摘要(yao):能源計(ji)量是關(guan)于制藥(yào)企業節(jie)能降耗(hào)降成本(ben)的重要(yào)環節,一(yi)般采用(yòng)孔闆流(liú)量計
進(jin)行流體(ti)計量。介(jiè)紹了孔(kong)闆流量(liàng)計的工(gong)作原理(lǐ)、影響🙇♀️流(liú)量計精(jīng)度的因(yin)素等,提(ti)出盡管(guan)孔闆流(liu)量計精(jing)度較低(di)、維護繁(fán)瑣,但随(suí)着電子(zǐ)技術的(de)發展及(jí)新标準(zhǔn)的實🔞施(shi),使其使(shi)用性💯能(neng)得到🆚了(le)改善,故(gù)其仍将(jiāng)在流量(liàng)計量中(zhōng)占居重(zhòng)✨要位置(zhi)。
能源品(pǐn)種主要(yao)有蒸汽(qì)、自來水(shui)、N2、壓縮空(kong)氣、循環(huan)水、7 ℃水、-5 ℃水(shui)等✂️,能源(yuan)🤟計量問(wen)題一直(zhi)是公司(sī)節能降(jiàng)耗降成(chéng)本的一(yī)件大事(shì)。公司計(ji)量設施(shi)以前主(zhǔ)要采用(yòng)節流孔(kǒng)闆進行(hang)流體計(ji)量。孔闆(pan)流量計(ji)因其簡(jiǎn)單牢固(gu)、性能穩(wěn)定可靠(kào)、使用壽(shòu)命✊長、價(jià)格低廉(lián)等優點(dian)被廣泛(fan)使用,但(dan)也存在(zài)測量範(fan)圍窄、測(cè)量上限(xiàn)和測量(liang)下限之(zhi)🧡比一般(ban)僅3∶1~4∶1、壓💔力(lì)損失大(dà)、對于低(dī)壓力的(de)自産壓(ya)縮空氣(qì)測量影(ying)🈲響較大(da)、低壓力(lì)流體測(cè)量信号(hào)弱、測量(liang)誤差大(dà)、現場安(ān)裝條件(jiàn)要求較(jiao)高、孔闆(pǎn)前後易(yi)堵塞等(děng)不足,從(cong)而嚴重(zhòng)影響其(qi)測量精(jing)度。
實際(ji)生産中(zhong),如果不(bu)能停産(chan),則無法(fa)進行
孔(kong)闆安裝(zhuāng)和維護(hù)
,工業流(liú)量測量(liang)普遍存(cun)在着大(dà)管徑、大(da)流量測(cè)量的😄困(kun)☂️難,并存(cun)在制造(zao)、運輸和(he)安裝上(shang)的困難(nan),也使造(zào)價增加(jiā)、能損加(jiā)大♈,于是(shi)我們引(yin)入了能(neng)便于在(zài)線安裝(zhuāng)♈、維護的(de)插入式(shi)🈲渦街流(liu)量計、電(dian)磁流量(liàng)計、超聲(shēng)波流量(liàng)計等。但(dan)由于孔(kong)闆流量(liang)計的使(shi)用具有(you)普遍性(xìng)和🚩長久(jiu)性,因此(cǐ)㊙️有必要(yao)探讨其(qi)被繼續(xù)使用的(de)可行性(xìng)。
1孔闆差(chà)壓流量(liang)計工作(zuo)原理和(hé)特點
孔(kǒng)闆式差(chà)壓式流(liu)量計
是(shì)根據安(ān)裝于管(guan)道中節(jie)流件(孔(kǒng)闆)産生(sheng)的差壓(ya)、已知的(de)流🥰體條(tiao)件、孔闆(pan)和管道(dào)的幾何(hé)尺寸來(lái)測量流(liú)🌏量的儀(yí)表。充滿(man)🚶♀️管道的(de)流體,當(dang)它流經(jīng)管道内(nei)的孔闆(pǎn)時,流速(su)将在孔(kǒng)闆處形(xing)成局部(bu)收縮,因(yin)而流速(su)增加、靜(jìng)壓力降(jiang)低,于是(shì)在孔闆(pǎn)前後便(bian)産生了(le)壓差。流(liu)體流量(liàng)愈大,産(chǎn)生的壓(yā)差愈大(da),這樣依(yī)💛據壓差(chà)就知流(liu)量的大(da)小🐪。這種(zhǒng)測量方(fang)法是以(yi)流動連(lian)續性方(fāng)程和伯(bó)努利方(fang)程爲基(ji)礎的,數(shu)學表達(dá)式爲:
