摘要(yao):能源計(ji)量是關(guan)于制藥(yao)企業節(jie)能降耗(hao)降成本(ben)的重要(yao)環㊙️節,一(yi)般采用(yong)孔闆流(liu)量計
進(jin)行流體(ti)計量。介(jie)紹了孔(kong)闆流量(liang)計的工(gong)作原理(li)、影響流(liu)📧量💃🏻計精(jing)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(fan)瑣,但📱随(sui)着電子(zi)技術的(de)發展及(ji)新标準(zhun)的實🙇♀️施(shi),使其使(shi)用性🏃♀️能(neng)得到了(le)改善,故(gu)其仍将(jiang)在㊙️流量(liang)計量中(zhong)占居重(zhong)要位置(zhi)。
能源品(pin)種主要(yao)有蒸汽(qi)、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(si)節能降(jiang)耗降成(cheng)本的一(yi)件大事(shi)。公司計(ji)量設施(shi)以前主(zhu)要采用(yong)節流孔(kong)闆進行(hang)流體計(ji)量。孔闆(pan)流量計(ji)因其簡(jian)單牢固(gu)、性能穩(wen)定可靠(kao)、使用壽(shou)命♋長、價(jia)格低廉(lian)等優點(dian)被廣泛(fan)使用,但(dan)也存在(zai)測量範(fan)圍窄、測(ce)量上限(xian)和❗測量(liang)下限之(zhi)比一般(ban)僅3∶1~4∶1、壓力(li)損失大(da)、對于低(di)壓力的(de)自産壓(ya)縮空氣(qi)測量影(ying)響較大(da)、低壓力(li)流體測(ce)量信号(hao)弱、測量(liang)誤差大(da)、現場安(an)裝條件(jian)要求較(jiao)高、孔闆(pan)前後易(yi)堵塞等(deng)不足,從(cong)而嚴重(zhong)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(zhuang)和維護(hu)
,工業流(liu)量測量(liang)普遍存(cun)在着大(da)管徑、大(da)流量測(ce)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(zao)價增加(jia)、能損加(jia)大,于是(shi)我們引(yin)入了能(neng)便于在(zai)線安裝(zhuang)、維護的(de)插入式(shi)渦街流(liu)量計、電(dian)磁流量(liang)計、超聲(sheng)波流🧑🏽🤝🧑🏻量(liang)計等。但(dan)💯由于孔(kong)闆🔴流量(liang)計的使(shi)用具有(you)普遍性(xing)和長久(jiu)性,因此(ci)有必要(yao)探讨其(qi)被繼續(xu)使用的(de)可行性(xing)。
1孔闆差(cha)壓流量(liang)計工作(zuo)原理和(he)特點
孔(kong)闆式差(cha)壓式流(liu)量計
是(shi)根據安(an)裝于管(guan)道中節(jie)流件(孔(kong)闆)産生(sheng)的差壓(ya)、已知的(de)流☎️體條(tiao)件、孔闆(pan)和管道(dao)的幾何(he)尺寸來(lai)測量流(liu)量的儀(yi)表。充滿(man)管道的(de)流🏃🏻體,當(dang)它流經(jing)管道内(nei)的孔闆(pan)時,流速(su)将在孔(kong)闆處形(xing)成局部(bu)收縮,因(yin)而流速(su)增加、靜(jing)壓力降(jiang)低,于是(shi)在孔闆(pan)前後便(bian)産生了(le)壓差。流(liu)😍體流量(liang)愈大✂️,産(chan)生的壓(ya)差👄愈大(da),這樣依(yi)據壓差(cha)就知流(liu)量的大(da)小。這種(zhong)測量方(fang)法是以(yi)流動連(lian)續性方(fang)程🛀🏻和伯(bo)努利方(fang)程爲基(ji)礎的💃🏻,數(shu)學表達(da)式爲:
式(shi)中
Qm———質量(liang)流量,kg/s;
Qv———容(rong)量流量(liang),m3/s;
d———流體流(liu)量系數(shu);
ρ1———孔闆 上(shang)、下 遊 側(ce) 取 壓 處(chu) 流 體 密(mi) 度,kg/m3;
Ad———孔闆(pan)在工作(zuo)狀态下(xia)的開孔(kong)面積,m2;
Δp———孔(kong)闆上、下(xia)遊側規(gui)定的取(qu)孔位置(zhi)上所測(ce)得的 靜(jing) 壓 力 差(cha),kgf/m2(1kgf/m2=18.0665kPa);
ε———流體流(liu)速膨脹(zhang)系數。對(dui)不可壓(ya)縮流體(ti),ε=1;對可壓(ya)縮流體(ti),ε<1。
