摘要:介(jie)紹了平衡流(liú)量計
的測量(liàng)原理和主要(yào)特點,分析了(le)平衡流量計(ji)在實際工程(cheng)中⛱️的🔴應用。
引(yin)言
流量是過(guo)程控制五大(da)參量(流量、壓(yā)力、溫度、物位(wèi)、成分分析🐇)中(zhōng)的主要參量(liang)。由于介質和(hé)工況的複雜(zá)性,使得流量(liang)測量裝置種(zhong)類繁多,主要(yào)指标測量精(jing)度.重複性、量(liang)程比、直管段(duan)、永久壓損等(deng)各有千秋。以(yǐ)孔闆、噴咀、文(wen)丘裏爲代㊙️表(biao)的傳統差壓(yā)節流裝置曆(lì)史🏒悠久、結構(gòu)簡單、牢固、性(xing)能💞穩定可靠(kào),并且得到了(le)國🚶♀️際标準化(huà)組織📱的認可(ke),是全世界通(tong)用的。然而,由(yóu)于🛀🏻設計的曆(lì)史局限性,以(yǐ)孔闆爲代表(biao)的傳統節流(liu)裝置,明顯存(cun)在量程比小(xiǎo)、精度低、永久(jiu)壓損大、直管(guan)段要求高、需(xu)要進行磨損(sǔn)更換等缺點(dian)。本文介紹的(de)平衡流量計(ji)對傳統節流(liu)裝🔱置進行了(le)極大的改進(jin),将節流原理(lǐ)由邊緣節流(liu)改爲㊙️平衡節(jiē)流,是一種革(ge)命性的差壓(yā)式流量儀表(biao),因其卓越的(de)性能,在實際(ji)工👣程中有廣(guang)泛的應用前(qian)景。
1測量原理(lǐ)
平衡流量計(jì)(BFM)的工作原理(li)與其他差壓(yā)式流量計-樣(yàng),都是基于伯(bo)努利能量守(shǒu)恒定律。節流(liu)裝置是一個(ge)多孔的圓盤(pán)節流整流器(qi)🔴,安裝在管道(dao)的截面上,每(měi)個孔的尺寸(cun)和💋分布基于(yu)獨特的公式(shì)👅和測試數據(ju)定制,稱爲函(hán)數孔。當流體(tǐ)穿過圓盤的(de)函數孔時，流(liu)體将被平衡(héng)🍉調整,渦流被(bei)最小化,形成(chéng)近似理想流(liú)體,通過常規(gui)取壓裝置,可(ke)獲得穩定的(de)差壓信号,根(gēn)💔據伯努利㊙️方(fāng)程計算出體(ti)積流量、質量(liang)流量。計算體(tǐ)♉積㊙️流量的公(gōng)式如下
式中(zhong)qv爲體積流量(liang),m3/s;C爲流出系數(shu);ε爲氣體可膨(péng)脹系數;△P爲差(cha)壓值,Pa;d爲BFM節流(liú)孔直徑,m;ρ爲介(jiè)質密度,kg/m3;β爲等(deng)效徑比，節流(liú)孔直徑與管(guan)道内徑之比(bi)。
2主要特點
2.1測(ce)量精度高
由(you)于平衡流量(liàng)傳感器具有(yǒu)多孔結構的(de)特點,能對流(liú)場進行💛平衡(héng)，降低渦流、振(zhen)動和信号噪(zao)聲,流場穩定(ding)性大大的提(ti)高,表體采用(yòng)特制的精密(mi)管道和專用(yòng)取壓裝置,使(shǐ)精度比傳統(tong)節流裝置提(ti)升了5~10倍。
2.2直管(guǎn)段要求低
平(píng)衡流量傳感(gan)器能将流場(chang)平衡調整穩(wěn)定,且壓力恢(hui)複比傳統節(jie)流裝置快兩(liǎng)倍,大大所短(duan)了對直管段(duàn)的要求。大多(duo)數情況下,其(qí)前後直管段(duan)爲前2D後1D,最小(xiao)0.5D.
