孔板流量計在蒸汽計量中的應用

白一海　魏巍　劉永波　仝立遠

摘要本文介紹了孔板流量計的工作原理及組成，并且闡述了各組成部分的作用及特點。分析了流體的基本實用質量流量方程。并以絕對壓力的飽和蒸汽為例，敘述了孔板流量計的安裝方法與注意事項及一般的維護知識和孔板流量計對蒸汽計量的特點。

關鍵詞孔板流量計蒸汽計量

中圖分類號：TQ056 文獻標識碼：A

0引言

隨著我國大中型企業的不斷深化改革，企業內部各分廠（車間）的經濟效益獨立核算。蒸汽計量工作已被越來越多的企業所重視，蒸汽計量關系到能源水泵的統計和考核，直接關系到產汽單位和用汽單位的經濟效益。由于差壓流量計結構簡單、通用性強、使用壽命長、信號便于遠傳等特點，已被廣泛應用。

1孔板流量計的測量原理及組成

1.1測量原理

管線里充滿的流體沿直線節流裝置，流束將在節流件處收縮，使流速加快，靜壓力降低，導致節流件前后產生差壓。流速增大，差壓也隨之增大，因此，通過測量差壓，可以確定流量。

1.2組成

孔板流量計由節流裝置、引壓導管、三閥組、差壓變送器和二次儀表組成。

1.2.1節流裝置

節流裝置由節流和取壓裝置構成。標準節流件有三種類型，即：孔板、噴嘴、文丘利管。其中流體流過孔板所產生的壓力損失最大，且孔板具有制造簡單、適用性廣、使用壽命長等特點，工業生產中廣泛采用標準孔板。

1.2.2差壓變送器

差壓變送器是孔板流量計中的重要組成部分，它將節流裝置的差壓信號轉變成電流信號，以便于二次儀表處理和運算。

1.2.3顯示儀表

顯示儀表將有效期壓變送氣產生的標準電流信號及其它裝置產生的補償信號進行開方并積算，顯示瞬時流量、累計流量及其它參量。

2孔板流量計選用、安裝和維護

2.1選用

（1）孔板的計算、加工一般委托儀表廠進行，而孔板的準確參數必須由計量部門提供。主要參數包括：測量介質的最大流量、測量介質的最小流量、平均表壓力、平均溫度、平均大氣壓、管道內徑、管道材質、測量介質黏度、測量介質的水份以及管道安裝方式等10項。

（2）差壓變送器及壓力變送器等在訂購時應注意如下三點：

①測程必須與孔板的最大差壓一致，或可調至孔板的最大差壓。

②輸出信號必須是0～10mA或4～20mA標準信號，以便于與顯示儀表配合使用。

③對于需要溫度、壓力補償的測量介質一定要配備溫度測量儀表和壓力測量儀表。

（3）應注意顯示儀表和信號測量儀表配合使用。

2.2安裝

（1）孔板安裝時其“+”號應向著流束。對于未標“+”、“-”符號的孔板，安裝時應注意孔板上的倒角在出氣的一邊。

（2）孔板上、下游側應有足夠長的直管段，通常，前直管段長10D，后直管段長5D（D為管道直徑），否則，會產生很大誤差。

（3）導壓管應垂直或傾斜敷設，傾斜度不得小于1：12，導壓管長度應盡量短，以減少壓力損失，走絲不能太小，以減少摩擦損失。

（4）安裝時應注意與測量登記表配套的三閥組的方向，特別對于那些未標明安裝方向或高、低壓閥手柄裝反的更應仔細檢查，以免給高度帶來不應有的麻煩。

2.3維護

（1）差壓變送器維護保養時，應正確操作位于它上部的三閥組，以避免壓力單相過載沖擊變送器的測量元件。

（2）對于孔板、導壓系統及前后管道應定期排污。

（3）當工作條件改變或孔板開孔直角入口邊緣的銳利度和垂直度、孔板端面平行度、光潔度等參數超差時，應及時對孔板進行修正和予以更換。

（4）當變送器因誤操作，而受到單向工作壓力時，應盡快使高低壓室無壓力，并調整零點，使輸出電流變化不大于0.1mA。

（5）差壓變送器容室“O”形密封圈拆裝時，必須清除密封槽內垃圾，并用洗滌劑潤滑。

因該水蒸汽是過熱蒸汽，故應進行壓力溫度補償，目前智能型儀表對流體密度采用兩種不同方法，有的儀表是預先給定的密度值，再通過所測得的溫度，有些儀表在軟件中采用查表法或補償法得到每一瞬間的液體密度值，此準確度高，鑒于此兩種情況，我廠選用的二次儀表為羅斯蒙特廠生產的智能型儀表通用（壓力、溫度補償）。

該孔板式流量計投入運行后，二次儀表運行穩定，數據可靠，對生產工藝中用氣量的合理控制起到了重要作用，為節能降耗、增產提供了方便的條件。

3孔板流量計測量蒸汽的效果

水蒸汽是過熱蒸汽，故應進行壓力溫度補償，目前智能型儀表對流體密度采用兩種不同方法，有的儀表是預先給定的密度值，再通過所測得的溫度，有些儀表在軟件中采用查表法或補償法得到每一瞬間的液體密度值，此準確度高，鑒于此兩種情況，我廠選用的二次儀表為羅斯蒙特廠生產的智能型儀表通用（壓力、溫度補償）。

孔板流量計標準節流件是全世界通用的，并得到了國際標準組織的認可，無需實流校準，即可投用，在流量計中亦是唯一的。結構易于復制，簡單、牢固、性能穩定可靠、價格低廉；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)皆有產品。檢測件和差壓顯示儀表可分開不同廠家生產，便與專業化規模生產。

4總結

在流量測量中，孔板式流量計具有結構簡單、使用壽命長及價格低等優點，使板式流量計得到了普遍的應用，盡管在不同的情況下存在測量精度不高的現象，但在使用中如果注意滿足孔板式流量計的使用條件和適用范圍，孔板式流量計仍能達到?.5%的精度，目前仍然是一種較好的計量器具。

參考文獻

[1]杜維,樂嘉華.化工檢測技術及顯示儀表[M].杭州:浙江大學出版社,2005.

[2]解懷仁,楊彬彥.石油化工儀表控制系統[M].北京:中國石化出版社,2004.