摘要:能源(yuan)計量是關(guan)于制藥企(qi)業節能降(jiàng)耗降成本(běn)的重要環(huán)節,一般采(cai)用孔闆流(liu)量計
進行(háng)流體計量(liang)。介紹了孔(kong)闆流量計(ji)的工作原(yuán)理、影㊙️響流(liú)量計精度(du)的因素等(deng),提出盡管(guǎn)孔闆流量(liàng)計精度較(jiào)低、維👈護繁(fan)瑣,但随着(zhe)電子技術(shù)的發展及(jí)新标😍準的(de)實🔞施,使其(qí)使用性能(neng)得到了改(gai)善,故其仍(réng)将在流量(liàng)計量中占(zhan)居重要位(wèi)置。
能源品(pǐn)種主要有(you)蒸汽、自來(lái)水、N2、壓縮空(kōng)氣、循環水(shuǐ)、7 ℃水、-5 ℃水等,能(néng)源計量問(wèn)題一直是(shi)公司節能(neng)降耗降成(cheng)本☎️的一件(jiàn)大✏️事。公司(sī)計量設施(shi)以前主要(yào)采用節流(liu)孔闆進行(hang)流體計量(liàng)。孔闆流量(liàng)計因其簡(jian)單牢固、性(xìng)能穩定可(ke)靠、使用壽(shòu)命長、價格(ge)低廉等優(you)點被廣泛(fan)使🛀🏻用,但也(yě)存在測量(liàng)範圍窄、測(cè)量上限和(hé)測量下限(xiàn)之比一般(bān)僅3∶1~4∶1、壓力損(sun)失大、對于(yu)低壓力的(de)自産壓縮(suo)空氣測量(liang)影響較大(da)、低壓力流(liú)體測量信(xin)号弱、測量(liàng)誤差大、現(xian)場安裝條(tiáo)件要求較(jiào)高、孔闆前(qian)後易堵塞(sāi)等不足,從(cóng)而嚴重影(yǐng)響其測量(liàng)精度。
實際(jì)生産中,如(ru)果不能停(ting)産,則無法(fa)進行
孔闆(pan)安裝和維(wei)護
,工業流(liú)量測量普(pǔ)遍存在着(zhe)大管徑、大(da)流量測量(liàng)的困難,并(bìng)存在制造(zào)、運輸和安(an)裝上的困(kun)難,也使造(zào)價增加、能(néng)損🔞加大,于(yu)是👌我們引(yǐn)入了能便(biàn)于在線安(an)裝、維護的(de)插入式渦(wo)街流量計(ji)、電磁流量(liang)計、超聲波(bo)流👌量計等(děng)。但由于孔(kong)闆🥰流量計(ji)的使用具(ju)有🎯普遍性(xìng)和長久性(xing),因此有必(bi)要探讨其(qi)被繼續使(shǐ)🍉用的可行(hang)性。
1孔闆差(cha)壓流量計(ji)工作原理(li)和特點
孔(kǒng)闆式差壓(yā)式流量計(ji)
是根據安(ān)裝于管道(dào)中節流件(jiàn)(孔闆)産生(sheng)的差壓、已(yi)知的✌️流體(ti)條㊙️件、孔闆(pǎn)和管道的(de)幾何尺寸(cùn)來測量流(liu)量的🈲儀表(biao)。充滿😍管道(dao)的流體,當(dāng)它流經管(guan)道内的孔(kong)闆時,流速(sù)将在孔闆(pǎn)處形成局(jú)部收縮,因(yīn)而流速增(zēng)加、靜壓力(li)降低,于是(shì)在孔闆前(qián)後便産生(sheng)✔️了壓差。流(liu)體流量愈(yù)大,産生的(de)壓差愈大(da),這樣依🌈據(jù)壓差就知(zhi)流量的大(da)小。這種測(ce)量方法是(shi)以流動連(lián)續性🍓方程(chéng)🌐和伯努利(lì)方程爲基(ji)礎的,數學(xue)表達式爲(wei):
式中
Qm———質量(liang)流量,kg/s;
Qv———容量(liang)流量,m3/s;
d———流體(ti)流量系數(shu);
ρ1———孔闆 上、下(xia) 遊 側 取 壓(yā) 處 流 體 密(mi) 度,kg/m3;
Ad———孔闆在(zai)工作狀态(tài)下的開孔(kong)面積,m2;
Δp———孔闆(pǎn)上、下遊側(cè)規定的取(qǔ)孔位置上(shang)所測得的(de) 靜 壓 力🆚 差(chà),kgf/m2(1kgf/m2=18.0665kPa);
