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簡易孔板流量計在生產(chǎn)中的應(yīng)用 孔板流量計技術(shù)指標(biāo)

時間：2020-07-30    來源：儀多多儀器網(wǎng)    作者：儀多多商城     
摘 要： 本文主要介紹了簡易孔板差壓流量計在PVC生產(chǎn)中的應(yīng)用，詳細(xì)介紹了依據(jù)孔板前后壓差、孔板通徑等參數(shù)核算孔板流量的簡單方法，并分析了影響孔板流量準(zhǔn)確性的因素及制作安裝時應(yīng)該注意的一些問題。
關(guān)鍵字： 孔板 流量 轉(zhuǎn)化器 溫度 測量精度

1 氯乙烯合成簡要流程

經(jīng)過干燥的乙炔氣體與氯化氫氣體通過一定的配比（1：1.05～1.1）混合后經(jīng)過預(yù)熱器預(yù)熱，進(jìn)入串聯(lián)的第一組轉(zhuǎn)化器，乙炔和氯化氫的混合氣借轉(zhuǎn)化器列管中吸附于活性炭上的升汞催化劑，使乙炔和氯化氫合成轉(zhuǎn)化為氯乙烯，第一組轉(zhuǎn)化器中未反應(yīng)的混合氣再進(jìn)入第二組繼續(xù)反應(yīng)，第二組轉(zhuǎn)化器填裝活性高的新催化劑，合成反應(yīng)的熱量，由循環(huán)熱水移走。

2 氯化汞消耗原因分析

1）活性炭載體強(qiáng)度低，氯化汞隨破碎活性碳流失；2）原料氣不純將氯化汞還原為氯化亞汞和金屬汞等幾方面；3）轉(zhuǎn)化器內(nèi)反應(yīng)溫度高，氯化汞升華流失；4）單臺轉(zhuǎn)化器混合氣流量開的大，新裝觸媒轉(zhuǎn)化器，主要從控制轉(zhuǎn)化器混合氣流量進(jìn)行說明。

影響轉(zhuǎn)化器觸媒使用壽命的重要因素是單臺轉(zhuǎn)化器通入的混合氣流量的大小，單臺轉(zhuǎn)化器混合氣流量不易開的過大，尤其是前期開得過大是導(dǎo)致觸媒快速失活的一個較為重要的因素，目前大多企業(yè)在轉(zhuǎn)化器上沒有安裝流量計來監(jiān)控流量，通氣量的大小靠閥門開度人為調(diào)節(jié)，由于新裝觸媒在二組轉(zhuǎn)化器上使用時間較長且轉(zhuǎn)化器進(jìn)氣管線管徑大都在DN150以上，憑經(jīng)驗調(diào)節(jié)閥門開度存在很大的隨意性和不確定性，但如果購買流量計一個就要近萬元，按一套10萬噸產(chǎn)能的PVC生產(chǎn)裝置算，需配置至少40個流量計，這不但造成了很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，并且對流量計的日常維護(hù)也需要耗不少人力物力，由于轉(zhuǎn)化器混合氣流量測量不需要很精確，可以通過自制孔板差壓流量計來解決這一問題。

3 孔板差壓流量計工作原理

孔板式差壓式流量計是根據(jù)安裝于管道中流量檢測孔板產(chǎn)生的差壓、已知的流體條件和檢測孔板與管道的幾何尺寸來測量流量的儀表。充滿管道的流體，當(dāng)它流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時，流速將在節(jié)流件處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓差。流體流量愈大，產(chǎn)生的壓差愈大，這樣可依據(jù)壓差來衡量流量的大小。這種測量方法是以流動連續(xù)性方程和伯努利方程為基礎(chǔ)的。

3.1 核算依據(jù)

依據(jù)孔板流量計核算公式為計算公式：

式中：Q表示孔板流量，單位：Nm3/h；α表示流量系數(shù)：0.738（專業(yè)孔板設(shè)計廠家提供）

ε表示流束膨脹系數(shù)：0.997870d為孔板開孔直徑，單位mm；
△p為孔板前后壓差，單位為Pa；

要算出Q，需要知道混合氣密度ρ，算混合氣密度先依據(jù)公式ρ=m/V已1摩爾混合氣為基本單位算出

依據(jù)公式：PV=nRT 算出1摩爾混合氣體積：

P為混合氣孔板前壓力，單位為Pa；
N為混合氣摩爾數(shù)此處取值1摩爾；
R為氣體常量：8.314J/mol·k
T為混合氣進(jìn)口溫度，單位K；

將以上數(shù)據(jù)帶入公式可算得體積V，單位m3

混合氣的平均分子量，可由檢測混合氣體的成份得出；混合氣體的平均分子量等于各分氣體分子量乘以此氣體在混合其中所占的比例：M平均=M1×A1%+M2×A2%+M3×A3%

