超聲波流量計(jì)生產(chǎn)公司 0411-87305712

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                內(nèi)文丘里管流量計(jì)在煤氣計(jì)量中的應(yīng)用

                內(nèi)文丘里管流量計(jì)在煤氣計(jì)量中的應(yīng)用

                楊濤    龐世強(qiáng)
                (大化集團(tuán)有限責(zé)任公司  大連開發(fā)區(qū)索尼卡電子有限公司)

                摘  要:本文介紹了新一代差壓式內(nèi)文丘里管流量計(jì)(專利產(chǎn)品)在焦?fàn)t煤氣上的應(yīng)用,收到了比較滿意
                的效果,是一種安全、可靠、計(jì)量準(zhǔn)確的計(jì)量?jī)x表。適用于各種臟污流體的工業(yè)測(cè)量場(chǎng)合。
                關(guān)鍵詞:差壓式流量計(jì)  內(nèi)文丘里管

                1、引言
                計(jì)量?jī)x表是計(jì)量和節(jié)能工作中十分重要的工具。
                 計(jì)量管理工作是企業(yè)管理工作的基礎(chǔ),當(dāng)前節(jié)約能源和節(jié)省資源已成為世界各國(guó)工業(yè)發(fā)展的重要課題。實(shí)踐證明,一個(gè)效益較好、自動(dòng)化水平較高的企業(yè),必定有一套比較完善、準(zhǔn)確的計(jì)量設(shè)施。加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)核算,一切用數(shù)據(jù)說(shuō)話,它不僅是確定物料平衡和能量平衡的基礎(chǔ),也是節(jié)能工作和經(jīng)濟(jì)核算工作的主要依據(jù)。
                 大化集團(tuán)煤氣二期工程投產(chǎn)后,向煤氣公司供應(yīng)煤氣,原采用了渦街流量計(jì),由于煤氣公司用氣量的大小取決于居民用氣的高峰期和低峰期,用量隨時(shí)改變,加之生產(chǎn)的波動(dòng),渦街流量計(jì)對(duì)流速要求較嚴(yán)格,必須保證6米/秒以上,低于6米/秒時(shí)儀表的準(zhǔn)確度無(wú)法確定,或者不指示流量,給工廠造成不少的經(jīng)濟(jì)損失。針對(duì)以上情況,經(jīng)過(guò)多方考證,我們采用了大連開發(fā)區(qū)索尼卡電子有限公司的新產(chǎn)品—NV2118內(nèi)文丘里管流量計(jì),對(duì)外供煤氣進(jìn)行改造,使用效果很好,計(jì)量準(zhǔn)確無(wú)誤,深受生產(chǎn)車間歡迎。
                2、內(nèi)文丘里管結(jié)構(gòu)與測(cè)量原理
                 內(nèi)文丘里管流量計(jì)屬于差壓式流量計(jì),但它不同于孔板、噴嘴和傳統(tǒng)文丘里管,它是由圓形測(cè)量管1和置于測(cè)量管內(nèi)的特型芯體2所構(gòu)成(參見圖1和圖2)。特型芯體是一個(gè)與測(cè)量管同軸的旋轉(zhuǎn)體,旋轉(zhuǎn)體的徑向外表面由前段圓錐面6、中段圓柱面7、尾段圓錐面8三部分構(gòu)成。特型芯體靠其支承軸9、10和測(cè)量管同軸的支承環(huán)3、4定位,用制動(dòng)件壓緊固定。支承環(huán)是由具有同軸的內(nèi)環(huán)、外環(huán)和將內(nèi)外環(huán)連成一體的3-4個(gè)支承肋構(gòu)成。在測(cè)量管壁的特定位置上設(shè)有取壓接頭5,測(cè)量管兩端是用于和現(xiàn)場(chǎng)工藝管道相連接的標(biāo)準(zhǔn)法蘭。

                 內(nèi)文丘里管與經(jīng)典文丘里管等差壓式流量?jī)x表的測(cè)量原理完全相同,都是以能量守恒定律—伯努利方程
                 ………….(1)
                和流動(dòng)連續(xù)性方程
                  …………………….(2)
                為基礎(chǔ)的流量測(cè)量方法。又因?yàn)閷?duì)于內(nèi)文丘里管有
                 
                 ………………………….(3)

                  ………………………(4)
                 
                ΔP=P1-P2…………………………(5)

                   ………………….(6)

                由1)(2)(3)(4)(5)(6)推出:
                 
                  …………………….(7)
                  
                 
                             ……………………(8)
                上式(7)、(8)中:Q--體積流量       M--質(zhì)量流量     C--流出系數(shù)     β--節(jié)流比
                ε--可膨脹系數(shù)  ΔP--差壓        ρ--流體密度