式(shì)中
Qm———質量(liàng)流量,kg/s;
Qv———容(róng)量流量(liang),m3/s;
d———流體流(liu)量系數(shu);
ρ1———孔闆 上(shang)、下 遊 側(cè) 取 壓 處(chù) 流 體 密(mì) 度,kg/m3;
Ad———孔闆(pan)在工作(zuò)狀态下(xià)的開孔(kǒng)面積,m2;
Δp———孔(kǒng)闆上、下(xia)遊側規(gui)定的取(qu)孔位置(zhì)上所測(cè)得的 靜(jìng) 壓 力 差(chà),kgf/m2(1kgf/m2=18.0665kPa);
ε———流體流(liu)速膨脹(zhang)系數。對(duì)不可壓(ya)縮流體(tǐ),ε=1;對可壓(yā)縮流體(tǐ),ε<1。
當節流(liú)裝置制(zhi)作成後(hòu),一些參(cān)數就确(què)定了,上(shang)式可以(yi)表👨❤️👨達爲(wei):
式中
K———綜(zong)合系數(shù),定值;
Δp———孔(kong)闆上、下(xia)遊側規(guī)定的取(qǔ)孔位置(zhì)上所測(ce)得的靜(jìng)壓力差(chà),kgf/m2。
孔闆流(liu)量計的(de)主要特(tè)點爲結(jié)構易于(yu)複制、簡(jiǎn)單牢固(gu)⛱️、性能穩(wen)定可靠(kao)、使用期(qi)限長、價(jia)格低廉(lián)等,整套(tao)流量計(jì)由孔闆(pǎn)、
差壓變(bian)送器
和(he)流量顯(xian)示儀(或(huò)計算機(ji)系統)組(zu)成,如有(you)需要還(hái)可增加(jia)💰壓力和(hé)溫度的(de)測量部(bù)分。它們(men)可以由(you)不同廠(chang)家生産(chǎn),這樣易(yi)于形成(chéng)規模生(shēng)産,經濟(ji)效益高(gao),各部分(fèn)組合非(fēi)常靈♌活(huó),目前推(tui)出的
一(yi)體化孔(kǒng)闆流量(liàng)計
,亦 可(ke)分開 生(shēng)産,再靈(líng)活組裝(zhuāng)。
2流量計(jì)的精度(dù)
目前,有(yǒu)用于不(bú)同目的(de)的各種(zhǒng)流量測(ce)量儀表(biao),其計量(liàng)是🔞否準(zhun)确受到(dao)人們的(de)普遍重(zhong)視。流量(liàng)計的精(jing)度是由(you)其結構(gòu)、測量原(yuan)🐅理、被測(cè)流體的(de)性質、使(shǐ)用環境(jing)條件和(he)制造工(gōng)藝水平(píng)等決定(dìng)的。但是(shì)在檢定(ding)過程中(zhong)以及在(zài)🌈使用過(guo)程中的(de)許多客(kè)觀因素(su)也會影(ying)響🈲流量(liàng)計的精(jing)度複現(xiàn),甚至大(dà)大降低(di)流量計(jì)的精度(du),影響流(liu)量計的(de)🤞正常使(shi)用,偏離(li)選擇的(de)初衷。主(zhǔ)⛹🏻♀️要的影(yǐng)響因素(sù)有以下(xià)幾點。
2.1流(liú)量标準(zhǔn)裝置的(de)實際使(shi)用精度(du)
流量計(jì)在各種(zhǒng)情況下(xià)的檢定(dìng),都必須(xu)用合适(shi)的流量(liang)标準裝(zhuang)置。檢定(ding)用的流(liu)量标準(zhun)裝置的(de)實際使(shi)用精度(du)要高于(yu)流量計(jì)的精度(dù),對于送(sòng)檢儀表(biao),需詢問(wen)檢定用(yòng)🐇設備、方(fang)法和精(jing)🌍度是否(fǒu)❌滿足需(xu)求。
