摘要(yao):介紹(shao)了平(ping)衡流(liu)量計(ji) 的測(ce)量原(yuan)理和(he)主要(yao)特點(dian),分析(xi)了平(ping)衡流(liu)量計(ji)在實(shi)際工(gong)程中(zhong)的應(ying)用。
引(yin)言
　　流(liu)量是(shi)過程(cheng)控制(zhi)五大(da)參量(liang)(流量(liang)、壓力(li)、溫度(du)、物位(wei)、成分(fen)分析(xi)💋)中的(de)主要(yao)參量(liang)。由于(yu)介質(zhi)和工(gong)況的(de)複雜(za)性,使(shi)得流(liu)量🤞測(ce)量裝(zhuang)置種(zhong)類繁(fan)多,主(zhu)要指(zhi)标測(ce)量精(jing)度.重(zhong)複性(xing)、量程(cheng)比、直(zhi)管段(duan)🎯、永久(jiu)壓損(sun)等各(ge)有千(qian)秋。以(yi)孔闆(pan)、噴咀(ju)、文丘(qiu)裏爲(wei)代🌈表(biao)的傳(chuan)統差(cha)壓節(jie)流裝(zhuang)置曆(li)史悠(you)久、結(jie)構簡(jian)單、牢(lao)固、性(xing)能穩(wen)定可(ke)靠,并(bing)且得(de)到了(le)國際(ji)标準(zhun)化組(zu)織🈲的(de)認可(ke),是全(quan)世界(jie)通用(yong)的。然(ran)而,由(you)于設(she)計的(de)曆史(shi)局限(xian)性,以(yi)孔闆(pan)爲代(dai)表的(de)傳統(tong)節流(liu)裝置(zhi),明顯(xian)存在(zai)量程(cheng)比小(xiao)、精度(du)低、永(yong)久壓(ya)損大(da)、直管(guan)段要(yao)求高(gao)、需要(yao)進行(hang)磨損(sun)更換(huan)等缺(que)點。本(ben)文介(jie)紹的(de)平🏃‍♀️衡(heng)流量(liang)計對(dui)傳統(tong)節流(liu)裝置(zhi)進行(hang)了極(ji)大的(de)改進(jin),将節(jie)流原(yuan)理由(you)邊緣(yuan)節流(liu)改爲(wei)平衡(heng)節流(liu),是一(yi)種革(ge)命♈性(xing)的差(cha)壓式(shi)流量(liang)儀表(biao),因其(qi)卓越(yue)的性(xing)能,在(zai)實際(ji)工程(cheng)中有(you)廣泛(fan)的應(ying)用前(qian)景。
1測(ce)量原(yuan)理
　　平(ping)衡流(liu)量計(ji)(BFM)的工(gong)作原(yuan)理與(yu)其他(ta)差壓(ya)式流(liu)量計(ji)-樣💁,都(dou)是基(ji)☔于伯(bo)努利(li)能量(liang)守恒(heng)定律(lü)。節流(liu)裝置(zhi)是一(yi)個多(duo)孔的(de)圓盤(pan)節流(liu)整流(liu)器,安(an)裝在(zai)管道(dao)的截(jie)面上(shang),每個(ge)孔的(de)尺寸(cun)和分(fen)布基(ji)于獨(du)特的(de)公式(shi)和測(ce)試數(shu)據定(ding)制,稱(cheng)爲函(han)數孔(kong)。當💋流(liu)體穿(chuan)過圓(yuan)盤的(de)函數(shu)孔時(shi)，流🈲體(ti)将被(bei)平衡(heng)調整(zheng),渦流(liu)被最(zui)小化(hua),形成(cheng)近似(si)理想(xiang)流🐉體(ti),通過(guo)常規(gui)取壓(ya)裝置(zhi),可獲(huo)得穩(wen)定的(de)差壓(ya)信🈲号(hao),根據(ju)伯努(nu)利方(fang)程計(ji)算出(chu)體積(ji)流量(liang)、質量(liang)流量(liang)。計算(suan)體❤️積(ji)流量(liang)的公(gong)式如(ru)下
 
　　式(shi)中qv爲(wei)體積(ji)流量(liang),m3/s;C爲流(liu)出系(xi)數;ε爲(wei)氣體(ti)可膨(peng)脹系(xi)數;△P爲(wei)差壓(ya)值,Pa;d爲(wei)BFM節流(liu)孔直(zhi)徑,m;ρ爲(wei)介質(zhi)密度(du),kg/m3;β爲等(deng)效徑(jing)比✨，節(jie)流孔(kong)直徑(jing)與管(guan)道内(nei)徑之(zhi)比。
 