ε———流體流速(sù)膨脹系數(shù)。對不可壓(ya)縮流體,ε=1;對(dui)可壓縮流(liu)體,ε<1。
當節流(liú)裝置制作(zuo)成後,一些(xiē)參數就确(que)定了,上式(shì)可❤️以表達(da)🐇爲:
式中
K———綜(zong)合系數,定(dìng)值;
Δp———孔闆上(shàng)、下遊側規(gui)定的取孔(kǒng)位置上所(suo)測得的靜(jing)壓力差㊙️,kgf/m2。
孔(kong)闆流量計(jì)的主要特(tè)點爲結構(gou)易于複制(zhi)、簡單牢🔅固(gù)、性能穩定(dìng)可靠、使用(yong)期限長、價(jià)格低廉等(deng),整套流量(liang)計由孔闆(pǎn)、
差壓變送(sòng)器
和流量(liang)顯示儀(或(huò)計算機系(xi)統)組成,如(ru)有需要還(hai)可☎️增加壓(yā)力和溫度(du)的測量部(bù)分。它們可(ke)以由不同(tóng)廠家生🔞産(chan),這樣易于(yu)形成規模(mo)生産,經濟(ji)效益高,各(gè)部分組合(he)非常靈活(huó),目前推出(chu)的
一體化(hua)孔闆流量(liàng)計
,亦 可分(fèn)開 生産,再(zai)靈活組裝(zhuāng)。
2流量計的(de)精度
目前(qian),有用于不(bu)同目的的(de)各種流量(liàng)測量儀表(biao),其計量是(shi)否❄️準确受(shou)到人們的(de)普遍重視(shi)。流量計的(de)精度是由(yóu)☎️其結構、測(ce)量原理、被(bei)測流體的(de)性質、使用(yong)環境條件(jian)和制造工(gōng)🌈藝水平等(deng)決定的。但(dan)是在檢定(dìng)過程中以(yi)及在使用(yòng)過程中的(de)許多客觀(guān)因素也會(huì)影響流量(liàng)計的精度(dù)複現,甚至(zhì)😘大大降低(di)流量計的(de)精度🐉,影響(xiǎng)流量計🔱的(de)正常使用(yòng),偏離選擇(ze)的初衷。主(zhu)要的影響(xiang)因素有以(yǐ)下🏃♀️幾點。
2.1流(liú)量标準裝(zhuang)置的實際(ji)使用精度(du)
流量計在(zài)各種情況(kuang)下的檢定(ding),都必須用(yòng)合适的流(liú)量标⭐準裝(zhuāng)置。檢定用(yong)的流量标(biāo)準裝置的(de)實際使用(yong)精度要高(gāo)🔞于流量計(jì)的精度,對(dui)于送檢儀(yi)表,需詢問(wen)檢定用設(shè)備、方法和(he)精度是否(fǒu)滿足需求(qiú)。
2.2被測流體(ti)的流動狀(zhuàng)況
在管道(dao)中或開口(kǒu)渠中流動(dòng)的流體,有(you)不同的流(liu)動狀況👅,例(li)如層流、紊(wěn)流、脈動流(liú)、不均勻流(liú)等。特别是(shì)利用伯努(nu)利定理研(yan)制的流📧量(liàng)計,要求是(shi)定常的流(liu)動,并且流(liú)速分布均(jun1)勻,例如孔(kong)闆流量計(ji)。如果管道(dao)中有障礙(ai)物♊,則會引(yǐn)起流動的(de)劇烈變化(huà),導緻流量(liang)計測量結(jie)果産生不(bú)可忽視的(de)誤差。流量(liàng)🐆計在安裝(zhuang)時🏃♂️,直管段(duan)要求一🙇🏻般(ban)是前10後5,并(bing)且要求盡(jìn)量減少彎(wān)管、閥門等(děng)的使用。
2.3被(bei)測介質的(de)物理性質(zhi)
截至目前(qian),每一種流(liu)量計都是(shì)在實際的(de)特定條件(jiàn)下㊙️正🌐常使(shǐ)用♍的,沒有(you)一種流量(liang)計可以在(zài)任何條件(jian)下測量任(ren)♈何介質的(de)流量。流量(liàng)測量是比(bi)較複雜的(de)測量,孔🏃♂️闆(pǎn)流量計測(cè)量🏃♀️流量時(shi),不宜測量(liang)粘度大的(de)流體流量(liàng)👨❤️👨,測量蒸汽(qi)👨❤️👨時,要把壓(yā)力和溫度(du)信号實時(shi)采集到流(liu)量表中進(jìn)行修正。超(chao)聲波流量(liang)計不能測(cè)量氣體,在(zai)測量的流(liú)體中含有(you)較大、較多(duo)固體顆粒(li)時,将大大(da)影響測量(liàng)精度。所以(yi)當流量計(ji)出現精度(dù)下降時,應(ying)注意被測(ce)流體的物(wu)理性質是(shì)否有了改(gai)變。
