孔板流量计和超声波流量计使用差异
时间:2014-10-25 阅读:531
1 孔板流量计的使用要求
孔板流量计(流量与差压的平方成正比)的使用条件、使用范围和对管道的要求:
(1) 流体:应是单相、均质的牛顿流体,在通过节流装置时不发生相变和析出杂质,在节流装置中不得有任何形式的物质黏附或聚集。
(2) 管道:仅适用于圆管,管径大小有一定限制,上下游有很长的直管段,而且节流件上游10D、下游4D直管段的内表面粗糙度、圆度要严格符合具体规定。
(3) 流态:流动应是连续、稳定的,不是脉动流;在受到节流元件影响前已形成典型的、充分发展的流速分布(紊流速度分布),流线与管轴线平行,不得为旋转流。
2.1 量程比
由于结构特点,孔板流量计是通过节流元件来完成测量的,所以其量程比通常只有1:3,zui高可达1:10,而超声波流量计没有任何阻流件,其量程比可达1 :200。
这两个数据表明:如果实现一种测量方案,假定其流量范围是从1m3/h ~ 40m3/h, 使用超声波流量计只需要一路工艺计量回路就可以实现,如果采用孔板流量计,需要多路才能实现。
2.2 压损
由于孔板流量计的结构有阻流件,超声波流量计没有阻流件,那么显而易见:孔板流量计的压损很大,超声波流量计压损实际可以忽略不计。节流装置能耗计算如下:
以下以1 个典型用户用气参数进行能耗计算:用气量160× 104m3/d,用气压力0.6MPa。
节流装置压力损失计算式:(zui大刻度差压50kPa、β =0.68)
δP=(1-0.24 β -0.52 β2-0.16 β3)Δ P
=0.5486×50
=27.43kPa
节流装置能耗计算式:(压缩机效率η =0 .8 )
W= δ p ×QV/ η
= 27430×18.5185/0.8
=634953W
2.3 精度
孔板流量计的计量精度理论上可以达到1%,但是通过大量的实践证明,由于孔板流量计抗*力较差,现场精度zui高能达到2%,一般情况下在3% 左右。超声波流量计的精度则可以达到0.5% 甚至更高。
2.4 测湿气体
孔板流量计不适合测量湿气体;若被测气体为湿气体,那么在孔板流量计的前端容易积液,使得上下游差压产生变化,而孔板流量计正是根据上下游的压差来测量流量的,如果差压产生变化,则孔板流量计不可能准确测量气体的流量。超声波流量计具有自检测功能,如果所测量气体为湿气体,对超声波流量计产生影响时,仪表本身可以修正,因此超声波流量计适用于湿气体的测量(湿气体体积组分含量低于5%)。
2.5 流速分布的影响
孔板流量计由于结构原理的限制,要求测量时流速分布均匀,但是由于现场计量管路的复杂性,气体在管路的流速分布是不可能均匀对称的,因此孔板流量计对流速分布不对称非常敏感。
超声波流量计可以修正流速分布不对称的现象。
2.6 工艺管路复杂性比较
对于孔板流量计,由于量程比窄,计量管路多,而且上、下游直管段长,现场工艺管路复杂。
超声波流量计量程比宽,上、下游直管段短,工艺管路简单。
2.7 维修维护率比较
孔板流量计有阻流件,上游易积液、对高含硫的天然气,其孔板磨损快,维修维护率高。
超声波流量计无可动部件,特殊材料的超声探头可以抗H2S 的腐蚀,维护简单。
3 长期使用的比较
(1) 精度变化
孔板流量计由于长期使用,孔板入口边缘磨损,孔板弯曲变形,都会使精度丧失。
超声波流量计由于无磨损、无示值漂移现象,可以长期保持较高的精度。
(2) 脏污的影响
由于孔板流量计由节流件,长期使用时,脏污物将堆积在孔板的上游,造成差压信号不准,直接影响计量精度。脏污和孔板钝化可造成计量偏差2~10% 以上。
超声波流量计为中空管段,探头在仪表上部,脏污不易影响探头工作,不会影响计量精度,而且流量计可以检测脏污情况并修正和报警提示、及时进行清洗。
(3) 故障排除
由于孔板流量计的仪表特性取决于节流件的几何形状和尺寸,需要经常检查节流件,一旦节流件发生变化就必须更换,节流件的寿命取决于气体的组分、流量及压力。
超声波流量计本身具有很强的自诊断功能,一旦不在正常状况就会报警,并自动记录报警期间的数据,超声探头的使用寿命至少为8年,并可在线更换。
(4) 备品备件
孔板流量计由于节流件经常磨损、变形,因此需要备多套节流件;超声波流量计只需要备一套探头,可替换使用。
(5) 日常维护
孔板流量计需要经常维护,并检查节流件的几何尺寸等参数。在线更换孔板后很难保证不泄漏,使压差不准,难以保证计量精度。超声波流量计则可免维护,自检功能强大。
(6) 强检周期
孔板流量计一年一检,一般采用几何检定法。超声波流量计3年一检,可以实现在线标定。