2.3永久壓力損(sǔn)失低
平衡流(liu)量計多孔對(dui)稱的平衡設(she)計,減少了渦(wo)流的形🏒成✔️和(he)紊流摩擦,降(jiang)低了動能損(sun)失,在同樣的(de)測量工況下(xia),與傳統♉節流(liú)🌈裝置相比減(jian)少了2.5倍的永(yǒng)久壓力損失(shi),接近文🈚丘裏(li)管,從而節省(sheng)了相當大的(de)運行能量成(cheng)本。
2.4量程比寬(kuān)
與傳統節流(liu)裝置相比,平(ping)衡流量計極(jí)大提高了測(cè)量量✌️程🌈比。研(yán)究結果顯示(shì):雷諾數大于(yu)50000時,選擇合适(shì)的孔徑參數(shù),平衡流量傳(chuán)感器量程比(bǐ)不受限制。根(gēn)據工業測量(liang)實際應用需(xu)要，常規測量(liang)量程比爲10:1,10:1以(yǐ)🌈上可以用㊙️多(duō)個變送器分(fèn)段測量,可使(shǐ)量程比達到(dào)30:1,50:1或更高。
除了(le)上面介紹的(de)一些特點外(wai),平衡流量計(ji)還具有重複(fú)👉性和✏️長期穩(wen)定性好、耐髒(zang)污.不易堵、測(cè)量範圍寬、适(shì)⭕用範圍廣等(deng)特點。
3平衡流(liú)量計的應用(yong)
由于平衡流(liu)量計繼承了(le)傳統節流裝(zhuāng)置的全部優(yōu)點,回🐇避了大(da)部分缺點,又(yòu)在測量性能(néng)上有質的飛(fēi)躍。平👈衡流量(liàng)計可以産生(shēng)與孔闆接近(jìn)的較大差壓(ya)，便于信号測(ce)量;同時又可(kě)以使壓損降(jiang)至最小，節能(neng)降耗,可以覆(fù)蓋90%的流量測(ce)量點。其典型(xíng)應用安裝圖(tu)❄️如圖3所示。
3.1大(da)量程比流量(liàng)測量
在一些(xie)工業應用場(chǎng)合,常需要大(dà)量程比的流(liú)量測量。如蒸(zhēng)汽管網的貿(mào)易結算計量(liang),化工行業工(gōng)藝寬量程比(bǐ)的🐕流量測量(liàng),一些流體的(de)流量變化變(biàn)化範圍很大(da),常常大于3:1,一(yi)些應用可達(dá)6:1及以上,天然(ran)氣貿易結算(suàn)時的隻程比(bǐ)可達10:1或更高(gao)。常規的👈流量(liàng)儀如孔闆的(de)量程比隻有(yǒu)3:1,無法實現大(da)最程🐉比測量(liang)的要求。而平(píng)衡流量計由(you)于寬雷諾數(shu)範圍和寬量(liang)程比,可以實(shí)現大量程比(bi)的正确測量(liang)。
3.2雙向流量測(cè)量
平衡流量(liàng)計節流裝置(zhì)的上下遊完(wán)全對稱,沒有(you)标準🧑🏽🤝🧑🏻孔闆的(de)下遊斜角,因(yin)此可作爲雙(shuāng)向流體測量(liang),完✊全解♊決了(le)特殊工況時(shí)雙向流介質(zhì)的測量難題(ti)。其😘測量原理(lǐ)及連接示意(yi)圖如圖4所示(shi)。
采用2台差壓(yā)變送器
進行(háng)差壓的測量(liang)時,差壓變送(song)器的正負壓(ya)側與流💞量❌計(ji)⭐的引壓口連(lián)接,一組爲正(zhèng)向,一組爲反(fǎn)向;流向🙇🏻的判(pàn)斷由變送器(qi)的輸出值得(dé)出,測得介質(zhi)流向正向流(liú)那🏃🏻台變送器(qi)輸出🐅電流大(da)于4mA,另一台輸(shū)出電流等于(yu)4mA。控制系統通(tōng)過對流向的(de)🤟判斷,分别🐇對(dui)兩個方向的(de)流量進💋行累(lèi)計。
