摘要:介(jiè)紹了平衡流(liu)量計 的測量(liang)原理和主要(yao)特點,分析了(le)平衡流量計(ji)在實際㊙️工程(chéng)♍中🌈的應用。
引(yǐn)言
　　流量是過(guò)程控制五大(dà)參量(流量、壓(yā)力、溫度、物位(wèi)、成分分㊙️析)中(zhong)的主要參量(liang)。由于介質和(hé)工況的複雜(zá)性,使得流量(liang)測量裝置種(zhong)類繁多,主要(yao)指标測量精(jīng)度.重複性♌、量(liang)程比、直管段(duan)、永久壓損等(děng)各有千秋。以(yǐ)孔闆、噴咀、文(wen)丘裏爲代表(biao)的傳統📧差壓(ya)節流裝置曆(lì)史悠久、結構(gòu)簡單、牢固、性(xing)能穩定可靠(kào),并且得到了(le)國際标準化(huà)組織的認可(kě),是全世界通(tong)用的。然而,由(you)于設計的曆(lì)史局限🈲性,以(yi)孔闆爲代表(biǎo)的傳統節流(liú)裝置,明顯存(cún)在量程比小(xiǎo)、精度低、永久(jiǔ)壓損大、直管(guǎn)段要求高、需(xū)要進行磨損(sǔn)更換等🙇🏻缺點(dian)。本文介紹的(de)平衡流量計(ji)對傳統節流(liu)裝置進行了(le)極大的改進(jin),将節流原理(lǐ)由邊緣節流(liú)改🐕爲平衡節(jie)流,是一種革(gé)命性的差壓(yā)式流量儀表(biǎo),因其卓越的(de)性能,在實際(ji)工程中有廣(guang)🔞泛的應用前(qian)景。
1測量原理(li)
　　平衡流量計(ji)(BFM)的工作原理(lǐ)與其他差壓(ya)式流量計-樣(yàng)🎯,都🌏是基于伯(bó)🥰努利能量守(shou)恒定律。節流(liu)裝置是一個(ge)多孔的圓盤(pán)節流整流器(qi),安裝在管道(dao)的截面上,每(měi)個孔的尺寸(cùn)和分布基于(yu)獨特的公式(shi)和測試數據(jù)定制,稱爲❌函(han)數孔。當流體(ti)穿過圓盤的(de)函數孔時，流(liú)👄體将被平衡(heng)🈲調整,渦流被(bei)最小化,形成(cheng)近似理想流(liu)☂️體,通過常規(guī)取壓裝置,可(ke)獲得穩定的(de)差壓信🈲号,根(gen)據伯努利方(fang)程計算出體(ti)積流量、質量(liàng)流量。計算體(tǐ)積流量的公(gōng)式如下⚽
 
　　式中(zhōng)qv爲體積流量(liàng),m3/s;C爲流出系數(shu);ε爲氣體可膨(peng)脹系數;△P爲差(chà)✂️壓值,Pa;d爲BFM節流(liú)孔直徑,m;ρ爲介(jiè)質密度,kg/m3;β爲等(děng)效徑比，節流(liu)孔直徑與管(guan)道内徑之比(bi)。
 
2主要特點
2.1測(cè)量精度高
　　由(you)于平衡流量(liang)傳感器具有(yǒu)多孔結構的(de)特點,能對流(liú)場進行平衡(héng)，降低渦流、振(zhen)動和信号噪(zào)聲,流場穩定(dìng)性☂️大大🏃‍♂️的提(ti)高,表體采用(yòng)特制的精密(mì)管道和專用(yòng)取壓✔️裝置,使(shǐ)精度比傳統(tong)節流裝置🈲提(ti)升了5~10倍。
2.2直管(guan)段要求低
　　平(ping)衡流量傳感(gan)器能将流場(chang)平衡調整穩(wen)定,且壓力恢(huī)📱複比⛹🏻‍♀️傳統節(jiē)流裝置快兩(liǎng)倍,大大所短(duan)了對直管段(duan)的要求。大多(duo)數情😄況下,其(qi)前後直管段(duàn)爲前2D後1D,最小(xiao)0.5D.
2.3永久壓力損(sun)失低
　　平衡流(liú)量計多孔對(dui)稱的平衡設(she)計,減少了渦(wō)流的形成和(he)紊流摩擦,降(jiang)低了動能損(sun)失,在同樣的(de)測量工況下(xià),與傳統節流(liú)裝置相比減(jian)少了2.5倍的永(yong)久壓力損失(shī),接近文丘裏(lǐ)管,從而節省(sheng)了相當大的(de)運行🔴能量成(chéng)本。
 
