孔板流量计的应用及原理

　　概述

　　MH6150孔板流量计是将标准孔板与多参数差压变送器（或差压变送器、温度变送器及压力变送器）配套组成的高量程比差压流量装置，可测量气体、蒸汽、液体及引的流量，广泛应用于石油、化工、冶金、电力、供热、供水等领域的过程控制和测量。节流装置又称为差压式流量计，是由一次检测件（节流件）和二次装置（差压变送器和流量显示仪）组成广泛应用于气体。蒸汽和液体的流量测量。具有结构简单，维修方便，性能稳定。

　　选型

　　1、管道条件：

　　（1）节流件前后的直管段必须是直的，不得有肉眼可见的弯曲。

　　（2）安装节流件用得直管段应该是光滑的，如不光滑，流量系数应乘以粗糙度修正系数。

　　（3）为保证流体的流动在节流件前1D处形成充分发展的紊流速度分布，而且使这种分布成均匀的轴对称形，所以 1）直管段必须是圆的，而且对节流件前2D范围，其圆度要求其甚为严格，并且有一定的圆度指标。具体衡量方法： （A）节流件前OD，D/2，D，2D4个垂直管截面上，以大至相等的角距离至少分别测量4个管道内径单测值，取平均值D。任意内径单测量值与平均值之差不得超过±0。3% （B）在节流件后，在OD和2D位置用上述方法测得8个内径单测值，任意单测值与D比较，其最大偏差不得超过±2% 2）节流件前后要求一段足够长的直管段，这段足够长的直管段和节流件前的局部阻力件形式有关和直径比β有关，见表1（β=d/D， d为孔板开孔直径，D为管道内径）。

　　（4）节流件上游侧第一阻力件和第二阻力件之间的直管段长度可按第二阻力件的形式和β=0。7（不论实际β值是多少）取表一所列数值的1/2

　　（5）节流件上游侧为敞开空间或直径≥2D大容器时，则敞开空间或大容器与节流件之间的直管长不得小于30D（15D）若节流件和敞开空间或大容器之间尚有其它局部阻力件时，则除在节流件与局部阻力件之间设有附合表1上规定的最小直管段长1外，从敞开空间到节流件之间的直管段总长也不得小于30D（15D）。

　　节流件上下游侧的最小直管段长度表1

　　节流件上游侧局部阴力件形式和最小直管段长度L

　　注：1、上表只对标准节流装置而言，对特殊节流装置可供参考

　　2、列数系为管内径D 的倍数。

　　3、上表括号外的数字为“附加相对极限误差为零”的数值，括号内的数字为“附加相对极限误差为±0.5%”的数值。即直管段长度中有一个采用括号内的数值时，流量测量的极限相对误差τQ/Q。应再算术相加0.5%亦即（τQ/Q+0.5）%

　　4、若实际直管段长度大于括号内数值，而小于括号外的数值时，需按“附加极限相对误差为0.5%”处理。

　　（1）直流件安装在管道中，其前端面必须与管道轴线垂直，允许的最大不垂直度不得超过±1°。

　　（2）节流件安装在管道中后，其开孔必须与管道同心，其允许的最大不同心度ε不得超过下列公式计算结果：ε≤0.015D（1/β-1）。

　　（3）所有垫片不能用太厚的材料，最好不超过0.5mm，垫片不能突出管壁内否则可能引起很大的测量误差。

　　（4）凡是调节流量用的阀门，应装在节流件后最小值管段长度以外

　　（5）节流装置在工艺管道上的安装，必须在管道清洗吹扫后进行。

　　（6）在水平或倾斜管道安装的节流装置的取压方式。

　　1）被测流体为液体时，为防止气泡进工艺管道 入到牙关，取压扣应处于工艺管道 中心线下偏≤45°的位置上正负取 αα α1

　　优缺点 一、优点

　　1、标准节流件是全用的，并得到了国际标准组织的认可，无需实流校准，即可投用，在流量传感器中也是唯一的；

　　2、结构易于复制，简单、牢固、性能稳定可靠、价格低廉；

　　3、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）皆可以测量；

　　4、检测件和差压显示仪表可分开不同厂家生产，便于专业化规模生产。

　　二、缺点

　　1、测量的重复性、精确度在流量传感器中属于中等水平，由于众多因素的影响错综复杂，精确度难于提高；

　　2、范围度窄，由于流量系数与雷诺数有关，一般范围度仅3∶1～4∶1；

　　3、有较长的直管段长度要求，一般难于满足。尤其对较大管径，问题更加突出；

　　4、压力损失大；

　　5、孔板以内孔锐角线来保证精度，因此传感器对腐蚀、磨损、结垢、脏污敏感，长期使用精度难以保证，需每年拆下强检一次；

　　6、采用法兰连接，易产生跑、冒、滴、漏问题，大大增加了维护工作量。

　　计算方法

　　孔板流量计可广泛应用于石油、化工、天然气、冶金、电力、制药等行业中，各种液体、气体、天燃气以及蒸汽的体积流量或质量流量的连续测量。

　　简单来说差压值要开方输出才能对应流量

　　实际应用中计算比较复杂一般很少自己计算的这个都是用软件来计算的下面给你一个实际的例子看看吧

　　一．流量补偿概述

　　差压式流量计的测量原理是基于流体的机械能相互转换的原理。在水平管道中流动的流体，具有动压能和静压能（位能相等），在一定条件下，这两种形式的能量可以相互转换，但能量总和不变。以体积流量公式为例：

　　Q v = CεΑ/sqr（2ΔP/（1-β^4）/ρ1）

　　其中：C 流出系数；

　　ε 可膨胀系数

　　Α 节流件开孔截面积，M^2

　　ΔP 节流装置输出的差压，Pa;

　　β 直径比

　　ρ1 被测流体在I-I处的密度，kg/m3;

　　Qv 体积流量，m3/h

　　按照补偿要求，需要加入温度和压力的补偿，根据计算书，计算思路是以50度下的工艺参数为基准，计算出任意温度任意压力下的流量。其实重要是密度的转换。计算公式如下：

　　Q = 0.004714187 *d^2*ε*@sqr（ΔP/ρ） Nm3/h 0C101.325kPa

　　也即是画面要求显示的0度标准大气压下的体积流量。

　　在根据密度公式：

　　ρ= P*T50/（P50*T）* ρ50

　　其中：ρ、P、T表示任意温度、压力下的值

　　ρ50、P50、T50表示50度表压为0.04MPa下的工艺基准点

　　结合这两个公式即可在程序中完成编制。

　　二．程序分析

　　1.瞬时量

　　温度量：必须转换成绝对摄氏温度；即+273.15

　　压力量：必须转换成绝对压力进行计算。即表压+大气压力

　　补偿计算根据计算公式，数据保存在PLC的寄存器内。同时在intouch画面上做监视。

　　2.累积量

　　采用2秒中一个扫描上升沿触发进行累积，即将补偿流量值（Nm3/h）比上1800单位转换成每2S的流量值，进行累积求和，画面带复位清零功能。

　　编辑：黄飞