一体化节流式流量计操作/选型指南冀制00000154河北省标准计量技术发展中心一体化节流式流量计目录1、前言及外观介绍2、工作原理及依据3、产品特点4、量程扩展说明5、技术参数6、型谱7、安装和维护8、系统构成及设备选配9、流量范围10、前后直管段11、主选差压变送器及流量积算仪特点12、宽量程10：1计算书1 前言及外观介绍标准孔板和喷嘴作为节流件的流量测量装置是目前工业生产及贸易结算中应用最广泛的流量测量装置之一，是唯一不需实标的流量测量设备，具有结构简单、耐高温、使用寿命长、稳定可靠等优点，在目前的所有流量测量方法尤其蒸汽计量中仍占有最高的使用比例；但传统节流件不足之处是流量测量范围小、安装复杂以及堵、漏、冻等问题。

本产品力求充分继承传统节流件的优点，并利用现代技术和产品克服其缺点，为用户提供一个稳定、可靠、（准）免维护并有标准依据的流量测量方法。

一体化节流式流量测量装置外观介绍：一体化流量测量装置外形2 工作原理及依据充满管道的流体经过管道内的节流装置，流束将在节流件处形成局部收缩，于是在节流件前后产生了压力差（差压），根据流动连续性原理和伯努利方程可推导出差压与流量之间的关系：差压与流量间为函数关系q m=C/(1-β4)0.5επ/4d2(2ρ△P)0.5q m：质量流量；C：流出系数；d：节流件开孔；β：直径比d / D；ρ：流体密度；ε：可膨胀系数计算与加工方式完全符合GB/T 2624-1993 国家标准3 产品特点3.1 节流装置和差压变送器甚至压力、温度变送器做成一体，节约安装、维护工作量及费用。

3.2 采用抗冻式设计，对于蒸汽测量不需防冻液和保温处理，没有冷凝弯带来的水柱误差。

3.3 可在线补偿流出系数C、膨胀系数ε、工况管道内径D、工况开孔d等，使量程比达20：1。

3.4 45度取压阀便于清理取压孔（脏污或易结晶介质堵塞取压孔），也便于系统的在线维护。

3.5 节流件采用锻制不锈钢一体加工，确保了节流件的强度，并使可能的泄漏点为最少！3.6内嵌蒸汽计量专用软件（GB/T 2624-1993）和天然气计量专用软件（SY/T 6143-1996，AGA8）。

3.7采用HART协议作为信号传输，充分发挥了智能变送器的优良性能。

使量程得到实质性的扩展。

3.8提供不间断电源仪表箱，断电后系统仍可工作10～30天。

3.9预留压力传感器接口，避免了压力传感器的安装成本。

3.10采用防盗式取压阀和排污阀，适用于贸易结算。

4 量程扩展说明充满管道的流体流经管道内的节流装置，在节流件附近造成局部收缩，流速增加；在其上下游两侧产生压力差。

根据流动连续性原理和伯努利方程可推导出差压与流量之间的关系：q m=C/(1-β4)0.5επ/4d2(2ρ△P)0.5q m：质量流量；C：流出系数；d：节流件开孔；β：直径比d / D；ρ：流体密度；ε：可膨胀系数其中节流装置的流出系数C由Stolz方程给出。

当采用角接取压时：C=0.5959+0.0312β2.1-0.1840β8+0.0029β2.5(106/R eD)0.75+0.090L1β4(1-β4)-1-0.0337β3式中，R eD为管道雷诺数，R eD=4q m/πμD；μ为流体动力粘度；D为管道内径。

当介质为可压缩流体时，计算可膨胀性系数的公式为：ε=1-(0.41+0.35β4)△P/KP式中，K为流体的等熵指数；P为节流件上游的绝对静压。

d=d20(1+λd(t-20))D=D20(1+λD(t-20))式中，d20、D20分别为20℃时的节流件和管道内径；λd、λD分别为节流件和管道的线胀系数。