2主(zhu)要特(te)點
2.1測(ce)量精(jing)度高(gao)
　　由于(yu)平衡(heng)流量(liang)傳感(gan)器具(ju)有多(duo)孔結(jie)構的(de)特點(dian),能對(dui)流場(chang)♌進行(hang)平衡(heng)，降低(di)渦流(liu)、振動(dong)和信(xin)号噪(zao)聲,流(liu)場穩(wen)定性(xing)💰大大(da)的提(ti)高,表(biao)體采(cai)用特(te)制的(de)精密(mi)管道(dao)和專(zhuan)用取(qu)壓☁️裝(zhuang)置,使(shi)精度(du)比🌈傳(chuan)統節(jie)流裝(zhuang)置提(ti)升了(le)5~10倍。
2.2直(zhi)管段(duan)要求(qiu)低
　　平(ping)衡流(liu)量傳(chuan)感器(qi)能将(jiang)流場(chang)平衡(heng)調整(zheng)穩定(ding),且壓(ya)力恢(hui)複🙇‍♀️比(bi)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻傳統(tong)節流(liu)裝置(zhi)快兩(liang)倍,大(da)大所(suo)短了(le)對直(zhi)管段(duan)的🥰要(yao)求。大(da)多數(shu)情🔞況(kuang)下,其(qi)前後(hou)直管(guan)段爲(wei)前2D後(hou)1D,最小(xiao)0.5D.
2.3永久(jiu)壓力(li)損失(shi)低
　　平(ping)衡流(liu)量計(ji)多孔(kong)對稱(cheng)的平(ping)衡設(she)計,減(jian)少了(le)渦流(liu)的形(xing)成和(he)紊流(liu)摩擦(ca),降低(di)了動(dong)能損(sun)失,在(zai)同樣(yang)的測(ce)量🙇🏻工(gong)況下(xia),與傳(chuan)統節(jie)流🏃‍♀️裝(zhuang)置相(xiang)比減(jian)少了(le)2.5倍的(de)永久(jiu)壓力(li)損失(shi)🤟,接近(jin)文丘(qiu)裏管(guan),從而(er)節省(sheng)了相(xiang)當大(da)的運(yun)行能(neng)量成(cheng)本。
 
2.4量(liang)程比(bi)寬
　　與(yu)傳統(tong)節流(liu)裝置(zhi)相比(bi),平衡(heng)流量(liang)計極(ji)大提(ti)高了(le)測量(liang)㊙️量程(cheng)比👈。研(yan)🔅究結(jie)果顯(xian)示:雷(lei)諾數(shu)大于(yu)50000時,選(xuan)擇合(he)适的(de)孔徑(jing)參數(shu),平📞衡(heng)流量(liang)傳感(gan)器量(liang)程比(bi)不受(shou)限制(zhi)。根據(ju)工業(ye)測量(liang)實際(ji)應用(yong)🙇🏻需要(yao)，常規(gui)測量(liang)量程(cheng)比爲(wei)10:1,10:1以上(shang)可以(yi)用多(duo)個變(bian)送👨‍❤️‍👨器(qi)分段(duan)測量(liang),可使(shi)量程(cheng)比達(da)到👨‍❤️‍👨30:1,50:1或(huo)更高(gao)。
　　除了(le)上面(mian)介紹(shao)的一(yi)些特(te)點外(wai),平衡(heng)流量(liang)計還(hai)具有(you)重複(fu)性☔和(he)長🌈期(qi)穩定(ding)性好(hao)、耐髒(zang)污.不(bu)易堵(du)、測量(liang)範圍(wei)寬、适(shi)㊙️用範(fan)圍廣(guang)等特(te)點。
3平(ping)衡流(liu)量計(ji)的應(ying)用
　　由(you)于平(ping)衡流(liu)量計(ji)繼承(cheng)了傳(chuan)統節(jie)流裝(zhuang)置的(de)全部(bu)優點(dian),回避(bi)🚶了大(da)🈲部分(fen)缺點(dian),又在(zai)測量(liang)性能(neng)上有(you)質的(de)飛躍(yue)。平衡(heng)流✨量(liang)計✌️可(ke)以産(chan)生與(yu)孔闆(pan)接近(jin)的較(jiao)大差(cha)壓，便(bian)于信(xin)号測(ce)量;同(tong)時又(you)💃🏻可以(yi)使壓(ya)損降(jiang)🙇🏻至最(zui)小，節(jie)能降(jiang)耗,可(ke)以覆(fu)蓋90%的(de)流❗量(liang)測量(liang)點。其(qi)典型(xing)應用(yong)安裝(zhuang)圖🔴如(ru)圖3所(suo)示。
 
