节流装置基础知识培训

节流装置基础知识

2013.5概述

流量测量方法和仪表的种类繁多,分类方法也很多。至今为止,可供工业用的流量仪表种类达60种之多。品种如此之多的原因就在于至今还没找到一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都适用的流量仪表。节流装置与差压计或差压变送器配套构成的差压式流量计，是流量仪表中使用数量最多的（大约%50－60%）。节流装置的测量方法具有技术成熟、适应范围广、安装维护简便、重复性好、使用寿命长等特点。广泛应用于石油、冶金、化工、电力和轻工业等工业部门。对于高温、高压介质的流量测量具有一定的优势。

特点

优点:

(1)应用最多的孔板式流量计结构牢固,性能稳定可靠,使用寿命长;

(2)应用范围广泛,至今尚无任何一类流量计可与之相比拟;

(3)检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产,便于规模经济生产。

缺点:

(1)测量精度普遍偏低;

(2)范围度窄,一般仅3:1~4:1;

(3)现场安装条件要求高;

(4)压损大(指孔板、喷嘴等)。工作原理

充满管道的流体，当它们流经管道内的节流装置时，流束将在节流装置的节流件处形成局部收缩，从而使流速增加，静压力低，于是在节流件前后便产生了压力降，即压差，介质流动的流量越大，在节流件前后产生的压差就越大，所以可以通过测量压差来衡量流体流量的大小。流量公式

qm：质量流量，kg/sqv：体积流量，m3/s

C：流出系数

ε：可膨胀性系数

β:直径比，β=d/D

d:工作条件下节流件的孔径，m

D:工作条件下上游管道内径，m

△P:差压，Pa

分类和结构形式节流装置分为标准节流装置和非标准节流装置两大类。标准节流装置是指按国家标准GB/T2624和ISO5167设计、计算、制造、检验和安装使用的节流装置；此外其他节流装置都属于非标准节流装置。标准节流装置有标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、文丘里管、文丘里喷嘴这几类，其它的如圆缺孔板、偏心孔板、1/4圆孔板、环形孔板、锥形入口孔板、内藏孔板、限流孔板、插入式文丘里、双重文丘里、机翼测风装置、V锥、楔形等都属于非标准节流装置。

常见取压方式主要有法兰取压、角接取压、径距取压、均压环取压这几类，下面我们分别讲述。

法兰取压节流件上下游侧取压孔轴心线分别位于距节流件前后端面25.4mm的位置上，见下图。

角接取压角接取压的取压方法有钻孔取压和环室取压。对孔板，节流件上下游侧取压孔和节流件前后端面平齐。见下图。

径距取压（D-D/2）节流件上下游侧取压孔中心线分别位于距进口端面1D和1/2D处。

均压环取压在管壁上开多个取压孔，再把这些取压孔连接起来进行均压，见下图。常见标准节流装置钻孔取压孔板使用极限d≥12.5mm，50mm≤D≤1000mm;

0.2≤β≤0.750.2≤β≤0.56ReD≥5000β>0.56ReD≥16000β2

环室取压孔板使用极限d≥12.5mm，50mm≤D≤1000mm;

0.2≤β≤0.750.2≤β≤0.56ReD≥5000β>0.56ReD≥16000β2

焊接式孔板

法兰取压孔板使用极限d≥12.5mm，50mm≤D≤1000mm;

0.2≤β≤0.75ReD≥5000且ReD≥170β2D

ISA1932喷嘴（标准喷嘴）使用极限50mm≤D≤500mm

0.3≤β≤0.80.3≤β<0.447×104≤ReD≤

107

0.44≤β≤0.8

2×104≤ReD≤

107

长径喷嘴使用极限50mm≤D≤630mm

0.2≤β≤0.8104≤ReD≤

107Ra/D

≤3.2×10-4（上游管道）

经典文丘里管使用极限铸造：100mm≤D≤800mm0.3≤β≤0.752×105≤ReD≤2×106机加工：50mm≤D≤250mm0.4≤β≤0.752×105≤ReD≤1×106卷板：200mm≤D≤1200mm0.4≤β≤0.72×105≤ReD≤2×106

常见非标准节流装置圆缺孔板

圆缺孔板

一体化孔板

V锥

楔形

多孔孔板

法兰密封面形式我们常用的法兰密封面有平面密封（RF）、环连接面密封（RJ）、凹凸面密封（MFM）、榫槽面密封（TG），下面是最常用的两种－平面密封（RF）和环连接面密封（RJ）。RFRJ安装要求为了保证测量准确度，有必要规定如下主要安装要求。对节流件或一次元件节流件必须这样安装，即令流体从节流件上游面流向下游面(见管道上的箭头)。节流件必须与管道同轴安装，其不同心度应在±1°以内。节流件与管道必须同心（或者在环室内对好中心），其偏心距离CX（节流件中心线与上下游管道中心线之间的距离）应不大于0.0025D/(0.1+2.3β4)或0.015D(1/β-1)。4.2对管道节流件应嵌装在两段直的等截面的管段之间，建议应随节流件配套供应上游10D和下游5D长的镗制直管段。对节流件上下游侧最小直管段长度要求见表安装时在节流件上下游必须的直管长度与上游管件的形式和β值有关，其最小长度应GB/T2624或ISO5167考虑。

节流件应在管道清洗和扫线后安装。在测量段，管路内流体必须满充运行。如必须装调节阀，则建议把调节阀装在下游5D直管段之后。如必须在节流件上游装设隔离阀，则该阀应为闸阀形式且必须全开。填料和密封圈应这样制造和安装，即在任何地点，它不得突入管道内腔或挡住取压孔或槽。在节流件或环室之间若有垫料，则垫料应尽量薄且不得突入环室内腔。常见故障原因及排除方法

1、指示零或移动很小。其原因为：（1）平衡阀未全部关闭或泄漏；（2）节流装置根部高低压阀未打开；（3）节流装置至差压计间阀门、管路堵塞；（4）蒸气导压管未完全冷凝；（5）节流装置和工艺管道间衬垫不严密；（6）差压计内部故障。

其对应处理方法为：（1）关闭平衡阀，修理或换新；（2）打开；（3）冲洗管路，修复或换阀；（4）待完全冷凝后开表；（5）拧紧螺栓或换垫；（6）检查、修复。2、指示在零下。其原因为：（1）高低压管路反接；（2）信号线路反接；（3）高压侧管路严重泄漏或破裂。

其对应处理方法为：（1）检查并正确连接好；（2）检查并正确连接好；（3）换件或换管道。3、指示偏低。其原因为：（1）高压侧管路不严密；（2）平衡阀不严或未关紧；（3）高压侧管路中空气未排净；（4）差压计或二次仪表零位失调或变位；（5）节流装置和差压计不配套，不符合设计规定。

其对应处理方法为：（1）检查、排除泄漏；（2）检查、关闭或修理；（3）排净空气；（4检查、调整；（5）按设计规定更换配套的差压计。4、指示偏高。其原因为：（1）低压侧管路不严密；（2）低压侧管路积存空气；（3）蒸气等的压力低于设计值；（4）差压计零位漂移；（5）节流装置和差压计不配套，不符合设计规定。

其对应处理方法为：（1）检查、排除泄漏；（2）排净空气；（3）按实际密度补正；（4）检查、调整；（5）按规定更换配套差压计。

5、指示超出标尺上限。其原因为：（1）实际流量超过设计值；（2）低压侧管路严重泄漏；（3）信号线路有断线。

其对应处理方法为：（1）换用合适范围的差压计；（2）排除泄漏；（3）检查、修复。6、流量变化时指