A+K平衡流量计的独特性能讲义

1、A + K平衡流量计的独特性能和典型应用 周仁（上海科洋科技发展有限公司，上海200120） 槪要：A+K平衡流址计采用7到63孔多孔孔板，使流体平衡节流，与标准孔板相比，大大缩短J直管 段，从而大大减少了误差并提高了检测精度。上海科洋科技发展有限公司为在A + K技术上取得国际领先地 位做出了许多努力。 关键字：A+K平衡流量计,BFM （平衡流址计 A + K平衡流量计的独特特性和典型应用 周仁 （上海科扬科技发展有限公司上海，200120） 抽象:A+ K平衡流量计使流体平衡并节流的通过使用763个孔的多孔孔。它大大缩短 了直线长度，因此减少了比标准孔口更多的错误，并提髙了检测精度。上海

2、凯扬科技发展有 限公司为了使A+K技术领先国际标准，我们进行了全方位的努力。 关键词:A+K巴矛状流疑计：BFM （平衡F升流量表） 1 A + K平衡流量计是一种新型差压节流装置 1.1A+K平衡流量计的开发 A + K平衡流量计是美国A + FlowTek公司与上海科洋科技发展有限公司的合作产品。 该产品使用NASA马歇尔太空飞行中心来瞄准目标航天飞机的主要引擎原材料为液氧测虽而 设讣和发明的新型差压流疑传感器。这项技术是通过平衡优化讣算使流体流经多孔孔而达到 平衡廿流，因此称为平衡流量计（BFM：平衡流量计）。美国A + FlowTek公司已经对上海 科洋科技有限公司的每个传感器进行了优

3、化，以确左并提供加工图纸。此外，A + K平衡流 屋计还获得了美国和中国的专利证书。因此，上海科阳科技发展有限公司生产的A + K平衡 流量计是美国在中国的唯一真实技术合作伙伴和代理商。 1.2A + K平衡流疑计的测量原理 平衡流量节流装垃的设计原理基于伯努利的能量守恒立律，以实现雷诺数和动疑平衡。 核心技术是通过一特殊的优化设il哆孔盘节流整流器传感器（平衡流量传感器）与工作条件 的流场相匹配，以完成英卓越的性能（看图片1个）。平衡流量传感器对于每个孔形状，大 小和分布是基于独特雷诺数，动量平衡公式总和实际流虽测试数据，通过流程模拟优化技术 （QMC / MIMT）自左义，称为功能孔（功能

4、孔）。当流体通过圆盘的功能孔时，流体将被 平衡和调节，涡流将被最小化以形成曲线图2显示理想流咼领域，通过取斥装置获得稳左的 压差信号。 图1 A+K平衡流址汁结构示总图 4 K 卜衡幘叶衙澄场.减少阀澄和用力M失 图2标准孔板和平衡流爲计的流场示意图 1.3 A + K平衡流量计的计算公式 平衡流量计与标准孔板和文丘里管相同，根据伯努利方程计算体积流量和质量流量。 质量流量计算公式如下： (1个) 哪里q宋-实测流量，公斤sd c- (BFM)流出系数； s-BFNI气体膨胀系数； p-实测压差值，Pa： Pi个-流体介质的密度千克米J： -BFM当量孔直径，m： ”-BFM当量直径比是当量孔

5、口直径与管道内径之比。 体积流量计算如下： 哪里卩-测量体积流量时在温度和压力下的流体密度，千克米 qv体积流量米3-s-* 2平衡流量计的典型应用 2.1双向测量 A + K平衡流节流装巻的上游和下游是完全对称的，没有标准孔的下游斜而，因此，它 可以用作双向流体测量，完全解决了特殊工况下双向流动介质的测量问题。看图片3。 双冋流测量 例如，贝壳煤炭气化炉的蒸汽流量测量，由于SCGP设备使用共用汽包，当负载低或高 时，两侧汽包的液位差异太大，导致双向流动。因此，可以使用双向流量测量装1来测量向 前方向的蒸汽流量和反向方向的蒸汽流量，从而解决了困扰多年的双向流量测量问题。 在应用中，可以使用同一

