孔板流量计在蒸汽计量中的应用

白一海　魏巍　刘永波　仝立远

摘要本文介绍了孔板流量计的工作原理及组成，并且阐述了各组成部分的作用及特点。分析了流体的基本实用质量流量方程。并以绝对压力的饱和蒸汽为例，叙述了孔板流量计的安装方法与注意事项及一般的维护知识和孔板流量计对蒸汽计量的特点。

关键词孔板流量计蒸汽计量

中图分类号：TQ056 文献标识码：A

0引言

随着我国大中型企业的不断深化改革，企业内部各分厂（车间）的经济效益独立核算。蒸汽计量工作已被越来越多的企业所重视，蒸汽计量关系到能源水泵的统计和考核，直接关系到产汽单位和用汽单位的经济效益。由于差压流量计结构简单、通用性强、使用寿命长、信号便于远传等特点，已被广泛应用。

1孔板流量计的测量原理及组成

1.1测量原理

管线里充满的流体沿直线节流装置，流束将在节流件处收缩，使流速加快，静压力降低，导致节流件前后产生差压。流速增大，差压也随之增大，因此，通过测量差压，可以确定流量。

1.2组成

孔板流量计由节流装置、引压导管、三阀组、差压变送器和二次仪表组成。

1.2.1节流装置

节流装置由节流和取压装置构成。标准节流件有三种类型，即：孔板、喷嘴、文丘利管。其中流体流过孔板所产生的压力损失最大，且孔板具有制造简单、适用性广、使用寿命长等特点，工业生产中广泛采用标准孔板。

1.2.2差压变送器

差压变送器是孔板流量计中的重要组成部分，它将节流装置的差压信号转变成电流信号，以便于二次仪表处理和运算。

1.2.3显示仪表

显示仪表将有效期压变送气产生的标准电流信号及其它装置产生的补偿信号进行开方并积算，显示瞬时流量、累计流量及其它参量。

2孔板流量计选用、安装和维护

2.1选用

（1）孔板的计算、加工一般委托仪表厂进行，而孔板的准确参数必须由计量部门提供。主要参数包括：测量介质的最大流量、测量介质的最小流量、平均表压力、平均温度、平均大气压、管道内径、管道材质、测量介质黏度、测量介质的水份以及管道安装方式等10项。

（2）差压变送器及压力变送器等在订购时应注意如下三点：

①测程必须与孔板的最大差压一致，或可调至孔板的最大差压。

②输出信号必须是0～10mA或4～20mA标准信号，以便于与显示仪表配合使用。

③对于需要温度、压力补偿的测量介质一定要配备温度测量仪表和压力测量仪表。

（3）应注意显示仪表和信号测量仪表配合使用。

2.2安装

（1）孔板安装时其“+”号应向着流束。对于未标“+”、“-”符号的孔板，安装时应注意孔板上的倒角在出气的一边。

（2）孔板上、下游侧应有足够长的直管段，通常，前直管段长10D，后直管段长5D（D为管道直径），否则，会产生很大误差。

（3）导压管应垂直或倾斜敷设，倾斜度不得小于1：12，导压管长度应尽量短，以减少压力损失，走丝不能太小，以减少摩擦损失。

（4）安装时应注意与测量登记表配套的三阀组的方向，特别对于那些未標明安装方向或高、低压阀手柄装反的更应仔细检查，以免给高度带来不应有的麻烦。

2.3维护

（1）差压变送器维护保养时，应正确操作位于它上部的三阀组，以避免压力单相过载冲击变送器的测量元件。

（2）对于孔板、导压系统及前后管道应定期排污。

（3）当工作条件改变或孔板开孔直角入口边缘的锐利度和垂直度、孔板端面平行度、光洁度等参数超差时，应及时对孔板进行修正和予以更换。

（4）当变送器因误操作，而受到单向工作压力时，应尽快使高低压室无压力，并调整零点，使输出电流变化不大于0.1mA。

（5）差压变送器容室“O”形密封圈拆装时，必须清除密封槽内垃圾，并用洗涤剂润滑。

因该水蒸汽是过热蒸汽，故应进行压力温度补偿，目前智能型仪表对流体密度采用两种不同方法，有的仪表是预先给定的密度值，再通过所测得的温度，有些仪表在软件中采用查表法或补偿法得到每一瞬间的液体密度值，此准确度高，鉴于此两种情况，我厂选用的二次仪表为罗斯蒙特厂生产的智能型仪表通用（压力、温度补偿）。

该孔板式流量计投入运行后，二次仪表运行稳定，数据可靠，对生产工艺中用气量的合理控制起到了重要作用，为节能降耗、增产提供了方便的条件。

3孔板流量计测量蒸汽的效果

水蒸汽是过热蒸汽，故应进行压力温度补偿，目前智能型仪表对流体密度采用两种不同方法，有的仪表是预先给定的密度值，再通过所测得的温度，有些仪表在软件中采用查表法或补偿法得到每一瞬间的液体密度值，此准确度高，鉴于此两种情况，我厂选用的二次仪表为罗斯蒙特厂生产的智能型仪表通用（压力、温度补偿）。

孔板流量计标准节流件是全世界通用的，并得到了国际标准组织的认可，无需实流校准，即可投用，在流量计中亦是唯一的。结构易于复制，简单、牢固、性能稳定可靠、价格低廉；应用范围广，包括全部单相流体（液、气、蒸汽）、部分混相流，一般生产过程的管径、工作状态(温度、压力)皆有产品。检测件和差压显示仪表可分开不同厂家生产，便与专业化规模生产。

4总结

在流量测量中，孔板式流量计具有结构简单、使用寿命长及价格低等优点，使板式流量计得到了普遍的应用，尽管在不同的情况下存在测量精度不高的现象，但在使用中如果注意满足孔板式流量计的使用条件和适用范围，孔板式流量计仍能达到?.5%的精度，目前仍然是一种较好的计量器具。

参考文献

[1]杜维,乐嘉华.化工检测技术及显示仪表[M].杭州:浙江大学出版社,2005.

[2]解怀仁,杨彬彦.石油化工仪表控制系统[M].北京:中国石化出版社,2004.