2.4正确安(ān)裝和使用(yòng)流量計
許(xǔ)多流量計(ji)的安裝和(he)使用是同(tong)它的測量(liàng)精度密👌切(qie)相關的,特(te)🍓别是那些(xie)檢測元件(jiàn)直接位于(yu)流動流體(ti)中的流❓量(liàng)計。若孔闆(pan)流🔱量計中(zhōng)的孔闆與(yǔ)管道的同(tong)心度不好(hao),則會産生(shēng)誤差,嚴重(zhòng)時誤差可(ke)達100%。所以,根(gen)據對安裝(zhuang)條件要求(qiu)的程度不(bu)同,對各種(zhong)流量計❤️必(bì)須嚴格區(qu)💋分對待,隻(zhī)有遵照安(an)裝條件來(lái)安裝,才能(néng)保證流量(liàng)計的測量(liang)精度。
孔闆(pǎn)流量計精(jing)度爲0.5級、1級(ji),而實際使(shǐ)用中的精(jīng)度爲 1.5 或 2。孔(kong)闆受🍉前後(hòu)直管段影(yǐng)響比較大(dà),另外對于(yú)安裝要求(qiú)也比較高(gāo),還要注意(yi)量程比不(bu)要太大(一(yi)般爲 3∶1)。由于(yu)影響孔闆(pǎn)流量計測(cè)量精度的(de)根本原因(yīn)是節流裝(zhuāng)置的幾何(hé)形狀和流(liu)動動态是(shi)否偏離設(shè)計标✊準,因(yīn)此在使用(yong)過程中必(bi)須定期做(zuò)好系統的(de)檢定、維護(hu)工作,對于(yu)實際使用(yong)中的壓力(li)、溫度等工(gōng)況參數的(de)變化,應進(jin)行及時修(xiu)🧡正。可采用(yong)全補償的(de)流量積算(suàn)儀的積算(suan)方案,以減(jian)少計量誤(wu)差,确保計(jì)量精⚽度。孔(kǒng)闆流量計(ji)是一種從(cóng)設計、制造(zao)到安裝使(shi)用要求很(hěn)嚴格的儀(yi)表,任何一(yi)個環節的(de)失誤都會(huì)産生☁️很大(dà)的誤差,因(yīn)此,如果嚴(yán) 格遵循标(biāo) 準規定,它(ta)的精确測(ce)量是有保(bǎo)證的。孔闆(pǎn)流量計的(de)重複性與(yǔ)其他流量(liang)計(
渦街流(liu)量計
、
超聲(shēng)流量計
、
電(dian)磁流量計(jì)
)相比要低(dī),其原因爲(wèi)輸出信号(hào)爲模拟值(zhí)易受幹擾(rǎo),尤🏃♂️其差壓(ya)引壓管線(xian)這一環節(jiē)易使信号(hào)産生幹擾(rǎo)波動,正是(shì)由于重複(fú)性不㊙️高,所(suo)以影響到(dào)其精确度(du)的提高。
3孔(kong)闆流量計(jì)的應用特(te)點
孔闆流(liu)量計是應(ying)用曆史悠(yōu)久、實踐經(jīng)驗豐富成(chéng)熟、标準規(gui)範🐇完✏️善、品(pǐn)種規格齊(qi)全的一類(lei)流量計,20世(shì)紀50年代以(yǐ)前 它可能(neng)是唯一的(de) 天然氣流(liú)量計。70~80年代(dai)藥廠普遍(bian)采用了孔(kong)闆流量計(ji),測量的介(jiè)質有液體(tǐ)、氣體、蒸汽(qì),溶媒、物料(liao)等。雖然已(yi)出現許多(duo)他其它形(xing)式👈的流量(liang)計(電磁、超(chāo)聲波、渦街(jie)等流量計(ji)),但這些流(liu)量計無法(fa)測量有些(xiē)場所的介(jie)質。如電廠(chǎng)供給用戶(hù)的蒸汽,計(jì)量都采用(yong)孔闆流🛀🏻量(liang)計,其原因(yīn)主要是孔(kong)闆流量計(ji)性能穩定(ding)可靠,有完(wán)善的檢定(ding)标準和規(gui)範,如有計(jì)量貿易糾(jiū)紛,可在不(bú)停産的情(qing)況下由第(dì)三方計量(liang)機構依國(guo)家檢定 規(gui)程到現場(chǎng)進行檢測(cè),且其是按(àn)照國标生(shēng)産的,在使(shǐ)用中出問(wen)題的幾率(lǜ)很小。因此(cǐ)一般隻對(duì)孔闆流量(liang)計的差壓(yā)變送器、壓(ya)力🐅變送器(qi)、流量積算(suàn)儀等檢定(dìng),數據💚具有(you)權威性。但(dàn)若使用電(diàn)磁、超聲波(bo)、渦街等流(liú)量計,就要(yào)拆卸下來(lái)送到相關(guān)部門在線(xiàn)檢測,脫離(lí)實際使用(yòng)💁現場,可信(xin)度大大降(jiàng)低。
