现场仪表的安装与维护ppt课件

1、LOGO流量丈量仪表及变送器的安装、校验与维护流量丈量仪表及变送器的安装、校验与维护义务三：流量丈量仪表及变送器的安装、校验与维护义务三：流量丈量仪表及变送器的安装、校验与维护3.1差压式流量计差压式流量计13.2 质量流量计质量流量计 23.3 电磁流量计电磁流量计33.1差压式流量计差压式流量计 差压式流量计也叫节流式流量计，是利用差压式流量计也叫节流式流量计，是利用丈量流体流经节流安装所产生的静压差来显示流丈量流体流经节流安装所产生的静压差来显示流量大小的量大小的种流量计。差压式流量计是目前工业种流量计。差压式流量计是目前工业消费中检测气体、蒸汽、液体流量最常用的消费中检测气体、蒸汽、液

2、体流量最常用的种种检测仪表。由于其检测方法简单，没有可动部件，检测仪表。由于其检测方法简单，没有可动部件，任务可靠，顺应性强，可不经实流标定就能保任务可靠，顺应性强，可不经实流标定就能保证证定精度等优点，被广泛运用于消费流程中。定精度等优点，被广泛运用于消费流程中。 差压式流量计运用历史长久，曾经积累了丰差压式流量计运用历史长久，曾经积累了丰富的实际阅历和完好的实验资料。国内外已将孔富的实际阅历和完好的实验资料。国内外已将孔板、喷嘴、文丘里管等最常用的节流安装进展了板、喷嘴、文丘里管等最常用的节流安装进展了规范化。国际规范和国家规范代号分别为规范化。国际规范和国家规范代号分别为ISO5167、

3、GB/T2624-93，本节所用公式、，本节所用公式、数据均来自于此规范。采用规范节流安装，按数据均来自于此规范。采用规范节流安装，按统统规范、数据设计的差压式流量计，不用进展规范、数据设计的差压式流量计，不用进展实验标定，即可直接投入运用。因此差压式流量实验标定，即可直接投入运用。因此差压式流量计目前已成为工业上运用最为广泛的流量计。计目前已成为工业上运用最为广泛的流量计。 差压式流量计由节流安装、引压管路和差压差压式流量计由节流安装、引压管路和差压变送器或差压计三部分组成，如图变送器或差压计三部分组成，如图3.1所示。所示。 图图3.1 差压式流量计的组成差压式流量计的组成 3.1.1 节

4、流安装的流量丈量原理节流安装的流量丈量原理 流体所以可以在管道内构成流动，是由于它流体所以可以在管道内构成流动，是由于它具有能量。流体所具有的能量有动压能和静压能具有能量。流体所具有的能量有动压能和静压能两种方式。流体由于有压力而具有静压能，又由两种方式。流体由于有压力而具有静压能，又由于有于有定的速度而具有动压能。这两种方式的能定的速度而具有动压能。这两种方式的能量在量在定的条件下，可以相互转化。但是根据能定的条件下，可以相互转化。但是根据能量守恒定律，流体所具有的静压能和动压能，连量守恒定律，流体所具有的静压能和动压能，连同抑制流动阻力的能量损失，在无外加能量的情同抑制流动阻力的能量损失，

5、在无外加能量的情况下，总和是不变的，其能量守恒。况下，总和是不变的，其能量守恒。 体流速添加、动压能添加时，其静压能必然体流速添加、动压能添加时，其静压能必然下降，静压力降低。节流安装正是运用了流体的下降，静压力降低。节流安装正是运用了流体的动压能和静压能转换的原理实现流量丈量的。动压能和静压能转换的原理实现流量丈量的。 下面以图下面以图3.2所示的同心圆孔板为例来阐明所示的同心圆孔板为例来阐明节流安装的节流原理。节流安装的节流原理。 图图3.2 流体流经孔板时的压力和速度变化流体流经孔板时的压力和速度变化 流体在管道截面流体在管道截面I以前，以以前，以定的流速流动，定的流速流动，管内静压力为

6、。在接近节流安装时，由于遇到节管内静压力为。在接近节流安装时，由于遇到节流元件孔板的阻挠，接近管壁处的流体流速降流元件孔板的阻挠，接近管壁处的流体流速降低，低，部分动压能转换成静压能，那么孔板前近部分动压能转换成静压能，那么孔板前近管壁处的流体静压力升高至，并且大于管中心处管壁处的流体静压力升高至，并且大于管中心处的压力，从而在孔板前产生径向压差，使流体产的压力，从而在孔板前产生径向压差，使流体产生收缩运动。此时管中心处流速加快，静压力减生收缩运动。此时管中心处流速加快，静压力减小。由于流体运动的惯性，流过孔板后，流领会小。由于流体运动的惯性，流过孔板后，流领会继续收缩继续收缩段间隔。随后流束

7、又逐渐扩展，流速段间隔。随后流束又逐渐扩展，流速减小，直到截面减小，直到截面III后恢复到原来的流动形状。后恢复到原来的流动形状。 由于节流元件呵斥的流束部分收缩，使管中由于节流元件呵斥的流束部分收缩，使管中心流体流速发生变化，其静压力随之变化，如图心流体流速发生变化，其静压力随之变化，如图3.2所示。实践上，由于孔板前后流通截面的忽所示。实践上，由于孔板前后流通截面的忽然减少与扩展，使流体流经孔板时，产生部分涡然减少与扩展，使流体流经孔板时，产生部分涡流损耗和摩擦阻力损失。因此在流束充分恢复后，流损耗和摩擦阻力损失。因此在流束充分恢复后，静压力不能恢复到原来的数值。这静压力不能恢复到原来的数

8、值。这压力降，即压力降，即为流体流经节流元件后的压力损失。为流体流经节流元件后的压力损失。 由图由图3.2可见，节流元件前端静压力大于后可见，节流元件前端静压力大于后端静压力，节流元件前后产生了静压差。此压差端静压力，节流元件前后产生了静压差。此压差的大小与流量有关，流量愈大，流束的收缩和动、的大小与流量有关，流量愈大，流束的收缩和动、静压能的转换也愈显著，那么产生的压差也愈大。静压能的转换也愈显著，那么产生的压差也愈大。我们只需测得节流元件前后的静压差大小，即可我们只需测得节流元件前后的静压差大小，即可确定流量，这就是节流安装丈量流量的根本原理。确定流量，这就是节流安装丈量流量的根本原理。需

