孔板流量计高速气体

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日前，在第四届GRC变速箱技术研讨会上，中国汽车研究中心吴志新博士向记者表示，随着我国汽车市场的高速增长，近五年来，乘用车市场的变速器产量年均增长23%；但由于我国汽车市场尚不成熟，手动变速器装车率较高，目前新下线的产品中，自动变速器装车率只有35%左右。“随着市场的进一步发展，到2015年末，自动变速箱装车比例将占整个乘用车市场份额的50%以上。”而来自IHS的预测总监黄方庆先生也认为，自2002年至2012年十年间，国内汽车合资企业的自动变速箱装车率已经达到50%，而自主品牌汽车企业的自动变速箱装车率则不到20%。其中酝酿中巨大的市场空间，由此而来的技术升级也更为艰巨。
(孔板流量计 高速气体)

摘要：介绍了孔板流量计的用途、概念、原理、优点和缺点；从测量误差偏大和偏小两个方面进行了误差分析并提出了解决办法。 1孔板流量计的用途 孔板流量计被广泛应用于化工、食品、煤炭、建筑、交通、轻纺、农业、医药、环境保护等领域，是改进产品质量、节约能源、提高管理水平和经济效益的重要工具。在过程自动化仪表与装置中，孔板流量计有两大功用：作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。 2孔板流量计的概念及原理 所谓孔板流量计，就是在管道内部加装一个中间开孔的圆板，然后测量蒸汽在孔板前后的压力差，经过计算换算出蒸汽的流量。因为蒸汽的流速在节流件处（孔板）形成局部收缩，静压力降低，流速增加，于是在节流件前后便产生了压差。 根据流动连续性方程（质量守恒定律）和伯努利方程（能量守恒定律），流量的大小与差压的大小存在一定的比例关系：M2∝ΔP。式中，M为流量；ΔP为差压。 通过引压管将差压信号引入差压变送器，差压变送器将差压信号送入流量积算仪，积算仪将差压信号换算成流量信号。同时通过温度和压力传感器测出蒸汽的温度和压力，积算仪根据当时的温度和压力计算出补偿后的流量。 制造一个孔板流量计需要以下参数：管道的口径（管径×壁厚）；孔板流量计测量的介质；被测介质的工作温度；被测介质的工作压力（最大压力、最小压力、正常压力）；被测介质的工作流量（最大流量、最小流量、正常流量）；被测介质的黏度。 3孔板流量计的优点和缺点 孔板流量计的优点：第一，适用于较大口径管道的计量（目前口径大于DN600mm的流量计一般只能选用孔板）；第二，经久耐用；第三，标定全面；第四，价格便宜。 孔板流量计的缺点：第一，对节流装置、引压管、冷凝罐安装要求很高，安装较为复杂。第二，孔板流量计整体校验比较困难，目前只能对差压传感器、压力传感器、温度传感器单独进行校验，整体的精度难于确保。 4实际使用情况 现在热电联产的供热形式已广泛应用于大中供热公司，主要的优点是有热源有保证，而且价格低廉。我公司采用这种形式供热已多年，从电厂到换热站的蒸汽管道，在电厂出口处安装了一个DN600mm孔板流量计，用于测量蒸汽的流量和用量。该流量计从开始使用到现在已将近20年，在这期间，由于各种方面的原因，曾经出现过各种各样偏大或偏小的误差，我们采取了各种对应的措施。根据笔者的记录，总结了一些经验，仅供大家参考。 5负误差的分析及解决办法 5.1孔板安装不正确 孔板的尖锐一侧应该迎着流体流向为入口端，呈喇叭口形的一侧为出口端。如果装反，显示将会偏小许多。 解决办法：检查孔板安装方向，正确安装孔板。 5.2孔板入口边缘磨损 如果孔板使用时间较长，特别是在被测介质夹杂固体颗粒等杂物情况下，都会造成孔板的几何形状和尺寸的变化，如果造成开孔变大或开孔边缘变钝，测量压差就会变小，流量显示就会偏低。 解决办法：对孔板进行重新加工，使开口达到要求；严重时进行更换。 5.3变送器零点漂移 如果使用时间较长，变送器的零点可能会发生漂移，如果是负漂移，显示的差压将会减小，显示的流量也会减小。解决办法：对变送器的零点进行校正。 5.4上下游直管段长度不够 上下游直管段长度如果不够，气体将得不到充分发展，会使计量结果造成较大误差，如果上游在规定直管段内存在多个弯头，将使计量结果偏低。 解决办法：改造蒸汽管道，使上下游直管段长度达到规定要求。