2.4量程比寬(kuān)
　　與傳統節流(liú)裝置相比,平(píng)衡流量計極(ji)大提高了測(cè)量量程比。研(yan)究結果顯示(shì):雷諾數大于(yú)50000時,選擇合适(shi)的孔徑參數(shù),平衡流量傳(chuán)感器量程比(bǐ)不受限制。根(gen)📧據工業測量(liàng)實際應用💔需(xu)要，常規測量(liàng)量程比爲10:1,10:1以(yǐ)上可以用多(duō)個變送器分(fen)段測量,可使(shǐ)量程比達到(dào)🏃‍♀️30:1,50:1或更高。
　　除了(le)上面介紹的(de)一些特點外(wài),平衡流量計(jì)還具有重複(fu)性和長👈期穩(wěn)定性好、耐髒(zāng)污.不易堵、測(cè)量範圍寬、适(shì)用範圍廣等(deng)特點。
3平衡流(liú)量計的應用(yòng)
　　由于平衡流(liu)量計繼承了(le)傳統節流裝(zhuāng)置的全部優(yōu)點,回避了🌏大(da)部分缺點,又(yòu)在測量性能(neng)上有質的飛(fēi)躍。平🐉衡流量(liang)計可以産生(sheng)與孔闆接近(jin)的較大差壓(yā)❓，便于信号測(cè)量;同時又可(kě)以使壓損降(jiàng)至最小，節能(néng)🏃🏻降耗,可以覆(fu)蓋90%的流量測(cè)量點。其典型(xing)應💰用安裝圖(tú)如圖3所示。
 
3.1大(dà)量程比流量(liang)測量
　　在一些(xiē)工業應用場(chang)合,常需要大(dà)量程比的流(liú)量測量。如蒸(zheng)汽管網的貿(mào)易結算計量(liang),化工行業工(gōng)藝寬量程比(bǐ)的流量測量(liang),一些流體的(de)流量變化變(biàn)化範圍很大(da),常常大于3:1,一(yī)些應用可達(da)6:1及以🌍上,天然(rán)氣貿易結算(suàn)時的隻程比(bǐ)可達10:1或更高(gāo)。常規的流量(liang)儀如孔闆的(de)量程比隻有(yǒu)3:1,無法實現大(dà)最程比測量(liàng)的要求。而平(píng)衡流量🔴計由(yóu)于寬雷諾數(shù)範圍和寬量(liàng)程比👣,可以實(shí)現大量程☁️比(bi)的正🌍确測量(liang)。
3.2雙向流量測(cè)量
　　平衡流量(liàng)計節流裝置(zhi)的上下遊完(wán)全對稱,沒有(yǒu)标準孔闆的(de)下遊斜角,因(yīn)此可作爲雙(shuang)向流體測量(liàng),完全解🎯決了(le)特殊工況時(shi)雙向流介質(zhi)的測量難題(tí)。其測量原理(lǐ)及連接示意(yi)♉圖如圖💃🏻4所示(shì)。
 
　　采用2台差壓(ya)變送器 進行(hang)差壓的測量(liang)時,差壓變送(song)器的正負壓(yā)側與流量計(ji)的✨引壓口連(lian)接,一組爲正(zheng)向,一組爲反(fǎn)向;流向的判(pàn)斷由變送器(qì)的輸出值得(dé)出,測得介質(zhì)流向正向流(liu)那台變送器(qì)輸出電流大(da)💚于4mA,另一台輸(shū)出電流等于(yu)4mA。控制系統通(tong)過對流向的(de)判斷,分别對(dui)兩個方向的(de)流量進行累(lèi)計。
 