9、求阐明的是：要准确地丈量管中心截面需求阐明的是：要准确地丈量管中心截面II处的处的最低压力是有困难的，由于的位置将随流量而变，最低压力是有困难的，由于的位置将随流量而变，事先无法确定。因此，实践丈量时，是在节流元事先无法确定。因此，实践丈量时，是在节流元件前后的管壁上选择两个固定取压位置来丈量节件前后的管壁上选择两个固定取压位置来丈量节流元件前后的压差，例如从孔板前后端面处取出流元件前后的压差，例如从孔板前后端面处取出压力、。压力、。3.1.2规范节流安装规范节流安装 节流安装包括节流元件、取压安装。规范节节流安装包括节流元件、取压安装。规范节流安装是指国际国家规范化的节流安装。节流安装是指国

10、际国家规范化的节流安装。节流安装阅历了近百年漫长的开展过程，流安装阅历了近百年漫长的开展过程，1980 年年 ISO国际规范化组织正式经过规范节流安装国际规范化组织正式经过规范节流安装国际规范国际规范ISO5167。我国采用了。我国采用了ISO5167规规范，其国标代号为范，其国标代号为GB/T2624-93。 我们通常称我们通常称 ISO5167(GB/T2624-93)中所列节流安装为规范节流安装，其他节流安装中所列节流安装为规范节流安装，其他节流安装称为非规范节流安装。称为非规范节流安装。图图3.3 规范孔板构造图规范孔板构造图 规范节流元件的构造、尺寸和技术条件都有规范节流元件的构造、

11、尺寸和技术条件都有统统规范，有关计算数据都经过大量的系统实验规范，有关计算数据都经过大量的系统实验而有统而有统的图表，需求时可查阅有关的手册或资的图表，需求时可查阅有关的手册或资料。按规范制造的节流元件，不用经过单独标定料。按规范制造的节流元件，不用经过单独标定即可投入运用。即可投入运用。 ISO5167(GB/T2624-93)规定：规范规定：规范节流安装中的节流元件为孔板、喷嘴和文丘里管；节流安装中的节流元件为孔板、喷嘴和文丘里管；取压方式为角接取压法、法兰取压法、径距取压取压方式为角接取压法、法兰取压法、径距取压法；适用条件为流体必需充溢圆管和节流安装，法；适用条件为流体必需充溢圆管和节

12、流安装，流体经过丈量段的流动必需坚持亚声速的、稳定流体经过丈量段的流动必需坚持亚声速的、稳定的或仅随时间缓慢变化的，流体必需是单相流体的或仅随时间缓慢变化的，流体必需是单相流体或者可以以为是单相流体；工艺管道公称直径在或者可以以为是单相流体；工艺管道公称直径在501000mm之间。之间。 v 1、规范节流元件、规范节流元件v 1规范孔板规范孔板v 块具有圆形开孔并与管道同心的圆形平板，如图块具有圆形开孔并与管道同心的圆形平板，如图3.3所示。逆流方向的所示。逆流方向的侧是侧是个具有锐利直角入口边缘个具有锐利直角入口边缘的圆柱部分，顺着流向的是的圆柱部分，顺着流向的是段扩展的圆锥体。用于不同段扩

13、展的圆锥体。用于不同管径的规范孔板，其构造方式根本上是几何类似的。孔板管径的规范孔板，其构造方式根本上是几何类似的。孔板对流体呵斥的压力损失较大，而且对流体呵斥的压力损失较大，而且般只适用于干净流体般只适用于干净流体介质的丈量。规范规定，孔板上游端面介质的丈量。规范规定，孔板上游端面A上恣意两点的连上恣意两点的连线与垂直于轴线的平面之间的斜度应小于线与垂直于轴线的平面之间的斜度应小于0.5%，下游平，下游平面面B平行于上游平面。必需在节流安装明显部位设有流向平行于上游平面。必需在节流安装明显部位设有流向标志，在安装后也应看到该标志，以保证孔板相对于流动标志，在安装后也应看到该标志，以保证孔板相

14、对于流动方向安装正确。孔板的开孔直径是重要的尺寸，应经过实方向安装正确。孔板的开孔直径是重要的尺寸，应经过实测得到，其值为圆周上等角距丈量测得到，其值为圆周上等角距丈量4个直径的平均值，且个直径的平均值，且单单丈量值与平均值之差应小于士丈量值与平均值之差应小于士0.05%。孔板的厚度。孔板的厚度E，节流孔厚度，按要求加工制造。，节流孔厚度，按要求加工制造。 v2规范喷嘴规范喷嘴v 有有ISA1932喷嘴和长径喷嘴两种方式，喷嘴和长径喷嘴两种方式，如图如图3.4所示，是所示，是个以管道喉部开孔轴线为中个以管道喉部开孔轴线为中心线的旋转对称体，由两个圆弧曲面构成的入口心线的旋转对称体，由两个圆弧曲

15、面构成的入口收缩部分及与之相接的圆筒形喉部所组成。规范收缩部分及与之相接的圆筒形喉部所组成。规范喷嘴可用多种材质制造，可用于丈量温度和压力喷嘴可用多种材质制造，可用于丈量温度和压力较高的蒸汽、气体和带有杂质的液体介质流量。较高的蒸汽、气体和带有杂质的液体介质流量。规范喷嘴的丈量精度较孔板要高，加工难度大，规范喷嘴的丈量精度较孔板要高，加工难度大，价钱高，压力损失略小于孔板，要求工艺管径价钱高，压力损失略小于孔板，要求工艺管径 D不超讨不超讨500mm。 图图3.4 规范喷嘴构造图规范喷嘴构造图v3规范文丘里管规范文丘里管v 由入口圆筒段、圆锥收缩段、圆筒形喉部、由入口圆筒段、圆锥收缩段、圆筒形