2.2被測(cè)流體的(de)流動狀(zhuàng)況
在管(guǎn)道中或(huò)開口渠(qú)中流動(dòng)的流體(ti),有不同(tóng)的流動(dòng)狀況,例(lì)如層流(liú)、紊流、脈(mo)動流、不(bu)均勻流(liu)等。特别(bié)是利用(yong)伯努利(lì)定理研(yán)制的流(liu)量計,要(yao)求是定(dìng)常的流(liú)動,并且(qiě)流速分(fen)布均勻(yun),例💋如孔(kǒng)闆流量(liang)計。如果(guǒ)管道中(zhōng)有障礙(ài)物,則會(huì)引起流(liu)動的劇(jù)烈變化(hua),導緻流(liú)量計🏃♂️測(cè)量結果(guǒ)産☔生不(bu)可忽視(shì)的誤差(chà)。流量計(jì)在安裝(zhuāng)時💋,直管(guǎn)段要求(qiú)一般是(shì)前10後5,并(bìng)且要求(qiú)盡量減(jian)少彎管(guan)、閥門等(děng)的使用(yòng)。
2.3被測介(jiè)質的物(wù)理性質(zhì)
截至目(mu)前,每一(yi)種流量(liàng)計都是(shì)在實際(ji)的特定(ding)條件下(xia)🤟正常使(shǐ)用的,沒(mei)有一種(zhǒng)流量計(ji)可以在(zài)任何條(tiáo)件下測(cè)✌️量任何(hé)介質的(de)流量。流(liu)量測量(liàng)是比較(jiào)複雜的(de)測量,孔(kǒng)闆流量(liàng)計測量(liàng)流量時(shí),不宜測(cè)量粘度(dù)大的流(liu)體流量(liang),測量蒸(zheng)汽👅時,要(yao)把壓力(li)和溫度(dù)信号實(shí)時采集(jí)到流量(liang)表中進(jin)行修正(zhèng)。超聲波(bo)流量計(ji)不能測(cè)⛹🏻♀️量氣體(ti),在測量(liàng)的流體(tǐ)中含有(yǒu)較大、較(jiào)多固體(tǐ)顆粒時(shi),将大大(da)影響測(cè)✌️量精度(dù)。所以當(dāng)流量計(jì)出現精(jing)度下降(jiang)時,應注(zhu)意被測(ce)🏃🏻♂️流體的(de)物理性(xìng)質是否(fou)有了改(gai)變。
2.4正确(que)安裝和(he)使用流(liu)量計
許(xǔ)多流量(liang)計的安(an)裝和使(shǐ)用是同(tóng)它的測(ce)量精度(dù)密👨❤️👨切💁相(xiang)關的,特(tè)别是那(nà)些檢測(ce)元件直(zhi)接位于(yu)流動流(liú)🈲體中的(de)流量計(ji)✏️。若孔㊙️闆(pan)流📐量計(jì)中的孔(kong)闆與管(guan)道的同(tóng)心度不(bú)好,則會(huì)産生🍉誤(wu)差,嚴重(zhong)時誤🏃🏻♂️差(cha)可達100%。所(suo)以,根據(jù)對安裝(zhuang)條件要(yào)求的程(cheng)度不同(tong),對各種(zhǒng)流量計(jì)✔️必須嚴(yán)格區分(fen)對待,隻(zhi)有遵照(zhao)安裝條(tiáo)件來安(ān)裝,才🏃🏻能(néng)保證流(liu)量計的(de)測量精(jīng)度。
孔闆(pan)流量計(jì)精度爲(wèi)0.5級、1級,而(er)實際使(shi)用中的(de)精度爲(wei) 1.5 或 2。孔闆(pǎn)受前後(hou)直管段(duàn)影響比(bǐ)較大,另(ling)外對于(yú)安裝要(yao)求💋也比(bǐ)較高,還(hái)要注意(yì)量程比(bǐ)不要太(tai)大(一般(bān)爲 3∶1)。