當節流(liu)裝置制(zhi)作成後(hou),一些參(can)數就确(que)定了,上(shang)式可以(yi)💋表達♊爲(wei):
式中
K———綜(zong)合系數(shu),定值;
Δp———孔(kong)闆上、下(xia)遊側規(gui)定的取(qu)孔位置(zhi)上所測(ce)得的靜(jing)壓🔴力差(cha),kgf/m2。
孔闆流(liu)量計的(de)主要特(te)點爲結(jie)構易于(yu)複制、簡(jian)單牢固(gu)、性💛能穩(wen)定可靠(kao)、使用期(qi)限長、價(jia)格低廉(lian)等,整套(tao)流量計(ji)由孔闆(pan)、
差壓變(bian)送器
和(he)流量顯(xian)示儀(或(huo)計算機(ji)系統)組(zu)成,如有(you)需要還(hai)可♍增加(jia)壓力和(he)溫度的(de)測量部(bu)分。它們(men)可以由(you)不同廠(chang)家生産(chan),這樣易(yi)于形成(cheng)規模生(sheng)産,經濟(ji)效益高(gao),各部分(fen)組合非(fei)常靈活(huo),目前推(tui)出的
一(yi)體化孔(kong)闆流量(liang)計
,亦 可(ke)分開 生(sheng)産,再靈(ling)活組裝(zhuang)。
2流量計(ji)的精度(du)
目前,有(you)用于不(bu)同目的(de)的各種(zhong)流量測(ce)量儀表(biao),其計🌈量(liang)是否準(zhun)确受到(dao)人們的(de)普遍重(zhong)視。流量(liang)計的精(jing)度是由(you)其結構(gou)、測量原(yuan)理、被測(ce)流體的(de)性質、使(shi)用環境(jing)🌏條件和(he)👉制造工(gong)藝水平(ping)等決定(ding)的。但是(shi)在檢定(ding)過程🐪中(zhong)以及在(zai)✏️使用過(guo)程中的(de)許多🆚客(ke)觀因素(su)也會影(ying)響💜流量(liang)計的精(jing)度複現(xian),甚至大(da)大降低(di)流量計(ji)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(zhu)要的影(ying)響因素(su)有以下(xia)幾點。
2.1流(liu)量标準(zhun)裝置的(de)實際使(shi)用精度(du)
流量計(ji)在各種(zhong)情況下(xia)的檢定(ding),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(ji)的精度(du),對于送(song)檢儀表(biao),需詢問(wen)檢定用(yong)設備、方(fang)法和精(jing)度是否(fou)滿足需(xu)🚩求。
2.2被測(ce)流體的(de)流動狀(zhuang)況
在管(guan)道中或(huo)開口渠(qu)中流動(dong)的流體(ti),有不同(tong)的流動(dong)狀🎯況,例(li)♉如層🔆流(liu)、紊流、脈(mo)動流、不(bu)均勻流(liu)等。特别(bie)是利用(yong)伯努利(li)定理研(yan)制🆚的流(liu)量計,要(yao)求是定(ding)常的流(liu)動🈲,并且(qie)流🤩速分(fen)布均勻(yun),例✔️如孔(kong)闆流量(liang)計🐆。如果(guo)管道中(zhong)有障礙(ai)物,則會(hui)引起🔴流(liu)動的劇(ju)烈變化(hua),導緻流(liu)量計測(ce)量結果(guo)産生不(bu)可忽視(shi)的誤差(cha)。流量計(ji)在安裝(zhuang)時💞,直管(guan)段要求(qiu)㊙️一般是(shi)前10後5,并(bing)且要求(qiu)盡量減(jian)少彎管(guan)、閥門等(deng)的使用(yong)。
2.3被測介(jie)質的物(wu)理性質(zhi)
截至目(mu)前,每一(yi)種流量(liang)計都是(shi)在實際(ji)的特定(ding)條件下(xia)正常使(shi)👣用的,沒(mei)有一種(zhong)流量計(ji)可以在(zai)任何條(tiao)件下測(ce)量任何(he)介質的(de)✂️流量。流(liu)量測量(liang)是比較(jiao)複雜的(de)💘測量,孔(kong)闆流量(liang)計測量(liang)流量時(shi),不宜測(ce)量粘度(du)大的流(liu)體流量(liang),測量蒸(zheng)汽時,要(yao)把壓力(li)和溫度(du)信号實(shi)時📐采集(ji)到流量(liang)表中進(jin)行修正(zheng)。超聲波(bo)流㊙️量計(ji)不能測(ce)🌈量氣體(ti),在測量(liang)的流體(ti)中含有(you)🙇♀️較大、較(jiao)多固體(ti)顆粒時(shi),将大大(da)影響測(ce)🐆量精度(du)。