16、喉部、圆锥分散段组成，如图圆锥分散段组成，如图3.5所示。压力损失较孔所示。压力损失较孔板和喷嘴都小得多，可丈量有悬浮固体颗粒的液板和喷嘴都小得多，可丈量有悬浮固体颗粒的液体，较适用于大流量气体流量的丈量，但制造困体，较适用于大流量气体流量的丈量，但制造困难，价钱昂贵，不适用于难，价钱昂贵，不适用于200mm以下管径的流以下管径的流量丈量，工业运用较少。量丈量，工业运用较少。图图3.5 规范文丘里管规范文丘里管v2 取压安装取压安装v 由图由图3.2可知，取压位置不同，即使是运可知，取压位置不同，即使是运用同用同节流元件、在同节流元件、在同流量下所得到的差压大流量下所得到的差压大小也是不同的，

17、故流量与差压之间的关系也将随小也是不同的，故流量与差压之间的关系也将随之变化。规范节流安装规定的取压方式有角接取之变化。规范节流安装规定的取压方式有角接取压、法兰取压、径距取压三种，规范孔板取压安压、法兰取压、径距取压三种，规范孔板取压安装如图装如图3.6所示。所示。 图图3.6 规范孔板取压方式构造图规范孔板取压方式构造图vl角接取压角接取压v 最常用的最常用的种取压方式，取压点分别位于种取压方式，取压点分别位于节流元件前后端面处，适用于孔板和喷嘴两种节节流元件前后端面处，适用于孔板和喷嘴两种节流安装。它又分为环室取压和单独钻孔取压两种流安装。它又分为环室取压和单独钻孔取压两种方法。方法。

18、环室取压是在孔板两侧的取压环的环状槽取环室取压是在孔板两侧的取压环的环状槽取出，紧贴节流元件两侧端面有出，紧贴节流元件两侧端面有道环形缝隙，流道环形缝隙，流体产生的静压经缝隙进入环室，起到体产生的静压经缝隙进入环室，起到个平衡管个平衡管内各个方向静压的作用，然后从引压孔取压力进内各个方向静压的作用，然后从引压孔取压力进展丈量，如图展丈量，如图 3 . 6 ( a 上半部分所示。这种上半部分所示。这种方法取压均匀，丈量误差小，对直管段长度要求方法取压均匀，丈量误差小，对直管段长度要求较短，但加工和安装复杂，较短，但加工和安装复杂，般用于般用于400mm以以下管径的流量丈量。下管径的流量丈量。 单

19、独钻孔取压是在紧靠节流元件两侧的两个单独钻孔取压是在紧靠节流元件两侧的两个夹紧环或法兰上钻孔，直接取出压力进展丈夹紧环或法兰上钻孔，直接取出压力进展丈量。如图量。如图 3. 6 ( a 下半部分所示，取压孔轴下半部分所示，取压孔轴线应尽能够与管道轴线垂直，与节流元件上、下线应尽能够与管道轴线垂直，与节流元件上、下端面构成的夹角允许小于或等于端面构成的夹角允许小于或等于 3度。度。般钻孔般钻孔的孔径在的孔径在 410mm 之间。这种方法常适用于之间。这种方法常适用于管径大于管径大于 200mm 的流量丈量。的流量丈量。v2法兰取压法兰取压v 在距节流元件前、后端面各在距节流元件前、后端面各 1

20、英寸的位置英寸的位置上钻孔取压，如图上钻孔取压，如图 3 . 6 ( b 所示。所示。般要求般要求在法兰上钻孔取压，上、下游取压孔直径在法兰上钻孔取压，上、下游取压孔直径 d 一样，一样，应满足应满足, 般为般为 618mm。取压孔轴线与孔板。取压孔轴线与孔板前后端面之间的间隔前后端面之间的间隔x为为25.40.8) mm，且，且应与管道中心线垂直，此种取压方式仅适用于孔应与管道中心线垂直，此种取压方式仅适用于孔板。板。v3径距取压径距取压D-D/2取压取压v 在距节流元件前端面在距节流元件前端面 D 、后端面、后端面 D / 2 处的管道上钻孔取压，其他要求同法兰取压，可处的管道上钻孔取压，

21、其他要求同法兰取压，可适用于孔板和喷嘴。适用于孔板和喷嘴。 ISA1932 喷嘴的取压方式喷嘴的取压方式只需角接取压只需角接取压种，长径喷嘴的取压方式仅种，长径喷嘴的取压方式仅D-D / 2取压取压种，取压安装如图种，取压安装如图 3 . 7 所示。所示。图图3.7 规范喷嘴取压方式构造图规范喷嘴取压方式构造图v3、丈量管、丈量管v 规范节流安装的流量系数是在规范节流安装的流量系数是在定的条件定的条件下经过实验获得的，因此，除对节流元件和取压下经过实验获得的，因此，除对节流元件和取压安装有严厉的规定外，对管道安装、运用条件也安装有严厉的规定外，对管道安装、运用条件也有严厉的规定，否那么，引起的

22、丈量误差是难以有严厉的规定，否那么，引起的丈量误差是难以估计的。估计的。 1安装节流元件的管道应该是直的，截面安装节流元件的管道应该是直的，截面为圆形。直线度用目测，在接近节流元件为圆形。直线度用目测，在接近节流元件 ZD 范范围内的管径圆度应按规范检验。围内的管径圆度应按规范检验。 2管道内壁应该干净，在上游管道内壁应该干净，在上游10D和下游和下游4D范围内，内外表均应符合粗糙度参数的规定。范围内，内外表均应符合粗糙度参数的规定。直管段管道内外表情况对丈量准确度的影响往往直管段管道内外表情况对丈量准确度的影响往往被忽略了。对于新安装的管道应选用符合粗糙度被忽略了。对于新安装的管道应选用符合

