平衡流量計
一、概述
,流體在管道中輸送時,往往要流經(jīng)各種閥門,彎頭、三通、異徑管等阻流件,流體通過這些阻流件時,會產(chǎn)生各種擾動,影響正常的測量,使流量計帶來一定的現(xiàn)場安裝附加誤差,特別是傳統(tǒng)的差壓式流量計等更是如此,而新一代多孔平衡流量傳感器巧妙的將整流與測量合為一體,具有明顯的穩(wěn)定流場的作用,限度的降低附加誤差,使得實際使用精度與理論計算精度接近,是一種具有廣闊應(yīng)用前景的新一代差壓式流量計,可廣泛用于天然氣、化工、石油、鋼鐵、發(fā)電、造紙、印染、制藥等各行業(yè)。
二、測量原理
平衡流量計是一種節(jié)流式流量傳感器。它采用調(diào)整器式的孔板結(jié)構(gòu),可以應(yīng)用在上游有擾動流場因素的場合。平衡流量計是一種革命性的差壓式流量儀表,其工作原理與其他差壓式流量計一樣,都是基于密封管道中的能量轉(zhuǎn)換原理:在理想流體的情況下管道中的流量與差壓的平方根成正比;用測出差壓值根據(jù)伯努利方程即可計算出管道中的流量。平衡流量傳感器是一個多孔的圓盤節(jié)流整流器,安裝在管道的截面上,每個孔的尺寸和分布是基于特殊的公式和測試數(shù)據(jù)而定制的,稱為函數(shù)孔。當流體穿過圓盤的函數(shù)孔時,流體將被平衡整流,渦流被最小化,形成近似理想流體,通過取壓裝置,可獲得穩(wěn)定的差壓信號,根據(jù)伯努利方程計算出體積流量、質(zhì)量流量。
流量計算公式:


式中:qm ,qv——分別為質(zhì)量流量(㎏/s)和體積流量(m 3/s);
C——流出系數(shù) ;
ε——可膨脹性系數(shù);
d——節(jié)流件開孔直徑,m;
β——直徑比,β=d/D;
D——管道內(nèi)經(jīng),m;
ρ1——被測流體密度,㎏/m 3;
Δp——差壓,Pa;

三、特點
1、線性度高、重復性好
平衡流量傳感器具有對稱多孔結(jié)構(gòu)特點,能對流場進行平衡,降低了渦流、振動和信號噪聲,流場穩(wěn)定性大大提高,使線性度比孔板提升了5~10倍,重復性提高了54%,為0.15%,從其綜合性能來看,平衡流量計屬于高檔流量計行列。
2、直管段要求低
平衡流量傳感器由于流場穩(wěn)定,且壓力恢復比孔板快兩倍,大大所短了對直管段的要求,其前后直管段一般為前3D后1D,最小可以小于0.5D,從而省去大量直管段,尤其是特殊昂貴材料的管道。
3、減少壓力損失
多孔對稱的平衡設(shè)計,減少了紊流剪切力和渦流的形成,降低了動能的損失,在同樣的測量工況下,與孔板相比減少了2.5倍的壓力損失,從而節(jié)省了相當大的運行能量成本,是一種節(jié)能型儀表。
4、耐臟污不易堵
多孔對稱的平衡設(shè)計,減少了紊流剪切力和渦流的形成,從而大大降低了滯留死區(qū)的形成,保證臟污介質(zhì)順利通過多個孔,減小了流體孔被堵塞的機會。
5、可直接替換孔板
平衡流量傳感器與孔板具有相同的使用方法和外形,因此可以直接進行替換,不需要任何配管的變化和相關(guān)儀表的更改,很適合全廠能源計量改造中將孔板改為平衡流量計。
6、流量測量范圍寬
根據(jù)試驗結(jié)果,我們了解到:平衡流量計的性能,使其流速可以從最小到音速;其最小雷諾數(shù)可低于200,雷諾數(shù)大于10 7;β值可選0.25~0.90。
7、長期穩(wěn)定性好
由于其紊流剪切力的明顯減小,大幅度降低了介質(zhì)與節(jié)流件直接的摩擦,其β值長期保持不變,整個儀表無可動部件,因此可以長期保持穩(wěn)定性。
8、可測高溫高壓介質(zhì)
與孔板等節(jié)流裝置一樣,工作溫度壓力取決于管道和法蘭的材質(zhì)和等級,工作溫度可達850℃,工作壓力可達42MPa。
9、可測復雜工況介質(zhì)
由于其特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計,使其具有特殊的性能,它可以進行氣液兩相、泥漿,甚至固體顆粒測量。平衡流量可以測雙向流。
四、主要技術(shù)參數(shù)
1. 管道尺寸:15 ≤DN≤ 1200 mm
2. 公稱壓力:PN≤42Mpa
3. 工作溫度:-50℃≤t≤550℃
4. 量程比:1:10,1:15
5. 精度等級:0.5級,1級,1.5級
6. 參照標準:GB/T2624-2006、JJG640-94及流量測量節(jié)流裝置設(shè)計手冊
7. 連接方式:法蘭連接、焊接、螺紋連接
五、結(jié)構(gòu)形式
平衡流量計按其開孔個數(shù)分為:四孔式、多孔式。按其安裝方式又分為:法蘭連接、直焊式、夾持型一體化式等結(jié)構(gòu)。具體形式見下表:
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| 四孔式 | 多孔式 |
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| 一體化直焊式安裝 | 管道法蘭連接安裝 |
























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