所以當(dang)流🐆量計(ji)出現精(jing)度㊙️下降(jiang)時,應注(zhu)意被測(ce)♻️流體的(de)物理性(xing)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(xu)多流量(liang)計的安(an)裝和使(shi)用是同(tong)它的測(ce)量精度(du)密切相(xiang)關⛷️的,特(te)别是那(na)些檢測(ce)元件直(zhi)接位于(yu)流動流(liu)體中的(de)流量計(ji)。若孔闆(pan)流量計(ji)中的孔(kong)闆與管(guan)道的✊同(tong)心度不(bu)好,則會(hui)産生誤(wu)差,嚴重(zhong)時誤差(cha)可達100%。所(suo)以,根據(ju)對安🔴裝(zhuang)條件要(yao)求的程(cheng)度不同(tong),對各種(zhong)流量計(ji)必須嚴(yan)格區❌分(fen)對待,隻(zhi)有遵照(zhao)安裝條(tiao)件來安(an)裝,才🥰能(neng)保證流(liu)量計的(de)測量精(jing)度。
孔闆(pan)流量計(ji)精度爲(wei)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(pan)受前後(hou)直管段(duan)影響比(bi)較大,另(ling)外對于(yu)安裝要(yao)求也比(bi)較高,還(hai)要注意(yi)量程比(bi)不要太(tai)大(一般(ban)爲🍉 3∶1)。由于(yu)影響孔(kong)闆流量(liang)計🙇🏻測量(liang)精度的(de)根本原(yuan)因是節(jie)流裝置(zhi)的幾何(he)形狀和(he)流動動(dong)态是否(fou)偏離設(she)計标🌈準(zhun),因此在(zai)使🔞用過(guo)程中必(bi)📞須定期(qi)做好系(xi)統的檢(jian)定、維護(hu)工作,對(dui)于⛱️實際(ji)使用中(zhong)的壓力(li)、溫度等(deng)工況參(can)數的變(bian)化🆚,應進(jin)行及時(shi)修🐆正。可(ke)采用全(quan)補償的(de)流量積(ji)算儀的(de)積算方(fang)案🏃,以減(jian)少計量(liang)誤差,确(que)保計量(liang)精🧡度。孔(kong)闆流量(liang)計是一(yi)種從設(she)計😍、制造(zao)到安裝(zhuang)使用要(yao)求很嚴(yan)格的儀(yi)表,任何(he)一個環(huan)節的失(shi)誤都會(hui)産生很(hen)大的誤(wu)差,因此(ci),如果嚴(yan) 格遵循(xun)标 準規(gui)定,它的(de)精💋确測(ce)量是有(you)保證的(de)。孔闆流(liu)量計的(de)重複性(xing)與其他(ta)🚶流量計(ji)(
渦街流(liu)量計
、
超(chao)聲流量(liang)計
、
電磁(ci)流量計(ji)
)相比要(yao)低,其原(yuan)因爲輸(shu)出信号(hao)爲模拟(ni)值易受(shou)幹擾,尤(you)其差壓(ya)引壓管(guan)線這一(yi)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(ying)響到其(qi)精确度(du)的提高(gao)💃。
3孔闆流(liu)量計的(de)應用特(te)點
孔闆(pan)流量計(ji)是應用(yong)曆史悠(you)久、實踐(jian)經驗豐(feng)富成熟(shu)、标準規(gui)範完💰善(shan)、品種規(gui)格齊全(quan)的一類(lei)流量計(ji),20世紀50年(nian)代以前(qian) 它可能(neng)是唯一(yi)的 天然(ran)氣流量(liang)計。70~80年代(dai)藥廠普(pu)遍采用(yong)了孔闆(pan)流量計(ji),測量的(de)介💃質有(you)液體、氣(qi)體、蒸汽(qi),溶🏃♂️媒、物(wu)料等。雖(sui)然已出(chu)現許多(duo)他🧡其它(ta)形式的(de)流量計(ji)(電磁、超(chao)聲波、渦(wo)街等流(liu)量計🈲),但(dan)這些流(liu)量🏃🏻♂️計無(wu)法測量(liang)有些場(chang)所的介(jie)質。如電(dian)廠供給(gei)用戶的(de)蒸汽,計(ji)量都采(cai)用孔闆(pan)流量計(ji),其原因(yin)主要是(shi)孔闆📧流(liu)🌈量計性(xing)能穩定(ding)可靠,有(you)完善的(de)檢定标(biao)準和規(gui)範,如有(you)計量貿(mao)易糾紛(fen),可在不(bu)停産的(de)情況下(xia)由第三(san)方計量(liang)機構依(yi)國家檢(jian)定 規程(cheng)到現場(chang)進行檢(jian)測,且其(qi)是按照(zhao)國标生(sheng)産的,在(zai)使用中(zhong)出問題(ti)的幾率(lü)很㊙️小。因(yin)此一般(ban)隻對孔(kong)闆流量(liang)計的💋差(cha)壓變送(song)器、壓力(li)變送器(qi)、流😍量積(ji)算儀等(deng)檢定,數(shu)據具有(you)權威性(xing)。但若💜使(shi)用電磁(ci)、超聲波(bo)、渦街等(deng)流量計(ji),就要拆(chai)卸下來(lai)送到相(xiang)關部門(men)在線檢(jian)測,脫離(li)實際使(shi)用現場(chang),可信度(du)大大降(jiang)低。
