节流装置
★ 概述
节流装置与差压变送器配套构成差压式的流量计被广泛地应用于单相条件下的液体、气体、 蒸汽的流量测量、控制和调节,因而在石油、化工、电力、冶金、轻纺、食品、军工等行业。
由于结构简单、制作方便、使用可靠、性能稳定、价格低廉等优点而成为流量仪器中应用最广 泛、最成熟的一种。
★ 测量原理
在充满流体的管道内,安装一个节流件(如孔板、喷嘴等);当被测流体流过节流件时,流束 将在节流件处形成局部收缩,从而使收缩截面内平均流速增加;在节流件的上游侧静压力上升, 下游侧静压力下降,于是在节流件上下游侧就会产生静压力差ΔP 。
在已知有关参数条件下,根据 连续性方程和伯努力方程可以推导出静压力差与流体流量之间的数值关系,这个关系可以用下面 基本公式计算:
Q m = CE ε4π
d 2P ∆.2ρ Q V = ρm
Q
Q m ----流体质量流量kg/h Q m ----流体体积流量m 3/h
C------ 流出系数 C = E α
无量纲 ΔP----静压力差 Pa ρ---流体密度 kg/m 3 ε---流束膨胀系数,无量纲
E-----渐近速度系数, E=4
11
β-
β----直径比,β= d/D 无量纲
D----管道内径mm
d---节流件的关孔或喉部直径mm
★ 结构和使用范围
1/4圆喷嘴:
适用于雷诺数较低,一般在2×102~
6
圆缺孔板:
适用于测量脏污介质(如高炉煤气、泥浆等)
双重孔板:
由相互按一定距离安装在直管段中的两块孔板组成,适用于雷诺数较低,一般在3×103~3×105
文丘利管:
适用于直径比β为0.4~0.7之间,雷诺数范围在2×105~2×106,管径范围为200~2000mm ,其压力损失比孔板、喷嘴
★
JB81-59或JB82-59、JB78-59法兰标准,也可根据用户需求采用ISO、GB、DG等标准。
★附加装置
※冷凝器
为维护恒定的测量条件,保证两根接管中的冷凝水高度相等,避免高温介质差压的影响;测量蒸汽及大于70℃时的水流量,需要装设冷凝器。
※隔离容器
保护差压计和部分连接管免受粘性介质的有害影响,或者侵蚀性介质的腐蚀,需要装设隔离容器。
填充的隔离液对容器与测量介质必须是中性的。
当测量在分馏时的各种石油的流量以及各种油类的流量时,可以用碳酸钠(苏打)的水溶液作为隔离液的;如果要将水与酸类分隔起来,常用的有轻油(或者饱和烃)。
变压器油对于一系列侵蚀性液体来说具有较好的分隔性质,但是当它与水银接触时,就会逐渐乳化,所以使用时应注意。
※收集器
测量液体或蒸汽流量,差压变送器装得比节流装置高时,则在联接管路的最高点上,需装气体收集器。
※沉淀器
★安装
※节流装置的使用条件
流体必须充满圆管,并连续不断地流经节流装置。
流体在物理上和热力学上必须是均匀的单相流体。
流体流经节流装置时不得发生相变。
节流装置所测的流体必须是稳定流,或可看作稳定的缓慢变化的流体,不适用于脉动流和临界
的流量测量。
流束必须与管道平行,不得有旋转流。
※节流装置安装的基本要求
节流件在管道中的安装应保证其前端面与管道轴线垂直,倾斜不得超过±1℃
节流件在管道中的安装应保证其前端面与管道同心,其同轴度不得超过φ0.015D(1/β-1)数值。
夹紧节流件用的密封垫片(包括环室与法兰、环室与节流件和法兰取压的法兰与孔板之间垫片),在夹紧后不得突入管道内壁。
为了正确确定工作温度下的β值,应采用已知热膨胀系数的材质制造测量管和节流件。
若测量管材质和节流件材质的热膨胀系数不一致,节流件的安装应保证夹紧后在受热情况下能自由膨胀,以免受形。
在测量精度要求较高的场合,为了满足上述安装要求,应将节流件、环室(或夹紧环)和上游10D及下游5D的测量管先行组装,检验合格后再接入主管道。
新装管路系统必须在管道冲洗后再进行节流件的安装
节流装置的各管段和管件的连接处不得有任何管径突变。
※典型节流装置安装范例
环室取压标准孔板安装图(Pg = 1~2.5MPa) 环室取压双重孔板安装图
环室取压标准孔板、喷嘴安装图(Pg = 6.4MPa) 环室取压标准孔板安装图(Pg = 10~16MPa)
文丘利喷嘴安装图法兰取压孔板安装图
钻孔取压(夹紧环)标准孔板安装图(Pg = 6.4,10.0MPa) JB82-59
钻孔取压(夹紧环)标准孔板安装图(Pg = 1.6,2.5MPa) JB81-59
平孔板(标准孔板)安装图(Pg = 0.25,1.0,1.6,2.5MPa)
整体式小环室孔板安装图
★节流装置规格单
订购时,应填好规格单;规格单与合同一起作为订货依据,数据必须正确无误,单位一致。
具体配置将根据用户在节流装置规格单填写的原始数据,由制造厂家计算后在节流装置规格单中填写,并经用户确认后与合同作为订货依据。