其中C和ε随△P（R eD）变化曲线见表1、表2，宽量程计算书见附表。

ε可膨胀系数ε和流出系数C，随差压变化示意图传统仪表难以实现这种多变量非线性的在线补偿计算，所以将公式简化为传统方法：q m=K(△P)0.5将C/(1-β4)0.5ε20.5π/4d2 简化为常数K，为了确保简化后的计算精度，同时考虑差变在小流量段的精度，所以节流式流量限定流量比为3:1。

●解决量程限制的手段1使用高精度差压变送器（0.075%），4~20mA输出和智能仪表，通过程序使C和ε随△P的变化而多段插值逼近，解决了上述计算问题，使量程比扩展为6:1~9:1。

如果在使用过程中超过了此量程范围，可重新计算来调整差压变送器和智能仪表量程，使实际量程比达到15:1。

●解决量程限制的手段2智能差压变送器和显示仪表间的信号传输采用HART协议作为信号传输，采用数字传输后可从差压变送器D/A电路前直接读取差压膜盒最大范围的△P值，发挥差压变送器全量程段的性能，同时嵌入蒸汽和天然气采用专用标准和软件，除补偿C和ε外，同时补偿d、D、等熵指数、运动粘度、压缩系数等。

使量程比扩展为10:1~20:1。

对于超出上述量程范围的数据没有任何意义，只能做为参考，如果要参考则必须在线调整差压变送器的零点，对于蒸汽必须通过取压阀调整“冷凝平衡”。

特别声明：1、以上扩展量程方法是在保证系统精度和国家标准范围内进行。

2、超越上述量程比时系统仍能继续测量，但不能保证标称精度，故不在讨论之中。

3、实际量程比需要根据具体工况并依据国标计算得出。

5 技术参数：β╳100）不带直管段Y-带直管段配套法兰材质：G-20＃钢；A-A3钢；B-lCrl8Ni9Ti；N-无法兰介质最高温度：1-100℃ 2-200℃ 3-300℃ 4-400℃介质最高压力：2—2.5Mpa 4—4.0MPa介质：Y—液体；Q—气体；Z—蒸汽；X—蒸汽向下安装；S—气体向下安装节流件形式：K—标准孔板；P—ISA 1932 喷嘴;N—耐磨孔板公称通径：02—DN25;05—DN50；06—DN65;08—DN80；10—DN100；12—DN125；15—DN15020—DN200；25—DN250；30—DN300; 35—DN350; 40—DN400; 450—DN450;50—DN500;60—DN600; 70—DN700; 80—DN800; 90—DN900; 99—DN1000;N-不安装差压变送器V-V10F变送器D-单独安装差压变送器（FCX）Y-压力变送器直接安装（FCX）无差压变送器（标记W）6型谱及用户咨询单6.1一体式节流式流量测量装置型谱说明1：无特殊要求，法兰材质：A3钢。

说明2：流量积算仪、压力变送器型谱请见另页说明3：定货时请提供《用户咨询单》一体式流量测量装置6.2用户咨询单注注注注④：可由厂家代填；注⑤：由厂家填填写；斜体可不填写，其它必须填写或钩选计算者签字/时间：用户确认签字/时间：7 安装和维护7.1外型图及安装示意图图1.蒸汽,水测量向下安装形式图2.蒸汽测量向上(室外安装)形式图3.DN300以下气体测量图4.DN350以上蒸汽测量图5.DN350以上（所有口径煤气）气体测量安装尺寸图1：单位:mm图2：单位:mm图3：单位mm图4：单位mm图5：单位mm介质流向7.2安装说明7.2.1在安装时，应注意流体流向并与管道轴线垂直安装，节流件前端面与管道轴线垂直度在±1°以内。

7.2.2节流件与管道必须同心，其同轴度（节流件中心线与上下游管道中心线之间的距离）不应大于（0.0025D）/（0.1+2.3β4）或小于（0.005D）/（0.1+2.3β4）。