6、压差变送器测量正向和反向流量，或者可以根据最大正向和反 向流量选择两个压差变送器。以下是流量测量方法。 一台发射机实现双向流测量。 当正向和反向最大流虽:相同时，可以使用相同的压差变送器测量双向流戢。 使用二两个发射器实现双向流测量。 当正向和反向流速不相等时，或者需要两个显示仪表分別显示正向和反向流速时，可以 使用两个差压变送器连接到相同的取压力口。两个压力端口和两个差压变送器也可以用于实 现双向流量测量。 2.2大量程比可满足用户的各种需求 在某些应用中，通常需要大量程比的流量测量。例如，在石化工业过程中，某些流体的 流量变化范囤很大，通常大于3： 1,有些应用可以达到6： 1及以上。天然

7、气贸易结算的成 交比可以达到10： 1或更髙。传统流量计无法实现大量程比的测量要求。标准孔板的调节比 为3： 1,与标准孔板比平衡流量计由于雷诺数范用宽和基本范国比宽，可以实现大范用比的 精确测量。 2.3盯气门部件可在线更换以实现多种范用 与节流阀类似的平衡流虽:计流量阀产品，可更换在线平衡流疑传感器，以满足首次验证 和定期验证的要求，适用于天然气等连续流动介质的远距禽测量，测量量程比可以达到100： 1以上，一套BFM相当于两个标准孔板的范隔直管段比孔板短10倍，使用寿命是孔板的 5倍。 越用变送!H 介巫沌向 (illi!) 图4平衡流虽计虽阀 2.4低压损失降低了能耗 天平流量计的多孔

8、对称天平设计减少了涡流的形成并减小了流阻，从而大大减少了动能 的损失。与标准孔板相比，在相同的工作条件下，使用相同的压差值，平衡流量计可以将永 久压力损失降低1/2至1/3,从而节省了运行能源成本。因此平衡流量计是一种典型的节能 仪器。 2.5提髙仪器精度并讣算节能量 平衡流量汁的多孔结构平衡了流型，稳左了流出系数，减少了涡流，振动和信号，并大 大提高了测量精度。A + K平衡流量计的精度由上海工业自动化仪表研究所测量0.3% 0.5% （标准孔板为1%）。 对于流量计，提高英精度是节能，减排和降低能耗的重要措施。以下是用于节能和减少 能耗的两个具体计算： 【例子一】DN200蒸汽管，压力p=

9、 IMPa （表压），蒸汽流量v= 31.6m / s,熬汽单价 设定为0.15元/ kgo 根据流量v= 31.6m / s,管道的内径和IMPa （表压）下的蒸汽密度，蒸汽质量流疑可 以讣算为19767kg / h。如果将测量精度提高0.7%并以300天/年的价格汁算，由于精度提髙 而需要支付的费用更少： 19767 * 0.007 * 24 * 300 * 0.15 = 149439 元/年。 通过以上计算可知，由于采用了高精度流疑计，该系统每年可减少能耗近15万元，并减 少了不必要的蒸汽浪费。 【例子二】DN200废水排放管，当流速v = 1.5m / s时，流速Q = 169341k

10、g / h 如果将讣量仪器的精度从1%提高到0.5%,则每年可以减少6.000吨废水排放（以300 天计算）。计算如下： 169341 * 0.5%* 24 * 300 = 6069276 （kg /年）=6069.3 （t /年） 2.6短宜管长度条件下的测量精度髙 在工程应用中，只能通过满足节流装置直管段的长度要求来保证测疑精度。例如，标准孔板 通常需要前20D/后6D,这时可以保证1%的精度。如果特泄站点只有前10D/后3D,则 错误会增加土0.5%,精度变为1.5%。平衡流量计的使用仅要求直管段的长度为前2D /后2 D,并且当直管段较短时仍可以保证测量精度。0.3%0.5%。 2.7

11、短直管段减少了贵金属的应用 对于昂贵的工艺管线，设计期间工艺管线应尽可能短。因此，过程管道上流疑计的直管 段通常很短，例如用于高温和高压强酸的箔和哈氏合金，用于髙温和高压蒸汽的珞铝合金钢, 用于髙温和高压蒸汽的蒙乃尔合金和因科線合金高流量纯氧，用于髙温，高压，强酸和强碱 性烟道气，合成气，含硫尾气的双相钢。使用标准孔板会缩短测疑精度处理直管段。如果使 用A + K平衡流量计，则不仅可以保证前2D /后2D的测量精度，而且可以大大节省贵金属 管材料。上海焦化厂的钳管道已成功应用了减少自动控制直管段以节省贵金属的应用案例。 2.8A + K平衡流量计是蒸汽流量测量的最佳选择 对于蒸汽流中的冷凝水，

