孔板流量计取压方式的探讨.pdf

第47卷第5期
石油化工自动化
Vol 47, No 5
2011年10月
AUTOMATION IN PETRO-CHEMICAL INDUSTRY
October, 2011
孔板流量计取压方式的探讨
郭非
(中国五环工程有限公司,武汉430223)
摘要:孔板流量计在化工行业应用十分广泛,其取压方式有多种,但在工程应用中却一直缺少可以遵循的明确规定。
对孔板流量计取压方式的选予问题,通过分析孔板流量计主要取压方式的取压原理,根据国际标准1SO5167对孔板流量计测
量结果进行理论计算,结合工程实际应用和制造商现有技术水平等,进行深入地分析和探讨,结果表明主要的取压方式在理论
计算上测量误差没有明显差异,因此选择孔板流量计取压方式时应该更多考虑工程安装、维护需要和仪表制造水平。
关键词:孔板流量计;法と取压;径距取压;角接取压
中图分类号:TH814
文献标志码:B
文章编号:1007-7324(2011)05-0069-03
0引言
孔取压,取压轴线尽可能以90°角与管道轴线相
流量仪表在石化、化工和治金生产过程控制和交。径距取压原理如图3所示,取压口的间距是取
计量核算中具有重要地位。差压式流量计是一类压口中心线与孔板某一规定端面之间的距离,上游
应用最为广泛、用量占据首位的流量计,其中以检取压口间距为管道直径D,下游取压口间距为
測元件为标准节流装置的节流式差压流量计,是选D/2,故又称为D和D/2取压。
用中优先考虑的仪表
25,4mm
孔板流量计作为标准节流装置,以其测量的标
法取压口
准性,应用十分广泛。而对于孔板流量计取压方式
的选择一直缺少明确的规范和有力的依据。《自动
流面>Da
p2
化仪表选型设计规定》(HG/T20507~2000)中规
孔板
定:“一般采用角接取压或法兰取压方式。根据使
用条件和测量要求,可以采用径距取压等其他取压
图1法兰取压示意
方式。”'在实际化工设计中让人感到无所适从,很多
情况下设计人员都是凭借经验选择法兰取压等,对
环隙取厌夹持环△F
取压日
于为什么排除其他的取压方式,也不能给出充分的
理由。笔者从理论计算方面和现场实际应用等方
孔板"P2
面进行了一些探讨,希望能够给大家在选择取压方
单独钻孔取压口管子n取压口
式时提供一点参考
图2角接取压示意
取压形式和工作原理
孔板流量计的取压方式有法兰取压、角接取
管子
压和径距取压。根据节流元件前后的压力取样
D和D/2取压口
点的差压,进而计算出介质流量的大小。法兰取
P
p D
压原理如图1所示,上游取压口间距是从上游端
的时手
面至孔板的长度为25.4mm,下游取压口间距是
孔板
下游端面至孔板的长度也为25.4mm。角接取
图3径距取压示意
压包括环室取压和单独钻孔,原理如图2所示
根据石油化工设计手册和GB/T2624.2一
其取压口轴线与孔板各相应端面之间的间距等2006提供的技术参数,孔板流量计三种主要取压
于取压口本身直径的一半,或取压口本身宽度的
半,这样取压口贯穿管壁处就与孔板端面齐
收稿日期:2011-07-01(修改稿)。
平,取压口可以是单独钻孔取压口或是环隙。环
作者简介:郭非(1982一),男,河南商丘人,2008年毕业于
隙通常为不间断在整个圆周上穿通管道,否则每个郑州大学自动化专业,预士学位,现工作于中国五环工程有限公司
环室至少4个开孔与管道内部连通;若采用单独钴电控室,任助理工程师
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石油化工自动化
第47卷
方式对管道直径D、节流件孔径d、直径比的要三种情况下的流量参数,通过比较流量参数,区
求是一致的,即满足50mm≤D≤1000mm,d≥分孔板流量计在各种取压方式下的不同之处,进
2.5mm,0.2≤≤0.75。对于雷诺数R,角接而在理论上.分析各种取压方式对孔板流暈计的
取压的要求是0.20.45≤R,R。≥10,法兰取压和径距取压的要求2不同取压方式效果分析
则是R。≥126032D。根据这些技术参数,在满足
在管径不同,而管道介质流量、大小、压力、温
雷诺数要求的情况下,很难确定什么情况下用哪一度、貓度、密度和管道材质都相同的情况下,根据
种取压方式,排除哪些取压方式。
ISO5167标准分别计算在角接取压、法兰取压和径
下面笔者通过对孔板流量计的计算,分别计距取压几种情况下的孔板流量计的流量参数,见表
算孔板流量计在角接取压、法兰取压和径距取压
3所列。
表1孔板流量计的流量参数(介质为液体
DN80
DN250
DN400
DN600
取压方式压力损失/测量误差/压力损失/测量误差ノ压カ损失ノ测量误差/压力损失/测量误差/
%
%
角接取压
0.289
2.13e-6
0.32
8.06e
0.37
法兰取压
0.289
6.38e-
8.43e-7
径距取压
0.289
0.3
2.37
1.87e-5
0.37
3.9le-3
表2孔板流量计的流量参数(介质为蒸汽)
DN150
DN200
DN500
DN700
取压方式压カ损失/测量溪差ノ压カ损失ノ测量误差ノ压カ损失/测量误差/压力损失/测量误差
%
a
kpa
a
角接取压
7,89
法兰取东
6.825
6.5e-3
2.56e-3
8.23
1.34e-6
7.89
7、07e-3
径距取压
6.825
2.12e-3
2.83
2.47e-3
8.23
1.36e-4
7.89
1.37e-4
表3孔板流量计的流量参数(介质为气体
DN]00
DN150
DN200
DN350
取压方式压力损失/测量误差/压力损失ノ测量误差/压力损失/测量误差/压力损失/测量误差
KD:
%
kp
KP
KI
角接取压0.2472,55e-50.9755.75e-6
5.11e-6
8.40e~3
法兰取压
0.247
5.44e-5
0.975
1.17e-5
6.63e-6
0.33
8.69e~-3
径距取压0.247
9,39e-5
0,975
3,91e-5
0.38
2.23e-5
0,33
1.38e-5
从以上计算结果可以得出,在介质、温度、压力济成本等考虑因素。如压力高于32MPa时,由
等参数一致的前提下,这几种取压方式的压力损失于制造水平的限制,最好选取角接取压方式。对
基本相同,流量误差虽然有些差