7.2.3蒸汽、气体测量：，变送器部分位于管道上方，整体垂直度偏差须小于3°（否则会使冷凝器失去作用）。

蒸汽室内安装，变送器部分向下，但要注意停表后，表前不能存水。

7.2.4液体测量：变送器部分向下，整体垂直度偏差须小于3°（否则会产生零点误差）为排除垂直度带来的误差和预防“憋气”问题，当管道充满液体介质后应做“调零”，操作方法如下：开平衡阀—关取压阀—调差压零点—开取压阀—关平衡阀。

7.2.5三阀的使用与传统三阀组一样。

停用时：开平衡阀—（立即）关闭取压阀。

启用时：开取压阀—（立即）关闭平衡阀；开启排污阀时，应在开启平衡阀后进行。

注：上述“立即”为蒸汽测量时的操作，如果不按上述方法操作，会使差压变送器（人为）损坏。

7.2.6特别注意1：蒸汽测量时，三阀禁止同时处于开状态。

特别注意2：蒸汽测量向上安装时，安装位置必须处于良好通风环境。

7.2.7 前后直管段的长度不短于孔板计算书所列数据，否则会产生附加误差。

7.3 维护7.3.1防冻问题蒸汽：对于200℃以上蒸汽和-20℃以上环境，可不做任何防护，否则厂家免费加装保温板。

加装保温板后，最低环境温度为-25℃。

水：无抗冻功能，必须安装在0℃以上环境。

湿气体（湿度95%以上）：无抗冻功能，必须安装在0℃以上环境或仪表整体保温。

7.3.2 堵的问题对于脏物介质会产生“堵”的问题（整个装置为全不锈钢结构，自身不会造成“堵”），可通过装置或差变上的排污阀排污解决。

建议蒸汽用户在仪表启用后进行一次排污处理，蒸汽测量时禁止使用差压排污阀排污。

7.3.3煤气测量时维护的问题采用蒸汽清扫，方法如下：关闭双侧取压阀，卸下平衡阀并连接蒸汽管，开蒸汽，分别开关双侧取压阀，达到整体仪表清扫的目的。

注意1：中毒问题注意2：蒸汽温度不能长时间高于差变的最高工作温度，一般为120℃。

7.3.4零点漂移问题蒸汽测量时，如果的第一次排污不彻底或介质过脏，停汽时造成冷凝水回流通道不畅，产生零点漂移，解决方法：彻底排污，10％以下小信号切除（不影响工作时的精度）。

7.3.5 冷凝平衡：在蒸汽测量时，当关闭表后阀门时，表内仍维持冷凝循环，实现抗冻功能，这时应调整取压阀，使差压电流维持在3.98~4.00mA间，此调整用于小信号流量数据参考，不会影响仪表正常工作段的精度。

8 系统构成及设备选配8.18.2系统构成举例低成本：精度1%、量程比6：1常用型:采用智能差压变送器、量程比9：1、精度1%，配合不间断电源箱适用于供热贸易结算。

饱和蒸汽测量简便方案：压变直接安装在压力预留口。

采用多参数差压变送器、HART协议传输：量程比大于15：1、精度1%，未来主流产品。

9 流量范围2010 前后直管段10.1 所需直管段长度各种阻流件和节流件之间应安装的最短上游和下游直管段如下表所示：注：不带括号的值为“零附加不确定度”的值；带括号的值为“0.5%附加不确定度”的值；直管段长度均以直径D的倍数表示，它应从节流件上游端面量起。

11 主选差压变送器及流量积算仪特点11.1 FCX差压变送器高精度：0.075%、0.1%；宽量程比：100：1；测量范围极广：差压范围0-100(50)Pa-10Mpa；高稳定性和可靠性：3年免维护；温度、静压影响极小，可忽略不计；静压高：16Mpa、25Mpa、40Mpa；温度范围宽：环境温度:-40℃～+85℃；被测介质温度：-50℃～+140℃；基本品的接液膜片为哈氏合金C-276；带背光液晶表头（可选）；变送器功能可组态：线性²平方根²自由编程²PID调节；体积小，重量轻：3.5kg；符合现场总线标准：4～20mA/HART；电磁兼容性（EMC）符合IEC61000-4。