12、它将在标准孔板的前而冷凝，这会影响测量的准确性。打开和 关闭机器电源时，蒸汽压力会在冷凝水上产生水锤，这将严重影响标准孔板。变形了由于A + K平衡流呈:计周囤有孔，因此冷凝水将流经下部孔（请参见图1）,从而避免了冷凝水，水 锤和弯曲变形。而且A + K平衡流量计很好度0.3%0.5%，比标准孔口1%髙。同样， 对于含有气泡的液体A + K平衡流量计通过上孔。所以在两种情况下A + K平衡流疑计两 者都是最佳选择。 2.9 A + K平衡流量计比文丘里管更适合工程应用 在标准节流装置中，文丘里管所需的上游和下游直管段最短，永久性压力损失最小。性 能稳左，可靠性高，和能耗低。所以，正确通常用于低

13、压损失，大管道直径，低流量蒸汽和 各种气体的流量测量已选使用文丘里管。但是，文丘里管笨重，难以在工程中加工和安装。 A + K平衡流量il比文丘里管更合适在这些苛刻的场合应用，它的体积和重量约为文丘里管 管1/5,价格是等效的，所以在原已选文丘里应用场合，可以已选用A + K ping天平流疑计。 表1是文丘里管和A + K平衡流量计的主要性能比较。 表1文丘里管和A+K平衡流虽计的主要性能比校 文丘里管 A+K平衡流St计 直管 4D之前的4D 2D先于2D 精确 0.7%-1.5% 0.3%-0.5% 设备长度（DN400） 约 2255mm 428毫米 重址 笨重 在 范囤 3： 1 1

14、0： 1-30： 1 雷诺数范碉 7.5X2 200-10000000 压力损失 10%30%压差 10%-30% 压差 使用介质和应用特征 液体.气体和蒸汽都通过中间孔 液体中的气泡穿过上孔.而蒸汽和 气体中的气泡穿过下孔。 管径范囤 50-1200 毫米 15-3000 亳米 3努力在A + K平衡流量计领域引领世界 3.1A + K平衡流量计的原始结构 对于标准孔板，如果加工和组装偏差，现场安装，焊接，垫圈和螺栓不符合ISO5167 / GB2624.1标准，则通常会带来较大的附加测量误差（髙达3%至5%）为了弥补标准节流装 置的不足，上海科阳科技发展有限公司通过引入消化，吸收和创新，锁

15、定节流元件和相对位 置的方法，采用了 BFM结构的原始无应力加工和组装技术。承压设备，最大程度地消除了 加工和组装偏差，应力变形和现场安装偏差，可以确保BFM在现场安装条件下再现工厂和 实验室的精度。 3.2与华东理工大学建立联合流体实验室 随着业界对现场安装的影响越来越关注，有必要告知用戸在现场安装的各种干扰条件下 流量计的纠错指标。业界公认的最新美国测试标准是API22.2,它在API5.7的基础上增加了 阀门干扰和旋转流量测试项目。为了更准确地测试BFM的性能，上海科阳科技发展有限公 司和华东理工大学建立了联合流体实验室，并按照API 22.2的要求进行了 BFM的性能测试, 井力争尽快

16、将貝发布，为A + K平衡流量计进入行业标准打下基础。 参考资料： 1个马啟尔太空飞行中心无活动部件的平衡流虽汁。/centers 2职员作家。NASA马歇尔开发J更快，更便宜的流体流虽汁。/centers 3 A + Flowtek的平衡式流量计,PPR-501-1,内部信息2006年 42004年BFM测试报告2月5日，NASA/MSFC/A+花卉 5 GB/T 2624-2（X6使用安装在圆形横截血管道中的差压设备测虽整个管道中的流体流虽。2006年。 6质址监控。伯努利流虽计系统的热力学和运输分析，用于NASA马歇尔空间中的任