由于(yu)影響孔(kong)闆流量(liàng)計測量(liang)精度的(de)根本原(yuan)因是節(jiē)流裝置(zhi)的☎️幾何(hé)形狀和(he)流動動(dong)✔️态是否(fou)偏離設(shè)計标準(zhǔn),因此在(zài)使用過(guò)程中必(bì)須定期(qī)做好系(xì)統的檢(jiǎn)定、維護(hu)工作,對(duì)于❄️實際(ji)使用中(zhong)的壓力(li)、溫度等(děng)工況參(can)數的變(bian)化,應進(jìn)行及時(shi)修正。可(kě)采用全(quán)補償的(de)流量積(jī)🐅算儀的(de)積算方(fāng)案,以減(jiǎn)少計量(liàng)誤差,确(que)保計量(liàng)精度。孔(kong)闆流量(liàng)計是一(yi)種從設(she)計、制造(zào)到安裝(zhuang)使用要(yào)求很嚴(yán)格的儀(yí)表,任何(he)一個環(huan)節的失(shī)誤都會(huì)産生很(hěn)大的誤(wu)差,因此(ci),如果嚴(yán) 格遵循(xún)标 準規(gui)定,它的(de)精确測(ce)量是有(you)保證的(de)。孔闆流(liú)量計的(de)重複性(xing)與其他(tā)流量計(jì)(
渦街流(liu)量計
、
超(chao)聲流量(liàng)計
、
電磁(ci)流量計(jì)
)相比要(yào)低,其原(yuan)因爲輸(shu)出信号(hào)爲模拟(ni)值易受(shou)幹擾,尤(yóu)其差壓(yā)引壓管(guan)線這一(yī)環節易(yi)使信号(hao)産生幹(gan)擾波動(dong)⁉️,正是由(you)于重複(fu)性不高(gao),所以影(yǐng)響到其(qí)精确度(du)的提高(gāo)。
3孔闆流(liú)量計的(de)應用特(te)點
孔闆(pǎn)流量計(ji)是應用(yòng)曆史悠(you)久、實踐(jiàn)經驗豐(feng)富成熟(shú)、标準規(gui)範完善(shàn)、品種規(guī)格齊全(quán)的一類(lei)流量計(jì),20世紀50年(nian)代以前(qian) 它可♊能(néng)是唯一(yī)的 天然(ran)氣流量(liang)計。70~80年代(dài)藥廠普(pu)遍🤞采用(yòng)了孔闆(pan)流量計(ji),測量的(de)介質有(yǒu)液體、氣(qi)體、蒸汽(qi),溶💘媒、物(wu)料等。雖(suī)然已出(chu)現許多(duō)他其它(ta)形式的(de)流量計(jì)(電磁、超(chao)聲波、渦(wō)街等流(liu)量計),但(dàn)這些流(liu)量計無(wu)法測量(liàng)有些場(chǎng)所的介(jiè)質。如電(dian)廠供給(gei)用戶的(de)蒸汽,計(jì)量都采(cǎi)用✨孔闆(pǎn)流量計(ji),其原因(yin)主要是(shi)孔闆流(liú)量計性(xìng)能穩定(dìng)可靠,有(yǒu)完善的(de)檢定标(biao)準和規(guī)範,如有(yǒu)計量貿(mào)易糾紛(fēn),可在不(bú)停産的(de)情況下(xià)由⭐第三(sān)🧡方計量(liàng)機構依(yī)國家檢(jiǎn)定❗ 規程(chéng)到現場(chǎng)進行檢(jiǎn)測,且其(qi)是按照(zhào)國标生(shēng)産的,在(zai)使💰用中(zhōng)出問題(ti)的幾率(lü)很小。因(yīn)此一般(ban)隻對孔(kong)闆流量(liàng)計的差(cha)壓變送(sòng)器、壓力(li)變送器(qi)、流量積(ji)算儀等(děng)檢定,數(shu)據具有(yǒu)🍉權威性(xìng)。但若使(shǐ)用電磁(ci)、超聲波(bo)、渦街等(deng)流量計(ji),就要拆(chāi)卸下來(lái)送✌️到相(xiang)關部門(men)在線檢(jian)測,脫離(lí)實際使(shǐ)用現場(chǎng),可信度(du)大大降(jiang)低。