3.1大(da)量程(cheng)比流(liu)量測(ce)量
　　在(zai)一些(xie)工業(ye)應用(yong)場合(he),常需(xu)要大(da)量程(cheng)比的(de)流量(liang)測量(liang)。如🏃‍♀️蒸(zheng)🏃🏻汽管(guan)網的(de)貿易(yi)結算(suan)計量(liang),化工(gong)行業(ye)工藝(yi)寬量(liang)程比(bi)的流(liu)量測(ce)量,一(yi)些💚流(liu)體的(de)流量(liang)變化(hua)變化(hua)範圍(wei)很大(da)🈚,常常(chang)大于(yu)3:1,一些(xie)應用(yong)可達(da)6:1及以(yi)上,天(tian)然氣(qi)貿🏃‍♂️易(yi)結算(suan)時的(de)隻程(cheng)比可(ke)達10:1或(huo)更高(gao)。常規(gui)的流(liu)量儀(yi)如孔(kong)闆的(de)量程(cheng)比隻(zhi)有3:1,無(wu)法實(shi)現大(da)最程(cheng)比測(ce)量的(de)要㊙️求(qiu)。而平(ping)衡流(liu)量計(ji)由于(yu)寬雷(lei)諾數(shu)範圍(wei)和寬(kuan)量程(cheng)比,可(ke)以實(shi)現大(da)量程(cheng)比的(de)正确(que)測量(liang)。
3.2雙向(xiang)流量(liang)測量(liang)
　　平衡(heng)流量(liang)計節(jie)流裝(zhuang)置的(de)上下(xia)遊完(wan)全對(dui)稱,沒(mei)有标(biao)準孔(kong)闆的(de)下遊(you)斜角(jiao),因此(ci)可作(zuo)爲雙(shuang)向流(liu)體測(ce)量,完(wan)全解(jie)決了(le)🐅特殊(shu)👈工況(kuang)時雙(shuang)向流(liu)介質(zhi)的測(ce)量難(nan)題。其(qi)😘測量(liang)原理(li)及連(lian)接示(shi)意圖(tu)如圖(tu)4所示(shi)。
 
　　采用(yong)2台差(cha)壓變(bian)送器(qi) 進行(hang)差壓(ya)的測(ce)量時(shi),差壓(ya)變送(song)器的(de)正負(fu)壓側(ce)與流(liu)量計(ji)的引(yin)㊙️壓口(kou)連接(jie),一組(zu)爲正(zheng)向,一(yi)組爲(wei)反向(xiang);流向(xiang)的判(pan)斷由(you)變送(song)器的(de)輸出(chu)值得(de)出,測(ce)得介(jie)質流(liu)向正(zheng)向流(liu)那台(tai)變送(song)器輸(shu)出電(dian)流大(da)🌈于4mA,另(ling)一台(tai)輸出(chu)電流(liu)等于(yu)4mA。控制(zhi)系統(tong)通過(guo)💁對流(liu)向的(de)👈判斷(duan),分别(bie)對兩(liang)個方(fang)🏃🏻向的(de)流量(liang)進行(hang)累計(ji)。
 