3.3短直管段(duan)流量測量
在(zai)工程應用中(zhong),由于受工藝(yi)流程、場所等(deng)因素的限制(zhì)💘,工藝♉管道🔆上(shàng)流量計的直(zhi)管段往往很(hen)短;對于價格(ge)昂貴的工藝(yì)管道,設計時(shí)應盡量縮短(duǎn)工藝管道。标(biāo)準孔闆等節(jie)流件的💃🏻安裝(zhuang)一般要求前(qian)10D後5D,若工藝直(zhi)管段不能滿(mǎn)足要求則測(cè)量精度會受(shòu)♋到影響。如果(guǒ)采用平衡流(liú)量計,不僅可(kě)在前2D後2D的情(qíng)況下保證精(jīng)度,還可大大(da)節約貴金屬(shǔ)管🔴道材料。
3.4大(dà)口徑流量測(cè)量
在鋼鐵.焦(jiāo)化行業中的(de)高爐煤氣、焦(jiao)爐煤氣的流(liu)量計量中,這(zhe)類💘介質的工(gōng)藝管道口徑(jing)一般在DN1000左右(you)。其他常用的(de)大口徑流🛀量(liang)測量裝置如(rú)插人式文丘(qiu)裏管、威力巴(ba)等都普遍存(cun)在一些👌不足(zu)之✌️處,如直管(guǎn)道要求長:前(qián)☁️30D後15D甚至更☎️長(zhang);精度低:在直(zhi)管段達不到(dào)要💋求時,難以(yi)優于士5%;輸出(chu)差壓小:約100Pa等(deng)。在平衡流量(liang)計🏃🏻上,通過增(zēng)加開孔數量(liàng),即使在直管(guan)短、壓力低💔的(de)工🈲況下,也能(néng)保證測量精(jīng)度,同時降低(dī)壓力損失。通(tōng)過采😘用多對(duì)取壓孔的取(qǔ)壓形式,.實現(xiàn)冗餘取壓，能(neng)夠有效防止(zhi)☂️取壓孔的堵(dǔ)㊙️塞,是大口徑(jìng)流量測量的(de)理🔴想選擇。
3.5高(gāo)爐煤氣的流(liu)量測量
平衡(héng)流量的結構(gòu)特點非常适(shì)合測量高爐(lu)煤氣。平衡🛀流(liú)量🈲計從設計(ji)上減少了紊(wen)流剪切力和(he)渦流的⛱️形成(chéng)㊙️,從而大大‼️降(jiang)低了滞留死(sǐ)區的形成;節(jiē)流件開孔不(bu)易堵塞,保證(zhèng)髒氣體可以(yǐ)順利通過多(duo)個孔,多個小(xiao)孔流速很高(gāo),有抽氣沖刷(shua)效果,減少了(le)流通孔被堵(dǔ)塞的機會。
此(ci)外,在高溫高(gao)壓流量測量(liang)、低溫氣體流(liu)量測量等流(liu)✔️量檢測中,平(ping)衡流量計也(ye)有着廣泛的(de)應用。
4結束語(yǔ)
平衡流量計(ji)的計量原理(lǐ)和其獨特的(de)性能,使之提(ti)高🤞了測量精(jing)度,有利于物(wu)料的計量和(he)成品率的提(ti)高;直管段要(yào)求低,節省了(le)一次投資;永(yong)久壓力損失(shi)低,降低了運(yun)行💛能耗,寬的(de)量程比和長(zhang)期的穩定性(xing)是現場正确(què)測量的☎️保證(zheng)。通過🌂在鋼鐵(tiě)、石化等企業(ye)的成功應用(yòng),平衡流量計(ji)将會成爲一(yi)個非常合适(shì)👉的具有實用(yòng)❓價值的流量(liang)檢測儀表。
本(běn)文來源于網(wang)絡,如有侵權(quan)聯系即删除(chu)！
