多孔孔板节流装置的应用.docxVIP

多孔孔板节流装置的应用李康康1 ,贾 多孔孔板节流装置的应用 李康康1 ,贾玉明1 ,葛素楠2 (1 . 海工英派尔工程有限公司 ,山东 青岛 266061 ;2 . 青岛科技大学 ,山东 青岛 266041) 摘要 : 作为重要二次能源被广泛采用的蒸汽 ,是一种比较特殊的介质 ,由于蒸汽相流经常变化的特性 ,其流量测量较为困 难 。在蜡油加氢精制装置流量测量的自控设计中 ,经过仔细计算和反复对比 ,对于该装置中所使用的蒸汽流量测量仪表选用了 多孔孔板节流装置 。经研究可知 ,多孔孔板节流装置在继承标准孔板节流装置结构简单 、应用范围广等优点的基础上 , 还具备 测量精度高 、测量范围宽 、永久压损小 、对上下游直管段长度要求更短等特点 ,是一种值得推广的新型节能仪表 。 关键词 : 压损 ; 量程比 ;直管段 ;蒸汽 ;节能 中图分类号 : T H814 文献标志码 : B 文章编号 : 1007 2 7324 ( 2010) 04 2 0060 2 04 0 引 言 流量测量在石化企业生产过程控制和计量核 算中具有重要地位 ,特别是在注重节约能源 、提高 企业经济效益和产品质量的今天 ,对流量测量的要 求更为严格 。在石化企业作为流量测量对象的各 种流体介质包括石油 、成品油 、蒸汽等都是重要的 能源 ,只有把这些介质的流量测量准确 ,才能做到 “控制有效 、耗能有据 、节能有数”,才能正确地进行 经济核算 ,使生产活动建立在可靠的科学的基础之 上 ,使经济管理工作切实有效地进行[ 1 ] 。 标准孔板节流装置结构简单 、应用技术成熟 、 产 品 标 准 化 , 是 目 前 工 业 应 用 最 广 泛 的 流 量 仪 表[ 2 ] 。然而标 准节 流装 置 仍 存 有 不 足 , 如 精 度 较 低 ;量程比窄 ,仅为 3 ∶1 ; 安装时上下游有较长的 直管段要求 ;永久压力损失大 ,运行成本高 。 对自控工程师而言 ,长期以来一直在寻找一种 既继承标准节流装置的优点又克服其不足的流量 检测仪表 ,而多孔孔板节流装置就是其中一种最具 代表性的产品 。 1 测量原理 差压式流量检测仪表的测量原理是当管道中安 装一个直径比管径小的节流元件时 ,流体在管道中 流动 ,由于流通截面突然缩小 ,流束必然要产生局部 的收缩 ,流速加快 。根据能量守恒定律 ,动压能和静 压能在一定条件下可以互相转换 ,流速加快的结果 必然要导致静压能的降低 ,因而在节流件的上 、下游 之间产生了静压差 ,这个静压差的大小和流过流体 的流量有关 ,所以可通过此静压差求得流量[ 3 ] 。 作为一种差压式流量检测仪表 ,多孔孔板节流 装置与标准孔板节流装置有相同的测量原理 ,不同 之处在于多孔孔板节流装置将多孔整流器和标准 孔板整合成一个多孔的圆盘节流整流器 ,实现节流 和整流一体化 ,形成多系列由不同厂商提供的多孔 孔板节流装置 ,基本结构如图 1 所示 。 图 1 多孔孔板节流装置基本结构 若在充满流体的圆管中设置多孔孔板节流装 置 ,每个孔的尺寸和分布基于独特的公式和测试数 据定制 ,称为函数孔 ,当流体流经多孔孔板时 ,流体 将被平衡整流 ,涡流被最小化 ,形成近似理想流体 , 在其上下游侧就会产生稳定的静压力差 (即差压) , 通过差压变送器测量得到差压值 。 在稳定流的情况下 ,管道中的流量与差压的平 方根成正比就可以计算出流经多孔孔板流体的体 积流量 ,经温压补偿后可以得到质量流量 。 [ 4 ] 2 特 点 a ) 线性度高 、重复性好 。由于多孔孔板流量 传感器具有对称 多孔 结构 特 点 , 能 对 流场 进行 平 衡 ,降低了涡流 、振动和信号噪声 ,流场稳定性大大 提高 ,使线性度比标准孔板提升了 5～10 倍 ,重复 性提高 。 b) 直管段要求低 。多孔孔板流量传感器由于 收稿日期 : 2010 2 04 2 21 ( 修改稿) 。 作者简介 : 李康康 ( 1981 —) 男 ,山东青岛人 ,2008 年毕业于青 岛科技大学自动化学院控制理论与控制工程专业 ,硕士学位 ,现就 职于海工英派尔工程有限公司自控室 , 主要从事石油化工自控工 程设计工作 。 第 4 期李康康等. 多孔孔板节流装置的应用61流场稳定 ,且压力恢复比孔板快 2 倍 ,大大缩短了对直管 第 4 期 李康康等. 多孔孔板节流装置的应用 61 流场稳定 ,且压力恢复比孔板快 2 倍 ,大大缩短了 对直管段的要求 ,其前后直管段一般为管道直径的 1 倍 ,从而省去大量直管段 ,尤其是特殊昂贵的材 料的管道 。 c) 永久压损小 。由于多孔对称的平衡设计 , 减少了紊流剪切力和涡流的形成 ,降低了动能的损