3.3短直(zhi)管段(duan)流量(liang)測量(liang)
　　在工(gong)程應(ying)用中(zhong),由于(yu)受工(gong)藝流(liu)程、場(chang)所等(deng)因素(su)的限(xian)🏃‍♂️制💚,工(gong)藝管(guan)道♈上(shang)流量(liang)計的(de)直管(guan)段往(wang)往很(hen)短;對(dui)于價(jia)格昂(ang)貴的(de)工藝(yi)管道(dao),設計(ji)🚩時應(ying)盡量(liang)縮短(duan)工藝(yi)管道(dao)。标準(zhun)孔闆(pan)等節(jie)流件(jian)的安(an)裝一(yi)般要(yao)求前(qian)10D後5D,若(ruo)工藝(yi)✌️直管(guan)段不(bu)能滿(man)足要(yao)求則(ze)測量(liang)精度(du)會受(shou)到影(ying)響。如(ru)果采(cai)用平(ping)衡流(liu)量計(ji),不僅(jin)可在(zai)前2D後(hou)2D的情(qing)況下(xia)保證(zheng)💚精度(du),還可(ke)大大(da)節約(yue)貴金(jin)屬管(guan)道材(cai)料。
3.4大(da)口徑(jing)流量(liang)測量(liang)
　　在鋼(gang)鐵.焦(jiao)化行(hang)業中(zhong)的高(gao)爐煤(mei)氣、焦(jiao)爐煤(mei)氣的(de)流量(liang)⛷️計量(liang)中,這(zhe)類介(jie)質的(de)工藝(yi)管道(dao)口徑(jing)一般(ban)在DN1000左(zuo)右。其(qi)他常(chang)用的(de)大口(kou)✨徑流(liu)量測(ce)量裝(zhuang)置如(ru)插人(ren)式文(wen)丘裏(li)管、威(wei)力巴(ba)等都(dou)普遍(bian)存在(zai)一些(xie)不足(zu)之處(chu),如直(zhi)管道(dao)要求(qiu)長:前(qian)30D後15D甚(shen)至更(geng)😍長;精(jing)度低(di):在直(zhi)管段(duan)達不(bu)到要(yao)求時(shi),難以(yi)優♻️于(yu)士5%;輸(shu)出差(cha)壓小(xiao):約100Pa等(deng)。在平(ping)衡流(liu)量計(ji)☔上,通(tong)過增(zeng)加開(kai)📐孔數(shu)量,即(ji)使在(zai)直管(guan)短、壓(ya)力低(di)的工(gong)況下(xia),也能(neng)保證(zheng)測🐆量(liang)精度(du),同時(shi)降低(di)壓力(li)損失(shi)。通過(guo)采用(yong)多對(dui)取壓(ya)孔的(de)取壓(ya)形式(shi),.實現(xian)冗餘(yu)取壓(ya)，能夠(gou)有效(xiao)防止(zhi)取壓(ya)孔的(de)堵塞(sai),是大(da)口徑(jing)流量(liang)測量(liang)的理(li)想選(xuan)擇。
3.5高(gao)爐煤(mei)氣的(de)流量(liang)測量(liang)
　　平衡(heng)流量(liang)的結(jie)構特(te)點非(fei)常适(shi)合測(ce)量高(gao)爐煤(mei)氣。平(ping)衡流(liu)✨量計(ji)從設(she)計上(shang)減少(shao)了紊(wen)流剪(jian)切力(li)和渦(wo)流的(de)⭕形成(cheng),從而(er)大大(da)降低(di)了滞(zhi)留死(si)區的(de)形成(cheng);節流(liu)件開(kai)孔不(bu)易堵(du)塞,保(bao)證髒(zang)氣體(ti)可以(yi)順利(li)通過(guo)多個(ge)孔,多(duo)個小(xiao)孔流(liu)速很(hen)高,有(you)抽氣(qi)沖刷(shua)效果(guo),減少(shao)了流(liu)通孔(kong)被堵(du)塞的(de)機會(hui)。
　　此外(wai),在高(gao)溫高(gao)壓流(liu)量測(ce)量、低(di)溫氣(qi)體流(liu)量測(ce)量等(deng)流量(liang)🔞檢測(ce)🎯中,平(ping)衡流(liu)量計(ji)也有(you)着廣(guang)泛的(de)應用(yong)。
4結束(shu)語
　　平(ping)衡流(liu)量計(ji)的計(ji)量原(yuan)理和(he)其獨(du)特的(de)性能(neng),使之(zhi)提高(gao)了測(ce)量精(jing)度,有(you)利于(yu)物料(liao)的計(ji)量和(he)成品(pin)率的(de)提✉️高(gao);直管(guan)段要(yao)求低(di),節省(sheng)了一(yi)次投(tou)資;永(yong)久壓(ya)力損(sun)失☎️低(di),降低(di)了運(yun)行能(neng)耗,寬(kuan)的量(liang)程🆚比(bi)和長(zhang)期的(de)穩定(ding)性🈲是(shi)現場(chang)正确(que)測量(liang)的保(bao)證。通(tong)過在(zai)鋼鐵(tie)、石化(hua)等企(qi)業🏃‍♀️的(de)成功(gong)應用(yong),平衡(heng)流量(liang)計将(jiang)會成(cheng)爲一(yi)個非(fei)常合(he)适的(de)具有(you)實用(yong)價值(zhi)的流(liu)量檢(jian)測儀(yi)表。

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