23、粗糙度要求的管道，否那么应采取措施改良，如加涂层要求的管道，否那么应采取措施改良，如加涂层或进展机械加工。但是仪表长期运用后，由于丈或进展机械加工。但是仪表长期运用后，由于丈量介质对管道的腐蚀、黏结、结垢等作用，内外量介质对管道的腐蚀、黏结、结垢等作用，内外表能够发生改动，应定期检查进展清洗维护。表能够发生改动，应定期检查进展清洗维护。 3节流元件前后要有足够长的直管段长度，节流元件前后要有足够长的直管段长度，以使流体稳定流动。假设管道上有拐弯、分叉、以使流体稳定流动。假设管道上有拐弯、分叉、集合、闸门等阻流件，流束流过时会遭到严重的集合、闸门等阻流件，流束流过时会遭到严重的扰动，之后要经过很

24、长扰动，之后要经过很长段才会恢复平稳。根据段才会恢复平稳。根据阻流件的不同情况，必需在节流元件前后设置直阻流件的不同情况，必需在节流元件前后设置直管段。直管段长度与阻流件类型及值有关，越大，管段。直管段长度与阻流件类型及值有关，越大，所需直管段越长。所需直管段越长。般情况下上游侧直管段在般情况下上游侧直管段在 l0D50D 之间，下游侧直管段在之间，下游侧直管段在 5D8D 之之间。详细长度据可参阅规范节流安装设计与计算间。详细长度据可参阅规范节流安装设计与计算手册。手册。v3.1.3 非规范节流安装v 非规范节流安装常用于特殊环境和介质的流量丈量。非规范节流安装现场运用的不断拓展必然会提出规

25、范化的要求，今后较为成熟的非规范节流安装会提升为规范节流安装。根据运用环境与特点，非规范节流安装大致有以下些种类。 l低雷诺数节流安装：低雷诺数节流安装： 1 / 4 圆孔板、锥形圆孔板、锥形入口孔板、双重孔板、半圆孔板等。入口孔板、双重孔板、半圆孔板等。 2脏污介质用节流安装：圆缺孔板、偏心孔脏污介质用节流安装：圆缺孔板、偏心孔板、环状孔板、楔形孔板、弯管等；板、环状孔板、楔形孔板、弯管等； 3低压损用节流安装：洛斯管、道尔管等；低压损用节流安装：洛斯管、道尔管等； 4宽流量范围节流安装：线性孔板；宽流量范围节流安装：线性孔板； 5层流流量计节流元件：毛细管；层流流量计节流元件：毛细管； 6

26、临界流节流安装：声速文丘里里喷嘴等。临界流节流安装：声速文丘里里喷嘴等。部分非规范节流安装如图部分非规范节流安装如图3.8所示。所示。v 图图 3 . 8 非规范节流安装构造图非规范节流安装构造图 a 1 / 4 圆孔板：入口截面由半径为圆孔板：入口截面由半径为r的的 1 / 4 圆及喷嘴出口组成。圆及喷嘴出口组成。 b圆缺孔板：其开孔为圆的圆缺孔板：其开孔为圆的部分圆缺部部分圆缺部分。分。 c偏心孔板：开孔是偏心圆，与管道相切。偏心孔板：开孔是偏心圆，与管道相切。 d楔形孔板：其检测件为楔形孔板：其检测件为V形，节流元件上、形，节流元件上、下游无滞流区，不会使管道堵塞。下游无滞流区，不会使管

27、道堵塞。 e线性孔板：纺锤形活塞在差压和弹簧力的作线性孔板：纺锤形活塞在差压和弹簧力的作用下来回挪动，其孔隙面积随流量大小自动变化，用下来回挪动，其孔隙面积随流量大小自动变化，输出信号与流量成线性关系。输出信号与流量成线性关系。 f环形孔板：中心轴管将上、下游压力传出，环形孔板：中心轴管将上、下游压力传出，优点是既能疏泄管道底部的较重物质，又能使管道优点是既能疏泄管道底部的较重物质，又能使管道中气体或蒸汽沿管道顶部经过。中气体或蒸汽沿管道顶部经过。 g道尔管：由道尔管：由 40度入口锥角和度入口锥角和15度分散管组度分散管组成，喉部为圆筒形。道尔管产生的差压比经典文丘成，喉部为圆筒形。道尔管产

28、生的差压比经典文丘里管大，在高差压下却有低的压损。里管大，在高差压下却有低的压损。 h弯管：利用管道弯头做检测件，无附加压弯管：利用管道弯头做检测件，无附加压损，安装方便。损，安装方便。 天然气输气管路计量流程中常用的可换孔板天然气输气管路计量流程中常用的可换孔板节流安装，为断流取出型可换孔板节流安装，如节流安装，为断流取出型可换孔板节流安装，如图图3.9所示。在需求检查孔板或改换孔板时，可所示。在需求检查孔板或改换孔板时，可无须拆开管道，只需将上、下游阀门封锁，泄压无须拆开管道，只需将上、下游阀门封锁，泄压后就可翻开上盖，取出孔板及密封件予以检查或后就可翻开上盖，取出孔板及密封件予以检查或改

29、换。安装中所用孔板改换。安装中所用孔板般是规范孔板。般是规范孔板。 图图 3 . 9 可换孔板节流安装图可换孔板节流安装图3.1.4差压式流量计的安装及运用 般差压仪表均可作为差压式流量计中的差般差压仪表均可作为差压式流量计中的差压计运用。目前工业消费中大多数采用差压变送压计运用。目前工业消费中大多数采用差压变送器，它可将压差转换为规范信号。器，它可将压差转换为规范信号。 体式差压流量计，将节流安装、引压管、体式差压流量计，将节流安装、引压管、三阀组、差压变送器直接组装成三阀组、差压变送器直接组装成体，省去了引体，省去了引压管线，现场安装简一方便，可有效减小安装失压管线，现场安装简一方便，可有

30、效减小安装失误带来的误差。有的仪表将温度、压力变送器整误带来的误差。有的仪表将温度、压力变送器整合到合到起，可以丈量孔板前的流体压力、温度，起，可以丈量孔板前的流体压力、温度，实现温度压力补偿；可以显示瞬时流量、累积流实现温度压力补偿；可以显示瞬时流量、累积流量，直接指示流体的质量流量。量，直接指示流体的质量流量。体式孔板流量体式孔板流量计如图计如图3.10所示。所示。 必需引起留意的是，差压式流量计不仅需求必需引起留意的是，差压式流量计不仅需求合理的选型、准确的设计和精细的加工制造，更合理的选型、准确的设计和精细的加工制造，更要留意正确的安装与维护，满足要求的运用条件，要留意正确的安装与维护