在节流装置之前加装整流器。 5.5差压变送器的三阀组漏气 如果三阀组中的高压阀或平衡阀漏气，将会导致测量差压减小，测量结果就会偏低。 解决办法：如果三阀组中的高压阀门漏气，将该阀门进行紧固，必要时进行更换。如果三阀组中的平衡阀内漏，将该阀门进行紧固，必要时进行更换。 5.6隔离液液位高度不等 引压管中从冷凝罐到差压变送器中的液位是为了将高温介质与差压变送器隔开，保护差压变送器。如果低压侧液位高度低于高压侧液位高度，将导致测量差压减小，测量流量就会减小。 解决办法：检查高低侧冷凝罐的高度是否一致，如果不一致，进行校正。检查冷凝罐的高度是否高于蒸汽管道，如果低于管道，将冷凝罐的高度抬高。 6正误差的分析及解决办法 6.1流通截面积的变化 在现场使用中，孔板表面可能会黏结上一层污垢或杂质，导致流通截面积变小，测量差压就会增大，从而测量流量增大。 解决办法：检查孔板周围是否干净，对其进行清洗。 6.2变送器零点漂移 如果使用时间较长，变送器的零点可能会发生漂移，如果是正漂移，显示的差压将会增大，显示的流量也会增大。 解决办法：对变送器的零点进行校正。 6.3上下游直管段长度不够 上下游直管段长度如果不够，气体将得不到充分发展，会使计量结果造成较大误差，如果上游在规定直管段内存在单个弯头或平面双弯头，将使计量结果偏高。 解决办法：改造蒸汽管道，使上下游直管段长度达到规定要求。在节流装置之前加装整流器。 6.4孔板厚度不符合规定 标准中规定孔板厚度应介于孔板开孔厚度e与0.05D之间。如果超出这个范围，将使气体流过孔板的阻力损失增大，使计量值比实际值偏高。 解决办法：检查孔板厚度，如果超出这个范围，进行更换。 6.5差压变送器的三阀组漏气 如果三阀组中的低压阀漏气，将会导致测量差压增大，测量结果就会增大。 解决办法：如果三阀组中的低压阀门漏气，将该阀门进行紧固，必要时进行更换。 6.6隔离液液位高度不等 引压管中从冷凝罐到差压变送器中的液位是为了将高温介质与差压变送器隔开，保护差压变送器。如果低压侧液位高度高于高压侧液位高度，将导致测量差压增大，测量流量就会增大。 解决办法：检查高低侧冷凝罐的高度是否一致，如果不一致，进行校正。检查冷凝罐的高度是否高于蒸汽管道，如果低于管道，将冷凝罐的高度抬高。 7结论 总的来说，孔板流量计的测量误差主要是由以下3方面的原因引起的：安装不规范、维护不及时或误操作、工艺系统或工况改变。在孔板流量计的使用过程中，如果发生误差，可以从这3方面进行分析，然后寻找解决的办法。 （1）针对安装不规范的问题，在安装孔板流量计前，一定要把蒸汽的情况（设计温度、设计压力等）、管道的情况、引压元件的情况、传感器的情况了解清楚，根据孔板流量计安装规范，制定准确的安装方案。在安装孔板流量计时，要严格按照安装方案进行施工。在安装孔板流量计后，要经常对各个安装部件进行检查，确保测量的精度。 （2）针对维护不及时或误操作的问题，对孔板流量计的部件，尤其是取源部件，要经常进行位置精度检查，保证差压传感器所显示的差压是孔板测得的真实差压。在平时对流量计进行操作时，要严格按照操作规程来做，避免误操作，给表计带来损坏。 （3）针对工艺系统或工况改变的情况，在使用过程中，要及时对二次仪表的参数进行修改，避免因换算错误给测量带来误差。
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5、测量精度1.0级1.5级
6、被测介质温度:常温–25℃～100℃
7、高温–25℃～150℃-25℃～250℃
8、输出信号脉冲电压输出信号高电平8～10V低电平0.7～1.3V
9、脉冲占空比约50%,传输距离为100m
10、脉冲电流远传信号4～20mA,传输距离为1000m
11、仪表使用环境温度:-25℃～+55℃湿度:5～90%RH50℃
12、材质不锈钢,铝合金
13、电源DC24V或锂电池3.6V
14、防爆等级本安型iaIIbT3-T6
15、防护等级IP65
涡街流量计产品应用：涡街流量计广泛适用于石油、化工、冶金、热力、纺织、造纸等行业对过热蒸汽、饱和蒸汽、压缩空气和一般气体（氧气、氮气、氢气、天然气、煤气等）、水和液体（如：水、汽油、酒精、苯类等）的计量和控制.