由于(yu)孔闆流(liu)量計的(de)節流裝(zhuang)置(孔闆(pan))是依照(zhao)國家标(biao)準生産(chan)🤞的,國家(jia)标準 GB2624—2006《流(liu)量測量(liang)節流裝(zhuang)置的設(she)計安🌈裝(zhuang)和使用(yong)》中的産(chan)品規格(ge)在 DN20~3000mm之間(jian),因此,買(mai)賣雙方(fang)已♍認可(ke)加工孔(kong)闆數據(ju),可💔不進(jin)行标定(ding)。
孔闆流(liu)量計的(de)使用年(nian)限一般(ban)爲10~15a。華勝(sheng)有限公(gong)司1995年安(an)裝的10餘(yu)套孔闆(pan)(孔闆口(kou)徑在DN50~400之(zhi)間)現仍(reng)在使用(yong),其🈲中有(you) 2 套用于(yu)自來水(shui)的流量(liang)測量,因(yin)長時間(jian)使用造(zao)成了孔(kong)闆高低(di)壓側堵(du)塞,但在(zai)🌐停水後(hou)拆下清(qing)理後👌,測(ce)量孔闆(pan)各項參(can)數均合(he)格,可繼(ji)續使用(yong)。而配套(tao)使☔用的(de)差壓變(bian)送器、流(liu)量積算(suan)儀等電(dian)子儀表(biao)損壞很(hen)🤞多,壽命(ming)僅爲5~10a。超(chao)聲波流(liu)量計隻(zhi)能用在(zai)測量液(ye)體上,使(shi)用壽命(ming)爲 5~10a,但因(yin)❗它可以(yi)🐇在線安(an)裝,在連(lian)續生産(chan)且要求(qiu)不高的(de)場合用(yong)的比較(jiao)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(zheng)🐅汽流量(liang)上使用(yong)渦街流(liu)量計,現(xian)場蒸汽(qi)🚩管道振(zhen)🔴動很大(da),對測量(liang)産生很(hen)大的影(ying)響,不用(yong)蒸汽時(shi)也有流(liu)量顯示(shi),隻能通(tong)過調整(zheng)流量計(ji)設置和(he)增加小(xiao)信🧑🏾🤝🧑🏼号切(qie)除來振(zhen)動幹擾(rao),由此增(zeng)加了測(ce)量的不(bu)準确性(xing)。
隻有對(dui)孔闆流(liu)量計按(an)規範每(mei)年做好(hao)檢定、維(wei)護,定期(qi)排污檢(jian)👣查,才能(neng)長期準(zhun)确使用(yong)。而對于(yu)電磁流(liu)量計、超(chao)聲波🏒流(liu)量計、渦(wo)🍉街流🐉量(liang)計,裝上(shang)後就不(bu)用定期(qi)💋檢測,直(zhi)🙇🏻到使用(yong)者反映(ying)流量測(ce)量不準(zhun)确才用(yong)現場檢(jian)查及處(chu)理。
4孔闆(pan)流量計(ji)的發展(zhan)
針對孔(kong)闆流量(liang)計精度(du)較低,維(wei)護繁瑣(suo),近年國(guo)内生産(chan)廠💰推出(chu)一系列(lie)改進辦(ban)法,如采(cai)用一體(ti)式差壓(ya)流量計(ji),把差壓(ya)變☔送器(qi)♍、孔闆做(zuo)到一起(qi),甚至把(ba)壓力和(he)溫度補(bu)償都做(zuo)到一起(qi),以提高(gao)量程比(bi)到1∶10,來減(jian)少引❄️壓(ya)管對測(ce)量的影(ying)響,從而(er)減少維(wei)護量。
随(sui)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(he)流量顯(xian)示儀有(you)了突出(chu)的進展(zhan),随着新(xin)标準的(de)制定、推(tui)出,預計(ji)今後🚶孔(kong)闆流量(liang)計仍将(jiang)在流量(liang)計量中(zhong)占居重(zhong)要的位(wei)置。
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