31、，满足要求的运用条件，才干保证流量计有较高的丈量精度。差压式流量才干保证流量计有较高的丈量精度。差压式流量计假设设计、安装、运用等各环节均符合规定的计假设设计、安装、运用等各环节均符合规定的技术要求，那么其丈量误差应在技术要求，那么其丈量误差应在 1% 2%范范围以内。然而在实践任务中，往往由于安装质量、围以内。然而在实践任务中，往往由于安装质量、运用条件等呵斥附加误差，使得实践丈量误差远运用条件等呵斥附加误差，使得实践丈量误差远远超出此范围，因此正确安装和运用是保证其丈远超出此范围，因此正确安装和运用是保证其丈量精度的重要要素。量精度的重要要素。v 1 差压式流量计的安装差压式流量计的安装v

32、 1应保证节流元件前端面与管道轴线垂直，不垂直应保证节流元件前端面与管道轴线垂直，不垂直度度v 不得超越。不得超越。v 2应保证节流元件的开孔与管道同心，不同心度不应保证节流元件的开孔与管道同心，不同心度不得得v 超越。超越。v 3节流元件与法兰、夹紧环之间的密封垫片，在夹节流元件与法兰、夹紧环之间的密封垫片，在夹紧紧v 后不得突入管道内壁。后不得突入管道内壁。 v 4节流元件的安装方向不得装反，节流元件前后常节流元件的安装方向不得装反，节流元件前后常以以v “+、“标志。装反后虽然也有差压值，但其误差无标志。装反后虽然也有差压值，但其误差无法估法估v 算。算。 v 5节流安装前后应保证要求长

33、度的直管段。直管段节流安装前后应保证要求长度的直管段。直管段长长v 度应根据现场情况，按国家规范规定确定最小直管段长度。度应根据现场情况，按国家规范规定确定最小直管段长度。 6引压管路应按最短间隔敷设，引压管路应按最短间隔敷设，般总长度不超越般总长度不超越 50m ，最好，最好在在16m以内。管径不得小于以内。管径不得小于6mm ，般为般为 1018mm 。 7取压位置对不同检测介质有不同的要求。丈量液体时，取压点在取压位置对不同检测介质有不同的要求。丈量液体时，取压点在节流安装中心程度线下方；丈量气体时，取压点在节流安装上方；丈量节流安装中心程度线下方；丈量气体时，取压点在节流安装上方；丈量

34、蒸汽时，取压点在节流安装的中心程度位置引出。蒸汽时，取压点在节流安装的中心程度位置引出。 8引压管沿程度方向敷设时，应有大于引压管沿程度方向敷设时，应有大于 1：10 的倾斜度，以便能的倾斜度，以便能排出气体对液体介质或凝液对气体介质。排出气体对液体介质或凝液对气体介质。 9引压管应带有切断阀、排污阀、集气器、集液器、凝液器等必要引压管应带有切断阀、排污阀、集气器、集液器、凝液器等必要的附件，以备与被测管路隔离进展维修和冲洗排污之用。丈量液体、气的附件，以备与被测管路隔离进展维修和冲洗排污之用。丈量液体、气体及蒸汽介质时，常用的安装方案如图体及蒸汽介质时，常用的安装方案如图 3.11图图 3.

35、13 所示。如被测所示。如被测介质有腐蚀性时应在引压管上加隔离罐，如图介质有腐蚀性时应在引压管上加隔离罐，如图 3.14 所示。所示。 10假设引压管路中介质有凝固或冻结的能够，那么应沿引压管路假设引压管路中介质有凝固或冻结的能够，那么应沿引压管路进进行保温或添加拌热。行保温或添加拌热。1差压变送器；2三阀组；3引压管；4节流安装 图3.10 体式差压流量计实物图1节流安装；2引压管路；3放空阀；4三阀组；5差压变送器；6储气器；7 切断阀 图3.11 丈量液体流量时的衔接图1节流安装；2引压管路；3差压变送器；4储液器；5排放阀；6三阀组；7 切断阀 图3.12 丈量气体流量时的衔接图1节流

36、安装；2凝液器；3引压管路；4排放阀；5差压变送器；6三阀组；7切断阀 图3.13 丈量蒸汽流量时的衔接图1节流安装；2隔离器；3三阀组；4差压变送器；5切断阀图3.14 丈量有腐蚀性液体时的衔接图v2 差压式流量计的运用维护方面差压式流量计的运用维护方面v 差压式流量计具有构造简单、任务可靠、差压式流量计具有构造简单、任务可靠、运用寿命长、顺应性强、丈量范围广的特点，适运用寿命长、顺应性强、丈量范围广的特点，适用于用于 501000mm 管径的流体丈量。采用规管径的流体丈量。采用规范节流安装只需严厉遵照加工安装要求，不需单范节流安装只需严厉遵照加工安装要求，不需单独标定，即可到达规定精度。缺

37、乏之处是丈量精独标定，即可到达规定精度。缺乏之处是丈量精度不高，丈量范围较窄量程比度不高，丈量范围较窄量程比 3：l4：l ) , 要求直管段长，压力损失较大，刻度为非线性，要求直管段长，压力损失较大，刻度为非线性，某些情况下如丈量高豁度或有腐蚀性介质等某些情况下如丈量高豁度或有腐蚀性介质等运用维护任务量较大。运用维护任务量较大。 流量计运用不当，容易呵斥丈量误差，运用时流量计运用不当，容易呵斥丈量误差，运用时应留意以下问题。应留意以下问题。 1应思索流量计的运用范围，如角接取压孔应思索流量计的运用范围，如角接取压孔板。板。 2被测流体的实践任务形状温度、压力被测流体的实践任务形状温度、压力和

