差压流量计讲义

当充满圆管的流体流经在管道内部安装的节流装置时，流束将在节流件处形成局部收缩，使流速增大，静压力降低，于是在节流件前后产生压力差．该压力差通过差压计检出．流体的体积流量或质量流量与差压计所测得的差压值有确定的数值关系。差压式流量计（节流式流量计）选定两个截面，I—I是节流装置前流体开始受节流装置影响的截面；II-II是流束经过节流装置后收缩最厉害的流束截面，由伯努利方程式得由于流束在节流装置后的最小收缩面积S2，实际上很难确切地知道它的数值，因此用节流装置开孔的截面积S0来表示,其中称为流束的收缩系数，其大小与节流装置的类型有关。p1’、p2’—流体在截面I—I和II—II处的静压力v1、v2’—流体在截面I—I和II—II处的平均流速上面得到的流速是理论值，因为理想的不可压缩的流体是不存在的。流体有粘度，故有摩擦，因此实际的流速应修正。其次，考虑到使用方便，实际上经常在节流装置前后两个固定位置上测取压力p1、p2，代替p1’、p2’，在计算v2的公式中亦应修正。考虑这两方面的因素，在II—II截面上的流速流过截面II—II的体积流量为节流式流量计主要由两部分组成：节流装置和测量静压差的差压计。节流装置是安装在流体管道中，使流体的流通截面发生变化，引起流体静压变化的一种装置。常用的节流装置有文丘利管、喷嘴和孔板，如图所示。常用的节流装置文丘利管压力损失最小，而孔板压力损失最大。文丘利管孔板喷嘴标准孔板是用不锈钢或其它金属材料制造的薄板，它具有圆形开孔并与管道同心，其直角入口边缘非常锐利，且相对于开孔轴线是旋转对称的。标准孔板的形状如图所示．标准喷嘴即ISAl932喷嘴．它是一个以管道喉部开孔轴线为中心线的旋转对称体，由两个圆弧曲面构成的入口收缩部分及与之相接的圆筒形喉部所组成．其结构如图3—4所示标准文丘利喷嘴是标准文丘利管的一种型式，如图3—5所示．它由廓形修圆的收敛部分，圆筒形喉部和扩散段组成．喉部取压平面之前上游平面A、入口圆弧B、C和喉部的圆筒E部分与标准喷嘴完全相同．1．取压方式差压式流量计是通过测量节流件前后压力差p来实现流量测量的，而压力差p的值与取压孔位置和取压方式紧密相关。节流装置的取压方式有以下5种，各种取压方式及取压孔位置如图3—7所示．(1)角接取压:上下游取压管位于孔板(或喷嘴)的前后端面处。角接取压包括单独钻孔和环室取压。如图3—7中l—l位置。(2)法兰取压：上下游侧取压孔的轴线至孔板上、下游侧端面之间的距离均为25.4±0.8mm（1inch)。取压孔开在孔板上下游侧的法兰上．如图3—7中2—2位置．（3)径距取压：上游侧取压孔的轴线至孔板上游端面的距离为1Dm±0.1Dm，下游侧取压孔的轴线至孔极下游端面的距离为0.5Dm。如图3—7中的3.3位置（Dm管道直径）。(4)理论取压：上游侧取压孔的轴线至孔板上游端面的距离为lDm±0.1Dm，下游侧取压孔的轴线至孔板上游端面的距离因值不同而异。该距离理论上就是流束收缩到最小截面的距离。如图3—7中的4—4位置。(5)管接取压：上游侧取压孔的轴线至孔板上游端面的距离为2.5Dm，下游侧取压孔的轴线至孔板下游端面的距离为8Dm．如图3—7中的5—5位置．该方法使用很少．标准取压装置是国家标形中规定的两种取压装置，即角接取压装置和法兰取压装置。其中角接取压适用于孔板和喷嘴，而法兰取压仅用于孔板。(1)角接取压装置角接取压装置可以采用环室或夹紧环(单独钻孔)取得节流件前后的差压。（2）法兰取压装置法兰取压装置由两个带取压孔的取压法兰组成。标准取压装置差压流量计常见故障以及处理方法1.取压部件堵塞、损坏造成取压不准确，影响流量指示。判断及处理方法：打开排污阀（或变送器排气丝堵）进行排液（气）确认导压管线是否堵塞；双法兰楔式流量计则关闭工艺手阀拆下取压法兰确认是否堵塞，膜盒是否粘料严重，检查膜盒是否损坏（破裂、空鼓、失去弹性等）；处理方法：疏通各导压部件，清理堵塞或黏着物料；膜盒损坏需更换仪表。2.变送器零点漂移，使流量指示偏大或者偏小。判断及处理方法：存在三阀组的将正负压室取压关闭，打开平衡阀确认变送器零点是否正常；双法兰楔式流量计则将法兰膜盒泄压后放在水平位置保证两侧膜盒均不受压情况下确认零点是否正常；如果零点漂移手、用HART手操器或者AMS进行零点标定。3.变送器输出故障或者设置参数不正确，造成现场指示和DCS无法对应起来或输出错误。判断及处理方法：检查变送器内设置参数（量程等）是否正确，用万用表电流档检查4-20MA对应当前指示是否正确。如果输出故障需更换对应电子元件差压流量计常见故障以及处理方法4.回路故障造成仪表无指示或指示不准确判断及处理方法：确认现场变送器是否的电，检查变送器是否有显示，用万用表测量24V供电电压是否正常，电压低于18V