                3、內(nèi)文丘里管計(jì)量性能機(jī)理剖析
                 內(nèi)文丘里管性能機(jī)理,分析大致有以下幾點(diǎn):
                (1) 圓錐收縮段具有奇特的流動(dòng)調(diào)整功能。
                流體在文丘里管腔內(nèi)向前流動(dòng)的過(guò)程中,隨著過(guò)流截面的逐漸縮小,不但流速逐漸增大,
                壓力逐漸降低,而且使靠近管壁流動(dòng)具有速度較低的流體同接近管軸流動(dòng)具有較高的流體形成“混流”。這樣就使得在流入腔內(nèi)之前的非對(duì)稱的速度分布得以“糾偏”,并使原來(lái)的速度分布梯度愈來(lái)愈小,從而在節(jié)流件喉部得到差壓式儀表所需要的均勻速度分布。上述的流動(dòng)調(diào)整作用,內(nèi)文丘里管與經(jīng)典文丘管相似,但其調(diào)整力度(均流效果),內(nèi)文丘里管來(lái)得更大,效果更好。這是因?yàn)?,流體流經(jīng)經(jīng)典文丘里管,收縮時(shí)形成流體自管壁向管軸推壓,而流體流經(jīng)內(nèi)文丘里管,在收縮段形成自管軸向四周管壁推壓,強(qiáng)迫分流。因此,無(wú)論是對(duì)速度分布梯度的拉平作用,還是對(duì)非軸對(duì)稱流的“糾偏”作用,內(nèi)文丘里管都要強(qiáng)于經(jīng)典文丘里管。正是這種有效的流動(dòng)調(diào)整功能,才使得內(nèi)文丘里管的流出系數(shù)對(duì)雷諾數(shù)Re和直徑比β的變化越發(fā)的“鈍化”。
                (2)由內(nèi)文丘里管的結(jié)構(gòu)形式可知,流體流經(jīng)它的節(jié)流過(guò)程是漸變完成的,無(wú)驟然的收縮與擴(kuò)散,且節(jié)流部位無(wú)孔板(入口處)、噴嘴(出口處)那樣的銳邊,過(guò)流通道暢通無(wú)阻,無(wú)孔板、噴嘴那種“積污、納垢”之條件,所以它的流出系數(shù)穩(wěn)定,壓損小,抗介質(zhì)污染能力強(qiáng)。
                (3)內(nèi)文丘里管靠?jī)?nèi)置芯體沿軸向幾何廓形的變化與測(cè)量管內(nèi)圓的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)流體的節(jié)流。芯體幾何尺寸和公差可以嚴(yán)格地控制,是高測(cè)量精度的重要保障;可采用不同材質(zhì)制造,是適應(yīng)各種測(cè)量條件的主要原因。
                (4)內(nèi)文丘里管的幾何廓形可以在設(shè)計(jì)時(shí)依據(jù)測(cè)量條件,有針對(duì)性地予以調(diào)整,其中能將所適用的雷諾數(shù)下限拓寬,通過(guò)調(diào)整芯體幾何尺寸來(lái)實(shí)現(xiàn)。
                (5)內(nèi)文丘里管抗介質(zhì)污染力強(qiáng),在結(jié)構(gòu)上采取了兩項(xiàng)取壓防堵措施:一是在取壓口設(shè)置阻流件,使在取壓口處形成局部相對(duì)高壓區(qū),減少流體中污染物質(zhì)的駐入;二是對(duì)特別容易造成取壓口堵塞的介質(zhì),采用外均壓環(huán)和遠(yuǎn)傳取壓的結(jié)構(gòu)形式。我廠焦?fàn)t煤氣計(jì)量使用的內(nèi)文丘里管就同時(shí)采用了兩種防堵措施。

                4、內(nèi)文丘里管流量計(jì)在焦?fàn)t煤氣中的應(yīng)用 內(nèi)文丘里管流量計(jì)在我廠煤氣計(jì)量中配置差壓變送器、壓力變送器和溫度傳感器及流量積算儀。
                 各表參數(shù)如下:
                 (1)壓力變送器:PMC133-1R1R2P2F1S   0~10Kpa  4~20mA
                (2)溫度一次表:Pt100電阻體  WZB-231  0~100℃
                (3)差壓變送器:西門子TMF-4433 0~1.91KPa
                (4)內(nèi)文丘里管流量計(jì):NV2118(DN200)  0~4000m3/h
                (5)流量顯示表:SWP-LCD800系列
                流量積算儀參數(shù)設(shè)定如下:
                一級(jí)參數(shù):P20=0.5217kg/m3(實(shí)際為ρ15值)
                          K=2060.85
                              CLK=132
                二級(jí)參數(shù):
                b1=2     d2=2          PL=0
                b2=1     d3=2          PH=10
                b3=0     d4=0          CAL=0
                b4=0     P61=1         CAH=1.91
                b5=1     KK1=0        CAA=0
                dE=1     P62=1         dT=7
                b6=2     KK2=0        Dp=2
                c1=2     P63=1         DCA2=2
                c2=3     KK3=0        PV=18
                c3=0     SL=1          SV=12
                c4=1     SH=4000       AT=0
                c5=3     PA=101.33      KE=0
                c6=3     TL=0          SET=132
                d1=6     TH=100       

                5、結(jié)束語(yǔ)
                 經(jīng)過(guò)對(duì)內(nèi)文丘里管流量計(jì)的使用,我們感到該表有以下特點(diǎn):
                 (1)適用范圍寬,穩(wěn)定性好,安裝、維修維護(hù)方便。
                (2)動(dòng)態(tài)測(cè)量精度高,計(jì)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠。
                (3)可在工況惡劣情況下正常運(yùn)行(管內(nèi)臟污物較多情況下)。
                (4)清洗方便,清洗時(shí)可利用導(dǎo)壓管用蒸汽吹掃。
                根據(jù)以上特點(diǎn)和我們實(shí)際使用的體會(huì),內(nèi)文丘里管流量計(jì)是當(dāng)前煤氣計(jì)量表中比較理想的選擇,它優(yōu)于孔板和渦街流量計(jì),宜于大范圍的推廣選用。
                 

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