3.2 核算舉例

已知條件：混合氣進(jìn)氣溫度：70℃；孔板通徑：57.5mm；孔板前壓力19.7KPa，孔板后壓力16.3Kpa；混合氣體積成份為：一組出口含乙炔：22.5％，含氯化氫：22.8％；含VC：51％，惰性氣體3.7％。

核算：

△p為孔板前后壓差：19800-16400=3400pa

將以上數(shù)據(jù)帶入公式得：

依據(jù)公式：PV=nRT算出1摩爾混合氣體積：

P為混合氣孔板前壓力，此處取值121Kpa；
N為混合氣摩爾數(shù)此處取值1摩爾；
T為混合氣進(jìn)口溫度，測得70℃左右；（343K）

數(shù)據(jù)帶入公式得：

121×V=1×8.314×343

V=23.57m3

一組出口含乙炔：22.5％，含氯化氫：22.8％；含VC：51％，惰性氣體占3.5％左右；

1摩爾混合氣的平均分子量；為：

以下是廠家依據(jù)筆者提供的生產(chǎn)現(xiàn)場相關(guān)參數(shù)信息制作的標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計壓差與流量的對應(yīng)關(guān)系式，自制孔板通徑與標(biāo)準(zhǔn)孔板開孔通徑一致：

從表1中可看出：孔板壓差在3458Pa時，孔板流量計顯示流量為455.50m3/h

通過公式核算出的數(shù)據(jù)為421.5m3/h

偏差率為：（455－421）/455＝7.5％

在流量準(zhǔn)確性要求不高的轉(zhuǎn)化器上使用完全可以滿足生產(chǎn)需要。

3.3 影響孔板測量精度的因素分析

板制作及安裝精度：孔板流量計選材制作要嚴(yán)格，制作孔板要求前端面不容許有明顯劃痕，前后端面平行，出口邊緣無毛刺，其開孔斜面頃角在30～45℃之間，孔板開孔直徑的加工要非常精確，孔板前、后的取壓孔盡可能的等距靠近孔板，引壓管線不易太長，正確的取壓孔及引壓管線的制造、安裝及使用是保證獲得真實差壓值的關(guān)鍵，只有加強(qiáng)制造及安裝的規(guī)范化工作才能達(dá)到目的。

混合氣溫度及成份變化：混合氣體溫度及轉(zhuǎn)化率變化都會對孔板的測量準(zhǔn)確度照成影響，所以日常生產(chǎn)中盡量保證生產(chǎn)運(yùn)行平穩(wěn)，轉(zhuǎn)化率穩(wěn)定。

4 結(jié)束語

通過近一年來的現(xiàn)場使用驗證，自制孔板流量計完全可以滿足生產(chǎn)需要，且日常檢測非常方便、快捷，為崗位人員科學(xué)調(diào)整轉(zhuǎn)化器流量提供了依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)，并為企業(yè)節(jié)約了采購流量計的費用，省去了日常的維護(hù)、修理工作，在pvc行業(yè)中有很大的使用空間。

參考文獻(xiàn)
[1]劉欣榮編著.流量計．第二版.北京：水利電力出版社，1990
[2]翟秀貞等編著.差壓型流量計.北京：中國計量出版社，1995
[3]孫淮清，王建中編著.流量測量節(jié)流裝置設(shè)計手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000
[4]姜仁杰主編，儀表維修工.化學(xué)工業(yè)出版社 1993
孔板流量計的誤差與修正原因

　　在孔板流量計使用階段，其工藝管道需要多次的吹掃，就要頻繁拆裝孔板流量計。若是孔板尺寸是一樣，稍不注意就會出現(xiàn)差錯，調(diào)換孔板流量計就會出現(xiàn)正常現(xiàn)象?？装辶髁坑嫷纳舷掠蚊嫜b反，在安裝的時候要確定管道內(nèi)的介質(zhì)流向以及孔板流量計的方向，不然就會導(dǎo)致測量值有所偏低。是因為粗心而導(dǎo)致，在安裝孔板時，要使孔板流量計上標(biāo)有“+”的面處在流向的上游側(cè)。導(dǎo)壓管路的主要作用是用來傳遞孔板流量計所產(chǎn)生的差壓信號，導(dǎo)壓管的敷設(shè)長度應(yīng)該在3到20米之間的距離，導(dǎo)壓管如果太短，其流量計的流量測量波動就會變大；如果太長的話，就會產(chǎn)生測量滯后現(xiàn)象。