38、流体的性质重度、黏度、雷诺数等应与设计和流体的性质重度、黏度、雷诺数等应与设计时时致，否那么会呵斥实践流量值与指示流量值之致，否那么会呵斥实践流量值与指示流量值之间间的误差。欲消除此误差，必需按新的工艺条件重新的误差。欲消除此误差，必需按新的工艺条件重新进展设计计算，或者将所测的数值加以必要的修正。进展设计计算，或者将所测的数值加以必要的修正。 3在运用中，要坚持节流安装的清洁，如在节流安装在运用中，要坚持节流安装的清洁，如在节流安装处有沉淀、结焦、堵塞等景象，会改动流体的流动形状，引处有沉淀、结焦、堵塞等景象，会改动流体的流动形状，引起较大的丈量误差，必需及时清洗。起较大的丈量误差，必需及时

39、清洗。 4节流安装由于受流体的化学腐蚀或被流体中的固体节流安装由于受流体的化学腐蚀或被流体中的固体颗粒磨损，呵斥节流元件外形和尺寸的变化。尤其是孔板，颗粒磨损，呵斥节流元件外形和尺寸的变化。尤其是孔板，它的入口边缘会由于磨损和腐蚀而变钝，这样，在一样的流它的入口边缘会由于磨损和腐蚀而变钝，这样，在一样的流量下，所产生的压差会变小，从而引起仪表示值偏低。故应量下，所产生的压差会变小，从而引起仪表示值偏低。故应留意检查，必要时应换用新的孔板。留意检查，必要时应换用新的孔板。 5引压管路接至差压计之前，必需安装三阀组，如图引压管路接至差压计之前，必需安装三阀组，如图 3.11图图 3 .14 所示，

40、以便差压计的回零检查及引压管路所示，以便差压计的回零检查及引压管路冲洗排污之用。其中接高压侧左的叫正压阀，接低压侧冲洗排污之用。其中接高压侧左的叫正压阀，接低压侧右的叫负压阀，中间的阀叫平衡阀。右的叫负压阀，中间的阀叫平衡阀。般三个阀做成般三个阀做成体，便于安装。体，便于安装。 对于带有凝液器如图对于带有凝液器如图 3.13 所示或隔离所示或隔离器如图器如图 3.14 所示的丈量管路，不可有正阀、所示的丈量管路，不可有正阀、负压阀和平衡阀三阀同时翻开的形状，即使时间负压阀和平衡阀三阀同时翻开的形状，即使时间很短也是不允许的，否那么凝结水或隔离液将会很短也是不允许的，否那么凝结水或隔离液将会流失

41、，需重新充灌才可运用。三阀组的起动顺序流失，需重新充灌才可运用。三阀组的起动顺序是：翻开正压阀封锁平衡阀翻开负压阀；停运的是：翻开正压阀封锁平衡阀翻开负压阀；停运的顺序是：封锁负压阀封锁正压阀翻开平衡阀。顺序是：封锁负压阀封锁正压阀翻开平衡阀。3.2 质量流量计质量流量计 目前在油田、化工和炼油消费过程中所用的目前在油田、化工和炼油消费过程中所用的流量仪表，所能直接测得的多是体积流量。但是，流量仪表，所能直接测得的多是体积流量。但是，在工业消费中，在进展产量计量交接、经济核算在工业消费中，在进展产量计量交接、经济核算和产品储存时需求直接丈量介质的质量，而不是和产品储存时需求直接丈量介质的质量，

42、而不是体积。因此可以用来直接丈量质量流量的流量计体积。因此可以用来直接丈量质量流量的流量计在近些年得到了迅速开展。在近些年得到了迅速开展。3.2.1 质量流量计的类型质量流量计的类型质量流量计可分为如下两大类质量流量计可分为如下两大类 1 、直接式质量流量计、直接式质量流量计2、间接式质量流量计、间接式质量流量计1 、直接式质量流量计、直接式质量流量计 直接式质量流量计是指其输出信号能直接反直接式质量流量计是指其输出信号能直接反映流体的质量流量。直接式质量流量计又可分为映流体的质量流量。直接式质量流量计又可分为差压式、科里奥利式和热式等几种，而其中真正差压式、科里奥利式和热式等几种，而其中真正

43、商品化的只需科里奥利质量流量计和热式质量流商品化的只需科里奥利质量流量计和热式质量流量计两种，由于其在丈量质量流量方面具有高准量计两种，由于其在丈量质量流量方面具有高准确度、高反复性和高稳定性的特点，在工业上得确度、高反复性和高稳定性的特点，在工业上得到了广泛运用本节将重点引见科里奥利质量流量到了广泛运用本节将重点引见科里奥利质量流量计。计。 2、间接式质量流量计、间接式质量流量计 间接式质量流量计是一种综合丈量方法，由间接式质量流量计是一种综合丈量方法，由多种仪表组成质量流量丈量系统。间接式质量流多种仪表组成质量流量丈量系统。间接式质量流量计又可分为组合式和温度压力补偿式两类。量计又可分为组

44、合式和温度压力补偿式两类。 l 组合式。组合式。 2温度压力补偿式。温度压力补偿式。 1组合式。又称推导式质量流量计，可同组合式。又称推导式质量流量计，可同时检测流体介质的体积流量值和密度时检测流体介质的体积流量值和密度, 或与密度或与密度有关的参数，然后经过运算单元计算出介质的质有关的参数，然后经过运算单元计算出介质的质量流量信号输出。量流量信号输出。 2温度压力补偿式。同时检测流体介质的温度压力补偿式。同时检测流体介质的体积流量和温度、压力值，再根据介质密度与温体积流量和温度、压力值，再根据介质密度与温度、压力的关系，由运算单元计算得到该形状下度、压力的关系，由运算单元计算得到该形状下介质

45、的密度值，最后计算得到介质的质量流量值介质的密度值，最后计算得到介质的质量流量值输出。输出。3.2.2热式质量流量计热式质量流量计 热式质量流量计利用流动中的流体与热源之热式质量流量计利用流动中的流体与热源之间的热交换与质量流量有关的原理丈量质量流量，间的热交换与质量流量有关的原理丈量质量流量，当前主要用于丈量气体的质量流量。热式质量流当前主要用于丈量气体的质量流量。热式质量流量计具有无可动部件、压力损失低、精度高、可量计具有无可动部件、压力损失低、精度高、可用于极低气体流量监测和控制等特点。用于极低气体流量监测和控制等特点。 热式质量流量计主要有以卜四种：托马斯流热式质量流量计主要有以卜四种