由于(yú)孔闆流(liú)量計的(de)節流裝(zhuāng)置(孔闆(pan))是依照(zhào)國家标(biao)準生産(chan)的🚶,國🈲家(jia)标準 GB2624—2006《流(liu)量測量(liàng)節流裝(zhuang)置的設(she)計安裝(zhuāng)和使用(yong)⛷️》中的産(chan)品規格(gé)在 DN20~3000mm之間(jian),因此,買(mai)賣雙方(fang)已認可(kě)加工孔(kǒng)闆數據(jù),可不進(jìn)行标定(dìng)。
孔闆流(liú)量計的(de)使用年(nián)限一般(bān)爲10~15a。華勝(shèng)有限公(gong)司1995年安(ān)裝的10餘(yu)套孔闆(pǎn)(孔闆口(kou)徑在DN50~400之(zhī)間)現仍(réng)在使用(yòng),其中有(yǒu) 2 套用于(yú)自來水(shui)的流‼️量(liàng)測量,因(yin)長時間(jiān)使用造(zào)成了孔(kǒng)闆高低(di)壓側堵(dǔ)塞,但在(zài)停水後(hou)拆下清(qīng)理後,測(cè)量孔闆(pan)🔞各項參(cān)數均合(hé)格,可繼(ji)續使用(yòng)。而配套(tào)使用的(de)差壓變(bian)送器、流(liu)量積算(suàn)儀等電(dian)子儀表(biǎo)損壞很(hěn)⛱️多,壽命(mìng)僅爲5~10a。超(chāo)聲波流(liu)量計隻(zhī)能用在(zài)測量液(yè)體上,使(shǐ)用壽命(ming)爲 5~10a,但因(yin)它可以(yǐ)在線安(ān)裝,在連(lian)續生産(chǎn)且要💃求(qiu)不高的(de)場合用(yong)♍的比較(jiào)多,價格(ge)上在大(da)口徑流(liu)量測量(liang)上有優(you)勢;而在(zai)⁉️部分蒸(zhēng)汽流量(liang)上使用(yòng)渦街✏️流(liú)量計,現(xian)場蒸汽(qì)管道振(zhen)動很大(da),對測量(liàng)産生很(hěn)大的影(yǐng)響,不用(yòng)蒸汽時(shí)也有流(liu)量顯示(shì),隻能通(tong)過調整(zheng)流量計(ji)設置和(he)增加小(xiao)信号切(qiē)除來振(zhèn)動幹擾(rao),由此增(zēng)加了測(cè)✌️量的不(bú)準确性(xing)。
隻有對(dui)孔闆流(liu)量計按(an)規範每(měi)年做好(hǎo)檢定、維(wéi)護,定期(qī)排🏃♂️污檢(jiǎn)查,才能(neng)長期準(zhun)确使用(yong)。而對于(yú)電磁流(liú)量計、超(chao)聲波流(liu)量計、渦(wō)街流量(liang)計,裝上(shang)後就不(bu)用定期(qi)檢測,直(zhí)到使用(yong)者反映(ying)流量測(cè)量不準(zhun)确才用(yòng)現場檢(jiǎn)查及處(chu)理。
4孔闆(pan)流量計(ji)的發展(zhan)
針對孔(kǒng)闆流量(liàng)計精度(dù)較低,維(wéi)護繁瑣(suǒ),近年國(guo)内生産(chan)廠推出(chu)🐉一系列(lie)改進辦(bàn)法,如采(cai)用一體(tǐ)式差壓(ya)流量計(ji),把差壓(yā)變送器(qì)、孔闆🚶做(zuo)到一起(qǐ),甚至把(bǎ)壓力和(he)溫度補(bǔ)🐇償都做(zuò)到一起(qǐ),以提高(gāo)量程比(bǐ)到1∶10,來減(jian)少引壓(ya)管對測(ce)量的影(yǐng)響,從而(er)減少維(wei)護量。
随(suí)着電子(zi)技術的(de)發展,孔(kong)闆流量(liang)計中的(de)差壓變(bian)送🔴器和(hé)流量顯(xian)🍓示儀有(you)了突出(chū)的進展(zhan),随着新(xīn)标準的(de)制定、推(tuī)出,預計(ji)今後孔(kong)闆流量(liang)計仍将(jiang)在流量(liang)計量中(zhōng)占居重(zhong)要的位(wèi)置。
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