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“大管径小流量”的缩径解决方案

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-07-26  浏览次数:159
核心提示:在许多企业的工艺管道中,大量地存在着流体的实际流量或流速偏低的现象,这种现象的存在,大致有以下几方面的原因:一是降低流速
     在许多企业的工艺管道中,大量地存在着流体的实际流量或流速偏低的现象,这种现象的存在,大致有以下几方面的原因:一是降低流速,可以减小流体流动中的压力损失,减小驱动动力,节约能源;二是考虑未来发展,规模扩大,在设计时就留有充分的余量,把工艺管道设计得大一些;三是有些管道工作压力较高,虽然流量不小,但流速偏低。

图中精翰JHEF电磁流量计安装在由DN150缩径到DN50的排污管道上
    由于这些“大管径小流量”或“大管径低流速”的存在,给速度式流量计选用带来难题。某企业,一条 DN300 的输水管线,原来安装过孔板流量计和工业水表,由于流量太小两种仪表几乎都没有指示。经现场核实了用水设备,几台用水设备的最大用水量之和加起来不足 80m3/h,而最小流量只有 18m3/h,最大流量时,DN300 流量计的下限流速还不足 0.1m/s 。为此,建议对现场工艺管道进行缩管,把 DN300 管道缩径成 DN100,选用 DN100 的涡街流量计。安装后,既满足了用水的上限,又满足了用水的下限。又如某生产高压瓷瓶的加热炉,升温阶段需用天然气量为1200Nm3/h(101.325kPa, 20 ℃),保温阶段需用天然气 150Nm3/h,计量总管的管径为 DN80,工作压力为 0.3MPa,温度为 25 ℃。原选用孔板流量计,因流量范围不能满足要求,改选用涡街流量计。选表时,用气态方程把标态流量换算成工况流量,换算后的工况流量范围为 38.5-308m3/h,在这一流量范围内如按原工艺管道选DN80的涡街流量计,上限没问题,但下限就不能满足要求。而如选用 DN50 的涡街流量计,则上、下限流量都可满足要求。实践证明,经缩管改用 DN50后计量效果非常好。
    尽管涡街流量计有量程范围宽的特点,但它的下限流速不能太低。一般情况下,测量液体时下限流速为 0.3 一 0.5m/s ;而测量气体时下限流速为 3 一 5m/s 。很多现场,工艺管道内最低流速远比上述数值低。为满足测量要求,就需要对现场的工艺管道进行缩管。    
    现场的同类问题大量存在,缩管可以有效地解决实际的流量测量问题。但是缩管也给客户增加了麻烦,有的客户没有现成的管道,为购买一段合适的管道需花费不少的精力,并增加安装工作量和成本。若制造厂根据客户提供的流量参数,直接向客户提供缩径式涡街流量计。对客户来说,既能测量更小的流量,又简化了安装,节约了安装费用。同时,对制造厂来说,向客户提供了合适的仪表,减少了现场服务,用户满意,提高了企业信誉。所以,这是一种最佳方案,双赢的选择。    

此图中精翰JHVF蒸汽流量计也做了缩径处理,由DN80缩径至DN50
    采用缩径方式,向客户提供成套涡街流量计的作法,在国内起源于 20 世纪 90 年代初。根据客户提供的现场参数,按一定的收缩比,做成带收缩段和扩张段的涡街流量计组件,连同收缩段和扩张段一起进行出厂标定,并向用户提供涡街流量计组件的仪表系数。现在把组件直接做成一体式的仪表是一种进步。
一台 DN40 的涡街流量计,在 DN40 实验管道标定时,在满足精确度 1.0 %时,量程比为 8:1 。而采用仪表前加 DN50-DN40 收缩段后,装在 DN50 试验管道上测试,由于收缩段的整流作用,在满足 1.0% 精确度时,量程比达到 15:1.
    采用DN80-DN50 收缩段和 DN80-DN40 收缩段,分别在 DN80 试验管道上进行实验。在涡街流量计上游阻流件形式为同平面内两个 90度弯头,直管段长度为 3D; 下游直管段为 2D 条件下, 仪表系数 K 的偏移仅 0.7% 。而同样直径的涡街流量计如果不装收缩段,在同平面两个弯头条件下,上游直管段长度为 8D 时,仪表系数偏移为 2.0% 。    
    缩径型涡街流量计的测量管由收缩段、测量段和扩张段三肠分组成,采用直线收缩段,效果虽然不如维氏曲线收缩段效果好,但加工简单,成本低。所以,目前采用直缩段比较多。
 
 
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