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四種常用流量計的優(yōu)缺點

時間:2022-02-10    來源:    作者:儀多多     

一、孔板流量計

孔板流量計是將標準孔板與多參量差壓變送器(或差壓變送、溫度變送器及壓力變送器)配套組成的高量程比差壓流量裝置,可測量氣體、蒸汽、液體及天然氣的流量。廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領(lǐng)域的過程控制和測量。

孔板流量計被廣泛適用于煤炭、化工、交通、建筑、輕紡、食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護及人民日常生活等國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域,是發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),節(jié)約能源,改進產(chǎn)品質(zhì)量,提高經(jīng)濟效益和管理水平的重要工具在國民經(jīng)濟中占有重要的地位。在過程自動化儀表與裝置中,流量儀表有兩大功用:作為過程自動化控制系統(tǒng)的檢測儀表和測量物料數(shù)量的總量表。

(一)優(yōu)點:

1.標準節(jié)流件是全用的,并得到了國際標準組織的認可,無需實流校準,即可投用,在流量傳感器中也是唯一的;

2.結(jié)構(gòu)易于復(fù)制,簡單、牢固、性能穩(wěn)定可靠、價格低廉;

3.應(yīng)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(chǎn)過程的管徑、工作狀態(tài)(溫度、壓力)皆可以測量;

4.檢測件和差壓顯示儀表可分開不同廠家生產(chǎn),便與專業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。

(二)缺點:

1.測量的重復(fù)性、精確度在流量傳感器中屬于中等水平,由于眾多因素的影響錯綜復(fù)雜,精確度難于提高;

2.范圍度窄,由于流量系數(shù)與雷諾數(shù)有關(guān),一般范圍度僅3∶1~4∶1;

3.有較長的直管段長度要求,一般難于滿足。尤其對較大管徑,問題更加突出;

4.壓力損失大;

5.孔板以內(nèi)孔銳角線來保證精度,因此傳感器對腐蝕、磨損、結(jié)垢、臟污敏感,長期使用精度難以保證,需每年拆下強檢一次;

6.采用法蘭連接,易產(chǎn)生跑、冒、滴、漏問題,大大增加了維護工作量。

二、容積式流量計

容積式流量計,又稱定排量流量計,簡稱PD流量計,在流量儀表中是精度較高的一類。它利用機械測量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個已知的體積部分,根據(jù)測量室逐次重復(fù)地充滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來測量流體體積總量。

容積式流量計按其測量元件分類,可分為橢圓齒輪流量計、刮板流量計、雙轉(zhuǎn)子流量計、旋轉(zhuǎn)活塞流量計、往復(fù)活塞流量計、圓盤流量計、液封轉(zhuǎn)筒式流量計、濕式氣量計及膜式氣量計等。

(一)優(yōu)點:

1.計量精度高;

2.安裝管道條件對計量精度沒有影響;

3.可用于高粘度液體的測量;

4.范圍度寬;

5.直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計,總量,清晰明了,操作簡便。

(二)缺點:

1.結(jié)構(gòu)復(fù)雜,體積龐大;

2.被測介質(zhì)種類、口徑、介質(zhì)工作狀態(tài)局限性較大;

3.不適用于高、低溫場合;

4.大部分儀表只適用于潔凈單相流體;

5.產(chǎn)生噪聲及振動。

三、文丘里流量計

新一代差壓式流量測量儀表,其基本測量原理是以能量守恒定律——伯努力方程和流動連續(xù)性方程為基礎(chǔ)的流量測量方法。內(nèi)文丘里管由一圓形測量管和置入測量管內(nèi)并與測量管同軸的特型芯體所構(gòu)成。特型芯體的徑向外表面具有與經(jīng)典文丘里管內(nèi)表面相似的幾何廓形,并與測量管內(nèi)表面之間構(gòu)成一個異徑環(huán)形過流縫隙。流體流經(jīng)內(nèi)文丘里管的節(jié)流過程同流體流經(jīng)經(jīng)典文丘里管、環(huán)形孔板的節(jié)流過程基本相似。

內(nèi)文丘里管的這種結(jié)構(gòu)特點,使之在使用過程中不存在類似孔板節(jié)流件的銳緣磨蝕與積污問題,并能對節(jié)流前管內(nèi)流體速度分布梯度及可能存在的各種非軸對稱速度分布進行有效的流動調(diào)整(整流),從而實現(xiàn)了高精確度與高穩(wěn)定性的流量測量。

(一)優(yōu)點:

如果能完全按照ASME標準精確制造,測量精度也可以達到 0.5%, 但是國產(chǎn)文丘里由于其制造技術(shù)問題, 精度很難保證, 國內(nèi)老資格的技術(shù)力量雄厚的開封儀表廠也只能保證4% 測量精度,對于超超臨界發(fā)電的工況,這種喉管處的均壓環(huán)在高溫高壓下使用是一個很危險的環(huán)節(jié),不采用均壓環(huán),就不符合ASNE ISO5167標準,測量精度就無法保證,這是高壓經(jīng)典式文丘里制造中的一個矛盾。

(二)缺點:

喉管和進口/出口一樣材質(zhì),流體對喉管的沖刷和磨損嚴重,無法保證長期測量精度。結(jié)構(gòu)長度必須按ISO-5167規(guī)定制造, 否則就達不到所需精度, 由于ISO-5167對經(jīng)典文丘里的嚴格結(jié)構(gòu)規(guī)定, 使得它的流量測量范圍最大/最小流量比很小, 一般在 3–5 之間. 很難滿足流量變化幅度大的流量測量.

四、節(jié)流流量計

在氣體的流動管道上裝有一個節(jié)流裝置,其內(nèi)裝有一個孔板,中心開有一個圓孔,其孔徑比管道內(nèi)徑小,在孔板前燃氣穩(wěn)定的向前流動,氣體流過孔板時由于孔徑變小,截面積收縮,使穩(wěn)定流動狀態(tài)被打亂,因而流速將發(fā)生變化,速度加快,氣體的靜壓隨之降低,于是在孔板前后產(chǎn)生壓力降落,即差壓(孔板前截面大的地方壓力大,通過孔板截面小的地方壓力小)。差壓的大小和氣體流量有確定的數(shù)值關(guān)系,即流量大時,差壓就大,流量小時,差壓就小。流量與差壓的平方根成正比。

節(jié)流式流量計是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件產(chǎn)生的差壓,已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。

節(jié)流式流量計是一種典型的差壓式流量計是目前工業(yè)生產(chǎn)中用來測量氣體、液體和蒸氣流量的常用的一種流量儀表。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計,在煉鋼廠、煉油廠等工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中所使用的流量計有(70—80)%左右是節(jié)流式流量計。在整個工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中,節(jié)流式流量計也占流量儀表總數(shù)的一半以上。

(一)優(yōu)點:

1.結(jié)構(gòu)簡單,安裝方便,工作可靠,成本低,又具有一定準確度.能滿足工程測量的需要。

2.有很長的使用歷史,有豐富的、可靠的實驗數(shù)據(jù),設(shè)計加工已經(jīng)標準化。




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