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插入式气体流量计的设计原理和应用分析

时间:2020-11-11
1前言。
目前用于测量气体流量的装置主要是孔板、内置式、v型锥等节流式流量计。该流量测量装置的使用存在许多缺点,如停产安装、压力损失大、易堵塞、疏通困难等。以焦炉燃气为例,节流装置因燃气净化能力不足、杂质多、低温凝固沉积等原因堵塞。严重影响气体流量测量,节流装置管道堵塞。节流装置堵塞后,只能在工艺停止时疏通,维护困难,特别是大直径管道,需要大型起重机械和工具的协助才能完成拆装,费时费力。因此,有必要开发一种可以防止堵塞、压力损失低、可以在线安装和维护的插入式气体流量计。
 
2插入式流量计的工作原理。
插入式流量计是利用皮托管原理提取管道中心的流速,将其转换为流体体积的流量和质量的流量。用于测量介质管道中心的流速。包括取压管和取压头。取压管分别设有全压通道和静压通道。取压头在流动侧设有与全压通道连接的全压孔,回流测量设有与静压通道连接的静压孔。工作时,将插入式流量计的取压头插入管道中心,全压孔面向流体的流入方向,静压孔面向流体的流出方向。总压和静压之差是管道中心测量的压差,然后根据取压头的风孔标定曲线,计划结合这一点的标准偏差压力,根据标准偏差压力计算出流体的流量。同时,需要用压力变送器测量流体压力,用热阻测量流体温度,同时将标准偏差压力信号、压力信号和温度信号引入流量计算器或直流S系统。一方面计算压头流量方程,另一方面对流体进行压力和温度补偿,保证测量精度。
 
3插入式流量计的设计和安装。
3.1取下压力头。
挤出头是插入式流量计的重要组成部分,用于获得流体产生的压差信号。取压头设计成弧面。取压头插入管道中心时,前侧壁和静压孔与流体流入方向对齐,后侧壁和静压孔与流体流出方向对齐。阻挡部位于全压孔一侧的弧面上,可以促使流体从后壁流出,减少流向后壁的流体,即减少流向管道中静压孔的流体,增加压差,提高测量的稳定性和准确性。由于全压孔正对来流方向,孔内形成高压区,压力略高于管内压力,防止气体中的杂质进入全压孔,防止取压头堵塞。
 
3.2取压导电装置。
压力传导装置是将压力头产生的压差传递给压差变送器,实现物理信号转换的装置。压头通过两根导压管与上部三个阀组连接,三个阀组与差压变送器连接,测量压头两侧的标准偏差压力。三个阀组均采用3051型,可与市场上大部分差压变送器直接连接。压力导管设计成小截面,外径只有30毫米,使用时基本不会堵塞管道内的气流,管道内的气压损失小。
 
3.3密封固定装置。
密封座主要用于固定和密封插入式流量计。由于管道中的气体可能是有毒气体,泄漏气体可能造成严重事故,因此流量计的密封非常重要。密封固定装置主要由管道焊接底座、球阀、弹性密封圈和密封压紧装置构成。其中管道焊接基座直接焊接在管道上,实现流量计与管道之间的设备连接的球阀用于堵塞管道内的气体,实现流量计插拔前后管道的气体密封的弹性密封由耐腐蚀、耐高温的弹性石墨制成,其内径与压力导管的外径相同。流量计插入后,弹性密封圈被密封压紧装置压紧,弹性密封圈受力后变形,紧贴压力导管,实现气体密封。
 
3.4计算方法。
插入式流量计出厂前需要进行风孔标定,流量计的流量K是根据标准流量和标准偏差压力来计算的。在实际使用中,应根据流体的密度、压力和温度进行补偿。流量计算选择压差模型,其计算公式如下
 
其中m为品质流量,kg;k为流量;△p为压差值,kpa;⑥明为中密度,kg/m3;⑥明为介质的标准温度和压力密度,kg/m3。
 
3.5安装方法。
插入式流量计可以不间断地安装,也可以使用压力攻丝工具在线安装。安装时,只需在管道上打开直径为30mm的圆孔,将密封固定装置焊接在圆孔上,插入流量计即可。由于支持在线插拔的特点,因生产技术要求无法停止的计量点可以设置。插入管道前,计算插入尺寸,检查取压头的全压孔和静压孔的方向,确保两个取压孔的端部位于管道的中心线,即管道的中心线,使全压孔与流体的流入方向对齐,使静压孔与流体的流出方向对齐。
 
4结论。
上钢莱芜分公司采用插入式燃气流量计测量焦炉燃气、高炉燃气和混合燃气的流量。彻底解决了孔板等节流元件的安装、测量和维护缺点。具有测量数据准确、防止堵塞、压力损失低、在线安装维护等优点。是取代传统流量计的理想测量装置。使用插入式流量计测气后,测气数据更精准,生产更稳定,降低成本;为企业生产经营提供精准可靠的监测计量数据,有利于企业合理安排燃气,加强成本计算,降低能耗,提高效率。

 

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