46、：托马斯流量计、热分布式、浸入式、边境层流量计。量计、热分布式、浸入式、边境层流量计。1、托马斯热式质量流量计、托马斯热式质量流量计图图 3. 15托马斯流量计原理图托马斯流量计原理图 2、热分布式质量流量计、热分布式质量流量计 热分布式质量流量计属于非接触式流量计。热分布式质量流量计属于非接触式流量计。如图如图3.16所示，在小口径薄壁丈量管的外壁上，所示，在小口径薄壁丈量管的外壁上，对称绕制两个兼作加热元件和测温元件的电阻线对称绕制两个兼作加热元件和测温元件的电阻线圈，并与另外两个电阻组成不断流电桥，由恒流圈，并与另外两个电阻组成不断流电桥，由恒流源供应恒定热量。热分布式质量流量计任务在如

47、源供应恒定热量。热分布式质量流量计任务在如图图3. 15( b所示曲线的前半段，被测流体质量所示曲线的前半段，被测流体质量流量与丈量管中上、下游电阻线圈的温差流量与丈量管中上、下游电阻线圈的温差 T 成正比。低流速、微小流量是热分布式流量计任成正比。低流速、微小流量是热分布式流量计任务的前提条件务的前提条件 图图 3 . 16 热分布式质量流量计热分布式质量流量计3、浸入型热式质量流量计、浸入型热式质量流量计 如图如图3.17所示，浸入型热式质量流量计的所示，浸入型热式质量流量计的加热器和温度探头都浸入到被测流体中，但构造加热器和温度探头都浸入到被测流体中，但构造上采用不锈钢套管维护，使加热元

48、件和测温元件上采用不锈钢套管维护，使加热元件和测温元件并不跟流体直接接触。传感探头由一个流速传感并不跟流体直接接触。传感探头由一个流速传感器和一个温度传感器组成。两种传感器均为铂热器和一个温度传感器组成。两种传感器均为铂热电阻，但流速传感器电阻丝粗、电阻以便通入较电阻，但流速传感器电阻丝粗、电阻以便通入较大加热电流。大加热电流。图图 3. 17 浸入型热式质量流量计构造图浸入型热式质量流量计构造图3.2.3科氏力质量流量计 科里奥利质量流量计是目前开展较快和运用较广的一种质量流量计，是利用与质量流量成正比的科里奥利力这一原理制成的一种直接式质量流量仪表。1、科氏力流量计的丈量原理、科氏力流量计

49、的丈量原理 不断旋转的管子不能用于实践丈量，目前科不断旋转的管子不能用于实践丈量，目前科氏力流量计均是使丈量管道在一小段圆弧内做反氏力流量计均是使丈量管道在一小段圆弧内做反复摆动，即由双向振动替代单向转动，衔接纳在复摆动，即由双向振动替代单向转动，衔接纳在没有流量时为平行振动，有流量时就变成反复扭没有流量时为平行振动，有流量时就变成反复扭动。利用科氏力构成的质量流量计有直管、弯曲动。利用科氏力构成的质量流量计有直管、弯曲管、单管、双管等多种方式。以单管、单管、双管等多种方式。以单U形管构造为形管构造为例，如图例，如图 3 .18所示，分析它的任务原理。所示，分析它的任务原理。图图 3.18 U

50、形管科生奥利力作用原理图形管科生奥利力作用原理图3、科氏力质量流量计的构造类型、科氏力质量流量计的构造类型 科氏力质量流量计由检测器和转换器两部分组科氏力质量流量计由检测器和转换器两部分组成。成。 检测器用以鼓励检测元件检测器用以鼓励检测元件丈量管的振动，丈量管的振动，并将丈量管的变形转换为电信号输出。检测器内安并将丈量管的变形转换为电信号输出。检测器内安装两端固定的丈量管，丈量管中部设置电磁驱动线装两端固定的丈量管，丈量管中部设置电磁驱动线圈，驱动丈量管反复振动，使丈量管产生扭曲变圈，驱动丈量管反复振动，使丈量管产生扭曲变形，经过光电或电磁传感器将丈量管的变形量或形，经过光电或电磁传感器将丈

51、量管的变形量或相位差转变为电信号。转换器把来自传感器的电相位差转变为电信号。转换器把来自传感器的电信号进展变换、放大后输出与质量流量成正比的令信号进展变换、放大后输出与质量流量成正比的令420mA 规范信号、频率脉冲信号或数字信规范信号、频率脉冲信号或数字信号，以显示质量流量。号，以显示质量流量。 科氏力质量流量计的类型取决于丈量管的外形：除了科氏力质量流量计的类型取决于丈量管的外形：除了 U 形管以外，如今已开发的丈量管向直管、形、形管以外，如今已开发的丈量管向直管、形、 B 形、形、 S 形、形、 J 形、圆环形等多种。形、圆环形等多种。 l直管质量流量计。单直管质量流量计如图直管质量流量

52、计。单直管质量流量计如图 3.19所示。管中无流体流动时，电磁驱动器使管子振动，所示。管中无流体流动时，电磁驱动器使管子振动， A 、B 两对称点受力相等，运动速度一样，如图两对称点受力相等，运动速度一样，如图b中虚线中虚线所示。当丈量管中有流体流动时，假设管子向上振动，那所示。当丈量管中有流体流动时，假设管子向上振动，那么入口侧流体切向速度逐渐添加流体产生向下的科氏力，么入口侧流体切向速度逐渐添加流体产生向下的科氏力，使管子向上的运动速度减慢：而出口侧流体切向速度逐渐使管子向上的运动速度减慢：而出口侧流体切向速度逐渐减小，管子遭到流体向上的科氏力作用，向上运动速度加减小，管子遭到流体向上的科

