插入式流量仪表

规模生产效益,近二、三十年以来工程日益扩大,现场管径日益增大,如热电厂的工艺管道已大至5~6米,满管流量计因过于笨重,已难以适应技术的发展,早期应用以取样原理为基础的插入式流量计又受到青睐,近三十年来又被广泛用于流量测量。

规模生产效益,近二、三十年以来工程日益扩大,现场管径日益增大,如热电厂的工艺管道已大至5~6米,满管流量计因过于笨重,已难以适应技术的发展,早期应用以取样原理为基础的插入式流量计又受到青睐,近三十年来又被广泛用于流量测量。

一、原理

按流量的定义:, 只要能准确测量管道中的流速V,管道截面A,就可知流量qv。因此,凡是可以测流速的仪表均可成为插入式流量计。如:皮托管、双文丘利管、测管、涡轮、涡街、热式、电磁均可做为测量头,成为插入式流量计。其中以皮托管为基础的测直线上多点流速的均速管(亦称阿纽巴或巴类,),在近三十年来在大口径测量上曾风光一时,占有较大市场。
插入式流量计可以用极简单的方法,最低的成本,“解决”大管道流量测量的问题。看似好事,但弊已伏其中了。因为管道极大,十之八九不可能具有较长直管段,管内流速分布必然极其复杂(图4)、不仅没有规律,且有漩涡,怎么可能仅测一点或几点流速来涵盖整个截面的流速,准确地测量流量呢?因此公式中的平均流速 ,是很难用插入式流量计得到的,不少厂商只谈流速准确度而回避流速分布,有意或无意误导了用户。

双弯头后的流速分布

图5  均速管测量原理图

二、插入式流量仪表

1、测点速:通过测一点流速推算流量

凡是可测流速的仪表,如皮托管;双文丘里管;测管;插入式涡街、涡轮;热式------均可成为这类仪表。

特点:结构简单,安装维修方便,压损小,价格便宜,但准确度不可能高。

厂商宣传在风洞中标定仅是流速,由于管道内流速分布十分复杂,无助于提高流量准确度。

2、测直线上多点流速:主要为均速管(图5)、热式。

均速管问世已四十年,在横截面性状上不断推陈出新,不少于十余种,厂商都大肆炒作其优越性。其实均速管的应用必需与管道相结合,否则它就不是流量计。影响测量准确度的因素主要应该是管道,它的前直管段长度是否足够长(流速分布),及管道内径是否精确。而厂商往往回避这个问题。均速管的截面形状最初为圆形,因“阻力危机”问题,出现了菱形、弹头形----十多种形状,其实就测量准确度而言,截面形状的影响相对于现场应用条件是很小的,厂家的宣传往往过分夸大其词。

当管径大至1~2米;流速大于 10m/s,雷诺数Re一般将大于106,已越过“阻力危机” ,则流速计截面仍可用圆管,如当前火电厂一次风管口径已达4~5米,完全没有必要选用均速管,在国外已有成功的案例*12 。

三、影响准确度的因素(以差压式为例)

流量

式中    为速度分布系数;   阻塞系数; 干扰系数; 管道截面积
      输出差压; 流体密度; 流速计系数

(1) 速度分布系数   是在充分发展紊流条件下,由管壁粗糙度与Re所引起的误差的修正系数,基本可以定量分析,带来的误差大约在1~3%之间;

(2) 阻塞系数   是由于插入式仪表的测量杆(或均速管)及测量头,其迎风截面将改变管内的流速分布而引起的测量误差。研究表明:如果阻塞比S(仪表在管内的迎风截面/管道截面)小于0.02可忽略不计;  0.02<S<0.06可以修正,S>0.06时,尚缺乏修正数据。

(3)干扰系数   是由于阻力件的影响,流速分布为非充分发展紊流,直管段长度又不足,流速分布没有规律。由于阻力件及其组合成千上万,难以模拟重现,目前还无法定量进行修正,这是插入式流量仪表最不确定的因素,也是主要的误差源。

四、主要技术参数
(1)准确度  在很理想情况下,可达±2~3%;而在直管段较短(如火电厂)流量误差可达±30%以上,甚至完全无法测量。
(2)重复性  可以达到1%。
(3)工况上限  压力40mpa,温度500℃~600℃。
(4)压损很小,仅几十Pa。
(5)口径可低至25毫米,高至9米。
(6)结构简单,价格低廉,性价比高。
(7)安装维护简便,可不断流进行。

五、应用概况

近40年以来,插入式流量仪表以其结构简单、价廉、安装维护简便、压损小等特点深为用户欢迎,得到了很大的发展,在钢铁、冶金、电力、石化、市政工程-----等行业被广泛采用。但由于准确度低,厂商过分炒作,准确度难以达到士1%,使用中问题不少,特别强调的是不宜作为核算计量仪表;但如果现场条件不是过于苛刻,流场不存在漩涡,其重复性可能较好,仍可用于工控、监测系统。

评价!您认为该篇文章:

非常好          一般           没有价值

无需注册,直接提交,定期抽奖,祝您好运!

  • 转发至:
  • 收藏到QQ书签

相关报导