3.3短直管段(duàn)流量測量
　　在(zai)工程應用中(zhōng),由于受工藝(yì)流程、場所等(deng)因素的限制(zhì),工藝⭐管道🌈上(shàng)流量計的直(zhí)管段往往很(hen)短;對于價格(ge)昂貴的工藝(yì)管道,設計時(shi)應盡量縮短(duan)工藝管道🌈。标(biao)準孔⭐闆等節(jie)流件的安裝(zhuang)一般要求前(qián)10D後5D,若工藝直(zhí)管段不能滿(man)足要求則測(cè)量🙇‍♀️精度會受(shòu)到影響。如🈲果(guo)采用平衡😍流(liu)量計,不僅可(kě)在前2D後2D的情(qing)況下保證☁️精(jīng)度,還可大大(dà)節約貴金屬(shu)管道材料。
3.4大(da)口徑流量測(ce)量
　　在鋼鐵.焦(jiāo)化行業中的(de)高爐煤氣、焦(jiao)爐煤氣的流(liú)量計量中✨,這(zhè)類介質的工(gong)藝管道口徑(jìng)一般在DN1000左右(you)。其㊙️他常用的(de)🤟大口徑流💃量(liàng)測量裝置如(ru)插人式文丘(qiu)裏管、威力📧巴(bā)等都普遍存(cún)在一些不足(zú)之🔞處,如直管(guǎn)道要求長:前(qián)☀️30D後15D甚至更長(zhang);精度低:在直(zhi)管段達不到(dao)要🈲求時,難以(yǐ)優于士5%;輸出(chu)差🏃🏻壓小:約100Pa等(děng)。在平衡流量(liàng)計上,通過增(zēng)加開孔數量(liàng),即使在🈲直管(guǎn)短、壓力低的(de)工況下,也能(néng)🔴保證測量精(jing)度,同時降低(di)壓力損失。通(tong)過采用多對(dui)取壓孔的♋取(qu)壓形式,.實現(xian)冗餘⭐取壓，能(néng)夠有效防止(zhǐ)取壓孔的堵(dǔ)塞,是大口徑(jìng)流量測量的(de)理想選擇。
3.5高(gāo)爐煤氣的流(liu)量測量
　　平衡(héng)流量的結構(gou)特點非常适(shi)合測量高爐(lu)煤氣。平衡流(liu)量計從💰設計(ji)上減少了紊(wen)流剪切力和(hé)渦流的形成(cheng),從而❄️大大降(jiang)低👨‍❤️‍👨了滞👄留死(sǐ)區的形成;節(jie)流件開孔不(bu)易堵塞,保證(zhèng)髒氣☔體可以(yi)順利通過多(duo)個孔,多個小(xiǎo)孔流速很高(gāo),有抽氣沖刷(shua)效果,減少了(le)流通孔❓被堵(du)塞的機會。
　　此(ci)外,在高溫高(gāo)壓流量測量(liang)、低溫氣體流(liú)量測量等🔞流(liú)量檢測中,平(píng)衡流量計也(yě)有着廣泛的(de)應用。
4結束語(yu)
　　平衡流量計(ji)的計量原理(li)和其獨特的(de)性能,使之提(tí)高了測🤩量精(jīng)度,有利于物(wù)料的計量和(hé)成品率的提(tí)⭐高;直管段要(yao)求低,節省了(le)一次投資;永(yǒng)久壓力損失(shi)低,降低了運(yun)行能耗,寬的(de)量程🍓比和長(zhǎng)期的穩定性(xing)是現場正确(què)測量的保證(zhèng)。通過在鋼鐵(tie)、石💋化等企業(ye)的成功應用(yong)🌏,平衡流量計(ji)将會成爲一(yi)個非常合适(shì)🔴的具有實用(yòng)價值的流量(liang)檢測儀表。

本(běn)文來源于網(wang)絡,如有侵權(quan)聯系即删除(chu)！