53、氏力作用，向上运动速度加快。结果两个方向相反的科氏力使管子产生了不对称的变快。结果两个方向相反的科氏力使管子产生了不对称的变形，如图形，如图b中实线所示。中实线所示。 A 、 B 两点处的相位差即两点处的相位差即与流体的质量流量成正比。与流体的质量流量成正比。图图3.19 单直管质量流量计外形及原理表示图单直管质量流量计外形及原理表示图 双直管质量流量计的检测器是由两个完全对双直管质量流量计的检测器是由两个完全对称的丈量管焊接在连管器上构成的，电磁驱动器称的丈量管焊接在连管器上构成的，电磁驱动器安放在两管之间。相对单直管来说，双直管可减安放在两管之间。相对单直管来说，双直管可减少压力损失，增大

54、传感器信号灵敏度。少压力损失，增大传感器信号灵敏度。 2 U 形管质量流量计。单形管质量流量计。单 U 形管检测器形管检测器构造如图构造如图 3 . 20 ( a 所示，双所示，双 U 形管检测器形管检测器构造如图构造如图 3. 20 ( b 所示，都是由丈量管、驱所示，都是由丈量管、驱动器和传感器三部分组成。相对单管型来说，双动器和传感器三部分组成。相对单管型来说，双管型的检测信号有所放大，流通才干也有所提高。管型的检测信号有所放大，流通才干也有所提高。l外壳；2电磁驱动器；3电磁传感器；4 U 形管；5 主管 图 3. 20 U 形管质量流量计构造图 3其他方式的质量流量计。除直管以外其其

55、他方式的质量流量计。除直管以外其他方式的丈量管如贝形、他方式的丈量管如贝形、 B 形、形、 S 形、形、 J 形、形、圆环形等丈量管，只是为了同别的公司有所区别，圆环形等丈量管，只是为了同别的公司有所区别，逃避其他公司的专利维护而设计的，不逃避其他公司的专利维护而设计的，不定有什定有什么特别的优点。常见丈量管的外形如图么特别的优点。常见丈量管的外形如图3.21所示，所示，其驱动安装、变形原理、信号检测与其驱动安装、变形原理、信号检测与 U 形管根本形管根本一样，这里就不一样，这里就不引见了。引见了。图图3.21 丈量管类型丈量管类型4 、质量流量计的特点、质量流量计的特点 科氏力质量流量计是一

56、种新型的流量丈量仪科氏力质量流量计是一种新型的流量丈量仪表，其开发始于表，其开发始于 20 世纪世纪 50 年代初，但直到年代初，但直到 70 年代中期，才由美国高准年代中期，才由美国高准 MieroM0tion 公司首先推向市场。虽然开发胜利的时间不长，公司首先推向市场。虽然开发胜利的时间不长，但却获得了很大开展，这是由于丈量原理的先进但却获得了很大开展，这是由于丈量原理的先进性决议了这种科氏力质量流量计具有很大的优越性决议了这种科氏力质量流量计具有很大的优越性，表如今以下几个方面。性，表如今以下几个方面。 l可以直接丈量质量流量，仪表的丈量精度可以直接丈量质量流量，仪表的丈量精度高，可到达

57、高，可到达0.2级从实际上讲，精度只同丈量管级从实际上讲，精度只同丈量管的几何外形和丈量系统的振荡特性有关，与被测的几何外形和丈量系统的振荡特性有关，与被测介质的温度、压力、密度、黏度、电导率等无关。介质的温度、压力、密度、黏度、电导率等无关。 2可丈量普通介质、含有固形物的浆液，可丈量普通介质、含有固形物的浆液，以及含有微量气体的液体，中高压气体，尤其适以及含有微量气体的液体，中高压气体，尤其适宜丈量高黏度甚至难以流动的液体。宜丈量高黏度甚至难以流动的液体。 3不受管内流动形状的影响，对上游侧流体不受管内流动形状的影响，对上游侧流体的流速分布也不敏感，因此安装时仪表对上、下游的流速分布也不敏

58、感，因此安装时仪表对上、下游直管段无要求。直管段无要求。 4丈量管虽有微小振动，但可视做非活动丈量管虽有微小振动，但可视做非活动件，可靠性高。丈量管易于维护和清洗。件，可靠性高。丈量管易于维护和清洗。 5流量范围宽，量程比可达流量范围宽，量程比可达 10 ：l 到到 50 ：l ，有的高达，有的高达 100：l 。 6可做多参数丈量，在丈量质量流量的同可做多参数丈量，在丈量质量流量的同时，还可获得流体的密度信号，可由质量流量和流时，还可获得流体的密度信号，可由质量流量和流体密度计算丈量双组分溶液的浓度。体密度计算丈量双组分溶液的浓度。该流量计的主要缺乏是有以下几点。该流量计的主要缺乏是有以下几

59、点。l零点不稳定容易发生零点漂移。零点不稳定容易发生零点漂移。 2对外界振动干扰较为敏感。对外界振动干扰较为敏感。 3不能用于丈量低密度介质，如低压气体。不能用于丈量低密度介质，如低压气体。4有较大的体积和分量，压力损失也较大。有较大的体积和分量，压力损失也较大。 5价钱昂贵，约为同口径电磁流量计的价钱昂贵，约为同口径电磁流量计的 25 倍或更高。倍或更高。 5、质量流量计的安装与运用、质量流量计的安装与运用 l质量流量计的安装本卷须知。质量流量计的安装本卷须知。 检测器部分的安装位置应远离能引起管道检测器部分的安装位置应远离能引起管道振动的设备如工艺管线上的泵等，检测器两振动的设备如工艺管线

60、上的泵等，检测器两边管道用支座固定，但检测器外壳需为悬空形状，边管道用支座固定，但检测器外壳需为悬空形状，可以有效预防外界振动影响丈量。可以有效预防外界振动影响丈量。 检测器不能安装在工艺管线的膨胀节附近，检测器不能安装在工艺管线的膨胀节附近，要实现无应力安装。防止管道的横向应力，使检要实现无应力安装。防止管道的横向应力，使检测器零点发生变化，影响丈量精度。测器零点发生变化，影响丈量精度。 检测器的安装位置必需远离变压器、大功检测器的安装位置必需远离变压器、大功率电动机等磁场较强的设备。率电动机等磁场较强的设备。 检测器的安装位置应使管道内流体一直保检测器的安装位置应使管道内流体一直保证充溢丈