　　在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，大部分氣體測量都是采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流孔板流量計與差壓變送器來配套所使用，盡管差壓變送器的精度最高可以達(dá)到0.075，但是因為各方面的原因，其測量的誤差也是很大的，將差壓變送器所用在工業(yè)計量當(dāng)中使用時，這個問題會更加的明顯。所以在查找測量誤差所產(chǎn)生的原因與所克服的辦法，都是具有很重要的意義，孔板流量計主要是由導(dǎo)壓管、孔板、差壓變送器所組成的，孔板流量計的節(jié)流裝置元件會將介質(zhì)的流量轉(zhuǎn)換成差壓，差壓在經(jīng)過導(dǎo)壓管路傳遞所送到差壓變送器膜盒正負(fù)壓室，正負(fù)壓室的隔離膜片是通過硅油填充液將差壓傳遞給測量的膜片，可以使測量膜片左右偏移。

　　孔板流量計其上下游面會受損或是孔板法蘭墊片凸出管道內(nèi)，在運(yùn)輸孔板流量計或是在施工人員在安裝流量計的過程當(dāng)中，會造成上下游面受損壞或是法蘭墊凸出管道，會致使流量計有測量的誤差。施工人員在安裝孔板流量計之前應(yīng)該仔細(xì)檢查孔板片，若是發(fā)現(xiàn)孔板片上下游面受到損壞，應(yīng)該及時更換。標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計的設(shè)計是通過大量的實驗所得出，它不需要實際標(biāo)定就可以直接使用，孔板流量計在安裝過程當(dāng)中有可能會出現(xiàn)不規(guī)范甚至是錯誤的情況，從而就會導(dǎo)致流量計測量誤差的產(chǎn)生?？装辶髁坑嬈淝昂笾惫芏斡胁环弦蟮模昂笾惫芏问菫榱吮ＷC管道內(nèi)流體的流動穩(wěn)定，但是因為工藝管道上常常會有分叉、拐彎等阻力件的出現(xiàn)，會使流體因穩(wěn)定的現(xiàn)象變?yōu)閿_動，從而導(dǎo)致了其測量的誤差?？梢杂们昂笾惫芏我蠛侠淼脑O(shè)計節(jié)流裝置的安裝位置即可。

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孔板流量計 孔板流量計的誤差與修正原因_孔板流量計
孔板流量計的精度如何保證？

　　孔板流量計是測量流量的差壓發(fā)生裝置，配合各種差壓計或差壓變送器配套使用，可測量液體、蒸汽、氣體的流量，廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、輕工等部門。那么孔板流量計的精度如何保證？　　1、雷諾數(shù)修正，孔板流量計的流量系數(shù)和雷諾數(shù)之間有確定的關(guān)系，當(dāng)質(zhì)量流量變化時，雷諾數(shù)成正比變化，因而引起流量系數(shù)的變化。　　2、孔板流量計進(jìn)行逐臺標(biāo)定。大家都知道，標(biāo)準(zhǔn)孔板只要設(shè)計制造參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，不需要實流標(biāo)定就可以直接使用。因為流出系數(shù)可以直接由軟件算出，但是計算機(jī)計算畢竟的比較理想的，和現(xiàn)場環(huán)境還是有一定差別的，所以，為了保證測量精度，建議對每臺流量計進(jìn)行實流標(biāo)定，把標(biāo)定出的流出系數(shù)和計算結(jié)果進(jìn)行比對，算出差值，進(jìn)行修正?！　?、溫度對孔板流量計的影響及其修正，流體溫度變化引起密度的變化，從而導(dǎo)致差壓和流量之間的關(guān)系變化，其次，溫度變化引起管道內(nèi)徑，孔板開孔的變化，對溫度變化的修正，就是采取溫度儀表測量現(xiàn)場溫度進(jìn)而輸入到二次儀表中來修正溫度變化而導(dǎo)致的誤差。　　4、蒸汽質(zhì)量流量的計算，孔板流量計　　測量蒸汽時，先由差壓信號求得流量值，再由蒸汽溫度，壓力值查表得出密度，來計算蒸汽流量質(zhì)量。　　5、可膨脹性校正?？装辶髁坑嫓y量蒸汽，氣體流量時，必須進(jìn)行流體的可膨脹性校正，具體校正系數(shù)可以參照節(jié)流裝置設(shè)計手冊。

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