由于孔(kǒng)闆流量計(ji)的節流裝(zhuāng)置(孔闆)是(shì)依照國家(jia)标準生産(chan)的,國家标(biāo)準 GB2624—2006《流量測(cè)量節流裝(zhuang)置的設計(jì)安♌裝和使(shǐ)用》中的産(chǎn)品規格在(zai) DN20~3000mm之間,因此(cǐ),買賣雙方(fāng)已認可加(jia)♊工孔闆數(shù)據,可不進(jìn)行标定。
孔(kǒng)闆流量計(jì)的使用年(nian)限一般爲(wèi)10~15a。華勝有限(xian)公司1995年☁️安(ān)裝的10餘套(tào)孔闆(孔闆(pǎn)口徑在DN50~400之(zhi)間)現仍在(zai)使用,其中(zhōng)有 2 套用于(yú)自來水的(de)流🛀量測量(liàng),因長時間(jian)使用造🌂成(chéng)了孔闆高(gāo)低壓側堵(du)塞,但在停(tíng)水後拆下(xia)清理後,測(ce)量孔闆各(ge)項參數均(jun1)合格,可繼(ji)續使用。而(ér)配套使用(yong)的差壓變(bian)送器、流量(liàng)積算儀等(deng)電子儀表(biao)損壞很💯多(duo),壽命僅爲(wei)5~10a。超聲波流(liú)量計隻能(neng)用在測量(liang)液體上,使(shi)用壽命爲(wèi) 5~10a,但因它可(ke)以💋在線安(ān)裝,在連續(xu)生産且要(yao)求不高的(de)場合用的(de)比較多,價(jia)格上在大(dà)口徑流量(liàng)測量上有(yǒu)優勢;而在(zai)部分蒸🔞汽(qi)流量上使(shi)用🤟渦街流(liú)量計,現場(chǎng)蒸汽管道(dao)振動很大(da),對測量😄産(chǎn)生很大👄的(de)影響,不用(yòng)蒸汽時也(ye)有流量顯(xian)示,隻能通(tong)過調整🤩流(liú)量計設置(zhi)和增加小(xiao)信🛀🏻号切除(chú)來振動幹(gàn)擾,由此增(zēng)加了測量(liàng)的不準确(què)性。
隻有對(dui)孔闆流量(liàng)計按規範(fan)每年做好(hao)檢定、維護(hu),定期排污(wu)檢⚽查,才能(néng)長期準确(què)使用。而對(dui)于電磁流(liú)量計、超聲(shēng)波流量計(jì)、渦街流量(liàng)計,裝上後(hòu)就不用定(ding)期檢測,直(zhí)到使用者(zhe)反映流量(liàng)測量不準(zhǔn)确才用現(xian)場檢查及(jí)處理。
4孔闆(pan)流量計的(de)發展
針對(dui)孔闆流量(liàng)計精度較(jiào)低,維護繁(fán)瑣,近年國(guó)内生産🤞廠(chang)推出一📱系(xì)列改進辦(bàn)法,如采用(yòng)一體式差(cha)壓流量計(jì),把差壓變(bian)送器、孔闆(pan)🌈做到一起(qi),甚至把壓(yā)力和溫度(dù)補償都做(zuo)到一起♍,以(yǐ)提高量程(cheng)比到1∶10,來減(jian)少引壓管(guan)對測量的(de)影響,從而(ér)減少維護(hu)量。
随着電(diàn)子技術的(de)發展,孔闆(pǎn)流量計中(zhōng)的差壓變(biàn)送器和流(liu)量顯💛示儀(yi)有了突出(chū)的進展,随(sui)着新标準(zhun)的制定、推(tui)出,預計❌今(jin)後孔闆流(liu)量計仍将(jiang)在流量計(jì)量中占居(ju)重要的位(wei)置。
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