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5、调零：吹扫安装完成后，将三阀组中间阀开启，此时差压值应为零，如果不是，就必须要归零，方法是按住左下角按键不动20秒钟，松开后即可。
6、最后将三阀组中间阀慢慢关闭（必须关严），正负引压管上部的截止阀全部开启，孔板即可正常工作。
7、安装同轴度要求：节流件与管道必须同心，偏心距离不大于0.0025D，用户在焊接操作时应予注意或采取必要的措施。
8、孔板一般都要配合差压变送器使用，导压管与差压变送器连接时要注意正负压不要装反，“H”为正，“L”为负；
9、正负取压口引出的导压管在任何情况下都要保持平行；
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E）引压管路应有牢固的支架托承，两根取压管路应尽可能互相靠近并远离热源或震动源，测量水蒸汽流量时，应用保温材料一同包扎，必须时（如气温0℃以下）加伴热管防止结冰。在测量脏污流量时，应附设隔离器或沉降器。
F）引压管路内必须始终保持单相流体状态。被测流体是气体时，引压管路（包括差压计的压力腔）内全部是气相；被测流体是液体时，引压管路内全部是液相，不能有气泡。为此应在引压管路的低点装排水阀或在zui高点装排气阀，在新装或检修差压变送器时时应特别注意。
二、孔板流量计安装注意事项
（1）仪表安装前，工艺管道应进行吹扫，防止管道中滞留的铁磁性物质附着在仪表里，影响仪表的性能，甚至会损坏仪表。如果不可避免，应在仪表的入口安装磁过滤器。仪表本身不参加投产前的气扫，以免损坏仪表。
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差压式孔板流量计安装注意事项：
1、流量计要与管道同心。
2、垫片要与管道同心，不能凸出于管道中。
3、两根导压管的最高端的高度要一致。
4、要有取压的根部阀（截止阀）。
6、气体的导压管应向上引出，液体的应向下引出。
差压式孔板流量计安装的正确与否直接影响其对测量的精确程度。
1、标准节流装置的使用条件
①流体必须充满圆管，并连续不断的流经节流装置；
②流体在物理上和热力学上必须是均匀的单相流体；
③流体流经节流装置时不得发生相变；
④节流装置所测得流体必须是稳定流，或可看作是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；
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一、孔板流量计安装基本要求：
孔板蒸汽流量计计量精度高，稳定性好，适用于贸易结算，安装不受外界信号干扰，耐压耐高温的一种产品、
（1）．对于新设管路系统，必须先经扫线后再安装标准孔板，以防管内杂物堵塞或损伤标准孔板。（2）安装前应仔细核对标准孔板的编号、位号、规格是否与管道情况、流量范围等参数相符。在取压口附近标有“+”的一端应与流体上游管段联接，标有“—”的一端应与流体下游管段联接。（3）．标准孔板的中心线应当与管道中心线同轴。
二、孔板流量计的安装对管道的要求：
（1）．孔板流量计安装时应配有一段测量管,至少保持前10DN、后5DN的等径直管段，以提高测量精度。（2）．在孔板流量计前后若需安装阀门，选闸阀且在运行中全开；调节阀则应在下游5DN之后的管路中。（3）．引压管路的内径与管路长度和介质脏污程度有关，通常在45米以内用内径为8-12mm的管子。（4）．测量液体流量时引压管水平段应在同一水平面内。若是在垂直管道上安装节流件，引压短管之间相距一定的距离（垂线方向），这对差压变送器的零点有影响，应通过“零点迁移”来校正。（5）．引压管路应有牢固的支架托承，两根取压管路应尽可能互相*近并远离热源或震动源，测量水蒸汽流量时，应用保温材料一同包扎，必须时（如气温0℃以下）加伴热管防止结冰。在测量脏污流量时，应附设隔离器或沉降器。（6）．引压管路内必须始终保持单相流体状态。被测流体是气体时，引压管路（包括差压计的压力腔）内全部是气相；被测流体是液体时，引压管路内全部是液相，不能有气泡。为此应在引压管路的zui低点装排水阀或在zui高点装排气阀，在新装或检修差压变送器时时应特别注意。
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