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          孔板流量計優缺點及安裝注意事項
          發布日期:2018/11/20 18:45:25

          天然氣作為一種優質能源和化工原料,它燃燒完全,單位發熱量大,燃燒后產物對環境影響小;它潔凈,質優,成本較低,可用它生產多種精細化工產品和高附加值產品,以上特性是它深受用戶青睞的原因,其計量也越來越被人們重視。從目前國內天然氣流量計的使用情況來看,孔板流量計是目前使用范圍最廣一種。

          1. 孔板流量計的優缺點。要了解孔板流量計的,我們應該先要清楚一個孔板流量計系統的組成及工作原理。孔板流量計有可稱為差壓式流量計,主要是由一次檢測部件(節流部件)和二次顯示儀表(差壓變送器)以及相配套的壓力、溫度補償裝置所組成的。(見下圖)


          孔板流量計配套溫壓補償裝置圖

          孔板流量計的工作原理是充滿管道的流體流經管道內的節流裝置,在節流件附近造成局部收縮,流速增加,在其上、下游兩側產生靜壓力差,見節流裝置原理圖:

          孔板流量計節流裝置原理圖

          孔板流量計是目前國內天然氣流量計量系統中應用最為廣泛的。它最主要的優點是結構簡單,易于復制、性能相對穩定可靠,價格低廉且無需實流校準,安裝即可投用,后期維護費用較低。另外,它的應用范圍廣,包括全部單相流體(液、氣、蒸汽)、部分混相流,一般生產過程的管徑、工作狀態( 溫度、壓力) 皆可以應用;并且檢測部件和顯示儀表可以分開生產,便與專業化規模生產,從而降低產品價格,更加有利于孔板流量計的普及和應用。

          孔板流量計能夠在國內比較廣泛的應用,性能相對穩定,價格低廉,有較高的性價比是主要因素。但在使用過程中的缺點也很明顯。

          其中最為重要的一點精確度問題,孔板流量計測量介質流量的準確度和很多參數有關,以天然氣流量計算公式為例

          Q n =A h *α 0 *γ re *b k *F r *ε*d 2 *F g *F a *F z *F t *

          Q n ——標準狀態下氣體體積流量

          A h —— 常數,一般為8. 6856

          α 0 特定流量系數

          γ re —— 測量管內壁流量修正系數

          b k ——孔板入口邊緣銳利度修正系數

          F r ——雷諾數修正系數

          ε——氣體膨脹系數

          d ——孔板實測開孔口徑

          F g ——天然氣相對密度修正系數

          F a ——孔板熱膨脹修正系數

          F z ——超壓縮系數

          F t ——溫度修正系數

          從以上公式我們不難看出,最終流量值受很多參數的影響,比較重要的如流量系數、雷諾系數、氣體膨脹系數等,只有這些系數均為恒定值,才能達到差壓和流量之間的恒定對應關系。尤其是其中的流量系數,是一個影響因素復雜,變化范圍大的重要系數。流量系數和取壓點位置、雷諾系數、管道粗糙度、孔板開孔截面積與管道截面積比值、孔板入口邊緣尖銳度都有關系。最終導致孔板流量計的測量精確度在流量計中只能屬于中等水平,并且由于實際生產過程中這些因素錯綜復雜的影響,精確度難于有所提升,逐漸不能適應國內越來越市場化、規范化、高精度的天然氣流量計量結算要求。

          其他方面,孔板流量計對天然氣的潔凈度有較高的要求,長期使用后可能產生腐蝕、磨損、結垢、臟污,精度難以保證,需拆下清洗、檢驗確認合格后才能繼續使用。其次是使用孔板流量計的管道內介質壓力損失較大,會增加較高的附加生產費用; 在安裝方面,由于孔板流量計對前后直管段的要求較高,在管徑較大的工況下使用不容易滿足。另外,一般的孔板流量計都是采用法蘭夾持式連接,長期使用維護后容易產生跑、冒、滴、漏的問題,增加了維護工作量。

          2. 孔板流量計的安裝。

          節流裝置的安裝應在兩段具有等直徑的圓形橫截面的直管段之間,也就是我們常說的流量計的前后直管段,在此中間,除了取壓孔、測溫孔外,無其他障礙和連接支管。這是為了保證管道內天然氣流速的均勻,不會因外部的原因造成流動不穩定,從而造成流量的波動及誤差。前后直管段要求一般要滿足前10D后4D(D為管道內直徑),見圖1。

          孔板流量計安裝圖

          孔板流量計的安裝還需要注意幾個問題:

          2. 1直線度:這個一般要求的是通過目測的方式檢查節流裝置與前后直管段是否處于同一管道中心線上。

          2. 2焊縫的內管壁平整:孔板流量計對前后直管段的管內清潔度有較高的要求。在管道與節流裝置配對法蘭焊接的過程中,應確保管道內壁沒有因焊接造成的凸起。因此,在實際施工中,第一層焊縫多采用氬弧焊接,并在焊接中進行充壓保護。

          2. 3管道圓度:這個是一個在施工中容易忽略的問題。管道可能在運輸、搬運、吊裝的過程中產生擠壓變形,這種管道作為孔板流量計的前后直管段,就可能造成誤差。因此,應對管道進行檢查,確認無肉眼可識別的凹陷或變形。

          2. 4壓力及溫度點:壓力點應安裝在孔板流量計的前直管段的主管或差壓變送器正壓側取壓管上;而溫度點最好在孔板下游側直管段外測得,它與孔板之間的距離可等于或大于5D,但不得超過15D;

          2. 5節流裝置取壓口的方向。

          在測量液體介質時

          孔板流量計液體介質原理圖

          2. 6內孔板的安裝應該在管道吹掃完成后安裝;以上的安裝注意事項都是為了最大程度上確保孔板流量計的測量準確度,減少因安裝失誤造成的誤差。

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