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1 孔板流量計的使用要求
孔板流量計(流量與差壓的平方成正比)的使用條件、使用范圍和對管道的要求:
(1) 流體:應是單相、均質的牛頓流體,在通過節流裝置時不發生相變和析出雜質,在節流裝置中不得有任何形式的物質黏附或聚集。
(2) 管道:僅適用于圓管,管徑大小有一定限制,上下游有很長的直管段,而且節流件上游10D、下游4D直管段的內表面粗糙度、圓度要嚴格符合具體規定。
(3) 流態:流動應是連續、穩定的,不是脈動流;在受到節流元件影響前已形成典型的、充分發展的流速分布(紊流速度分布),流線與管軸線平行,不得為旋轉流。
2.1 量程比
由于結構特點,孔板流量計是通過節流元件來完成測量的,所以其量程比通常只有1:3,zui高可達1:10,而超聲波流量計沒有任何阻流件,其量程比可達1 :200。
這兩個數據表明:如果實現一種測量方案,假定其流量范圍是從1m3/h ~ 40m3/h, 使用超聲波流量計只需要一路工藝計量回路就可以實現,如果采用孔板流量計,需要多路才能實現。
2.2 壓損
由于孔板流量計的結構有阻流件,超聲波流量計沒有阻流件,那么顯而易見:孔板流量計的壓損很大,超聲波流量計壓損實際可以忽略不計。節流裝置能耗計算如下:
以下以1 個典型用戶用氣參數進行能耗計算:用氣量160× 104m3/d,用氣壓力0.6MPa。
節流裝置壓力損失計算式:(zui大刻度差壓50kPa、β =0.68)
δP=(1-0.24 β -0.52 β2-0.16 β3)Δ P
=0.5486×50
=27.43kPa
節流裝置能耗計算式:(壓縮機效率η =0 .8 )
W= δ p ×QV/ η
= 27430×18.5185/0.8
=634953W
2.3 精度
孔板流量計的計量精度理論上可以達到1%,但是通過大量的實踐證明,由于孔板流量計抗*力較差,現場精度zui高能達到2%,一般情況下在3% 左右。超聲波流量計的精度則可以達到0.5% 甚至更高。
2.4 測濕氣體
孔板流量計不適合測量濕氣體;若被測氣體為濕氣體,那么在孔板流量計的前端容易積液,使得上下游差壓產生變化,而孔板流量計正是根據上下游的壓差來測量流量的,如果差壓產生變化,則孔板流量計不可能準確測量氣體的流量。超聲波流量計具有自檢測功能,如果所測量氣體為濕氣體,對超聲波流量計產生影響時,儀表本身可以修正,因此超聲波流量計適用于濕氣體的測量(濕氣體體積組分含量低于5%)。
2.5 流速分布的影響
孔板流量計由于結構原理的限制,要求測量時流速分布均勻,但是由于現場計量管路的復雜性,氣體在管路的流速分布是不可能均勻對稱的,因此孔板流量計對流速分布不對稱非常敏感。
超聲波流量計可以修正流速分布不對稱的現象。
2.6 工藝管路復雜性比較
對于孔板流量計,由于量程比窄,計量管路多,而且上、下游直管段長,現場工藝管路復雜。
超聲波流量計量程比寬,上、下游直管段短,工藝管路簡單。
2.7 維修維護率比較
孔板流量計有阻流件,上游易積液、對高含硫的天然氣,其孔板磨損快,維修維護率高。
超聲波流量計無可動部件,特殊材料的超聲探頭可以抗H2S 的腐蝕,維護簡單。
3 長期使用的比較
(1) 精度變化
孔板流量計由于長期使用,孔板入口邊緣磨損,孔板彎曲變形,都會使精度喪失。
超聲波流量計由于無磨損、無示值漂移現象,可以長期保持較高的精度。
(2) 臟污的影響
由于孔板流量計由節流件,長期使用時,臟污物將堆積在孔板的上游,造成差壓信號不準,直接影響計量精度。臟污和孔板鈍化可造成計量偏差2~10% 以上。
超聲波流量計為中空管段,探頭在儀表上部,臟污不易影響探頭工作,不會影響計量精度,而且流量計可以檢測臟污情況并修正和報警提示、及時進行清洗。
(3) 故障排除
由于孔板流量計的儀表特性取決于節流件的幾何形狀和尺寸,需要經常檢查節流件,一旦節流件發生變化就必須更換,節流件的壽命取決于氣體的組分、流量及壓力。
超聲波流量計本身具有很強的自診斷功能,一旦不在正常狀況就會報警,并自動記錄報警期間的數據,超聲探頭的使用壽命至少為8年,并可在線更換。
(4) 備品備件
孔板流量計由于節流件經常磨損、變形,因此需要備多套節流件;超聲波流量計只需要備一套探頭,可替換使用。
(5) 日常維護
孔板流量計需要經常維護,并檢查節流件的幾何尺寸等參數。在線更換孔板后很難保證不泄漏,使壓差不準,難以保證計量精度。超聲波流量計則可免維護,自檢功能強大。
(6) 強檢周期
孔板流量計一年一檢,一般采用幾何檢定法。超聲波流量計3年一檢,可以實現在線標定。
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