mm范围之內。孔板的机械加工精度 要求比较高。孔板便用条件的规定.被测介质应充满全部管道截而连续地流动。（2）.管道內的流束（流动状态）应

6、该是稳定的。.被测介质在通过孔板时应不发生相炎（例如：液体不发生蒸发，溶解在液体中的气体应 不会释放出来），同时是单相存在的。对于成份复杂的介质，只有其性质与单一成分的介质 类似时才能使用。（4）,测量气体（蒸汽）流量时所析出的冷凝液或灰尘，或测量液体流量时所析出的气体或沉 淀物，氏不得聚积在管道中的孔板附近，也不得聚积在连接管内。.在测量能引起孔板堵塞的介质流量时，心须进行定期清洗。（6）.在离开孔板前后两端而2D的管道内売而上，没有任何凸出物和肉眼可见的粗糙与不 平的现敷。对于标准喷嘴。标准文丘里喷嘴和标准文丘星管，这些条件均适用。孔板因为制造工艺简单，安装方便，成本低。因此被广泛的应用，

7、但在便用时特别要 注意，尢其是用于测量腐蚀性介质氏含有灰尘的介质有流量时，要经常观察测量结果是否 准确，防止由于腐蚀和堵窶取压口而造成的测量渓差过大，或根本不能测量的现象发 生，每年大检修应进行孔扳的清洗工作，发现腐蚀严重时应立即更换新的孔板。 三、差压交送壽芟送器是用于生产过程参数的检测，供各种工业过程参数的测量、芟换尺倍号传送用。其中以差压变送器的使用最为广泛，用来测量流量、液 位、压力、密度等参數。电容式变送器采用电容式变换元件，把压力参数转换成电容量的芟化，主要完成对压 力或差压信号进行检测和芟送的任务。萸送器把被测参數转换成标准信号：4-20mA.PC输 出。它的符点是精度高、体枳小

8、、性能好、可靠性好、长期稳定性且调整方便。一般精度 为0.25级。电容式差压工作原理电容式芟送器的测量部分曼由敏感部件和法兰组件构件，法兰组件通过锥管螺纹与被 测介质相连。法兰和敏感部件用四个双头螺栓夹网，分为高、低压两室，用H. L表示。 如栗低压室用盲孔法兰，则构成压力芟送器，如果低压室抽真空密封，则构成绝对压力萸 送器。引找一电客极極片体图3-5为电容式变送器的测量部分吝室敏感部件的核心是§室（也包括检查线路板），右室为对称结构，由完全相同的左右 两室构成差动电容的冏定M,测量腹片焊接在两室中间，作为差动电容的活动牧板， 在两室的空腔中充满硅油（或載油），以便传送测量压力。当彼

9、测压力PI, P2作用于隔 离朕片时，差压AP经硅油传送到测量腹片，引起微小的位移量Ad从而改芟了两差动电容 的值，序适当的激励电压在差动电容，将它产生的交更电流经整流，控制，放大等转换电 路的处理后，在芟送器上就得到与测量压力成比例的4-20MADC 号，这就是电容式差压 变送器的杀本原理。运行维护方法电容式变送器无机械传动部分，敏感组件采用全焊接结构，转换部分的线路板采用接 插式安装，坚冏，耐用，枚一般几乎不需要大的维修，如出现不正常悄况时，可从以下几 方面检查：1. 系统输送偏高可能的原因和较正方法：a. 导压管：检査导压管上的接头和焊口，是否有堵靈和渗澜，在某些容易结晶的化工介质 中便

10、用时，更应特别注意沉枳物有堵靈导压管。b. 电路连接:要经常保持电气回路中的接植件清洁干燥，特别注意检查敏感部件的连接情 况，指示裘头是否断路，电源电压，枕性对否。c. 电气故障：其原因都巳检查后，可用备用线路板去代替，如故障消除，则可确定为线路 的故障，应于更换修理.d. 敏感元件:若发现敏感部件的故障时，可参考有关規程进行检査.2. 系统输出偏低或无输出 可能的原因氏较正方法：a. 引压管：检查连接是否正确，有无泄溺或堵塞。检查引液导管中是否有气体。法兰中有 无沉枳物。b. 电气部件的连接：检查敏感部件的引线曼否有短路。确保接插件的清洁、可靠靠、绝缘良好。用好的线路板 去检验，找出故障的线

11、路枚并给予更换。3系统输出不稳定可能的原因此较正方法：a-检查电气回路是否有短路，开路尺多点接地。b. 调整阻尼时间，加大阻尼量，能否消除系统振荡。c. 导压管的检查，检查液体导压管中是否有气体。在气体导压管中是否有液体。差压式流董计的安装要便差压式流量计能够精确地实现流量测量，除了正确地选用和计算外，还必须正确 地安装节流装昼，引压管和差压更送器，以保证信号的正确获取、变送和指示。1. 节流孔扳要求装得和管道轴线同心，并垂亶于管道轴线，孔扳的锐边要向着流动方向， 不得装反。2. 节流孔板应安装在直管段部分，否则弯头、阀门等局部阻力的影响,造成测量不准，有 关节流装置的前后安装直管长度，可从仪

12、表手册或相关的资料中查得。3. 当测量液体流量时，测压孔开在水平管道下半部，差压交送器应安装在孔板之下。当差 压计不得不放在节流装置上方时应在导压管晟高点加放气阀，以保证导压管內没有气体， 如图36所示。图3-6测量液体流量时信号管路的安装方法a) 显示仪表位于节流装宣下方.b) 显示仪表位于节流装置上方且中间有隔墙.4. 当测量气体流量时，测压孔开在管道的上半部，差压炎送器应安得高于孔板。当无法满 足此要求时，必须在导压系统晟低处加冷凝和放水阀，以保证导压管內没有液体。如图3-7 所示。3).显示仪表位于节流装置上方；6).显示仪表位于节流装置下方图测量气体流量时信号管路的安装方法5. 当测量恭汽流量时，测压孔开在管道水平直径上，必须在孔板引压孔附近装置冷礙耀, 蒸汽在此冷凝后并充满导压管，使差压变送器与高遍恭汽隔开，如图,8所示。集气器(a)节涼装置装干垂直管道图测量恭汽流量时信号管路的安装方法6. 安装差压变送器时，必须在差压炎送器附近(c)显示仪萄立于节涼装置上方(常为上方)装虽“三阀组