[摘要]文章主要就多孔平衡流量计的结构、特点以及工作原理进行介绍，较之于传统的差压式流量计，多孔平衡流量计的使用存在着稳定性高、不易堵、可测量高温以及精度高等诸多优点，将其运用到纯碱装置中，不仅能提供正确数据，确保正常生产，而且还能达到有效的节能降耗目的。
多孔平衡节流装置(平衡流量计)在传统节流装置的基础.上进行了巨大的改进,在节流原理上从边缘节流改为平衡节流,作为新一代装置其具有精确、节能等各种优越性,同时由于需要的直管段短,对于大口径工艺管道安装有利,测量范围和适用场所大大拓展,在化工、环保、医药、造纸等诸多行业中,实现对管道中介质流量的精准测量是非常关键的。
一、多孔平衡流量计介绍
多孔平衡流量计是具突破性的压式流量计,是在传统孔板流量计的基础前提下进行研制开发的。就传统的孔板流量计来说,仅存在单个流体节流孔,节流之后很难达到预期中的流场平衡状态,而对于多孔平衡流量计这种新型的流量测量仪表来说,它在设计时就考虑到这个方面问题，进行了多个函数孔的设计,可极大程度上调整好流场平衡,继而发挥出差压式流量计的巨大应用特点。
较之于传统的差压式流量计来说,多孔平衡流量计存在下列特点:
第一，具有较高的线性度及较好的重复性。多孔平衡流量计在其结构上两端对称、多孔特点的基础上,实现平衡流场,减少因涡流等不稳定因素的出现,在极大程度上提高了流场稳定性。
第二,对直管段的长度要求不高。基于多孔平衡流量计的流场稳定性、压力恢复快的优点,这也缩短了对直管段长度方面提出的要求,更易进行安装位置的选择。
第三,永久压力损失不大。基于多孔对称的平衡性这-设计,对紊流剪切力以及涡流的形成起到降低作用,继而减少了动能的损失。
第四,不易堵。多孔的设计也随之抑制了滞留死区的形成,确保脏污介质可顺利的通过多孔,减少堵塞问题。
第五,具有较好的长期稳定性。基于多孔平衡流量计的多.孔设计、孔边缘的直角结构设计,不会涉及到整个仪表的大动,可保证其长期的稳定性。
二、多孔平衡流量计的工作原理分析
与其他的差压式流量计具有相同的特点,多孔平衡流量计的工作原理也是-种在密封管道中进行能量转换原理。然而针对平衡流量传感器来说,这是属于一个多孔的圆盘节流整流器的装置,将这个装置在管道截面上进行安装,各个孔的尺寸及其各个孔的分布,都是依据相关测试数据结果而进行的,因此,也被称之为函数孔。-旦流体穿过圆盘函数孔,流体则会被平衡整流，继而涡流实现了最小化,形成近似于理想的流体。
三、多孔平衡流量计的性能优化
多孔平衡流量计沿用了传统孔板流量计的组成形式,对传统节流装置进行了极大地改进,且该流量计具有平衡整流等显著特征,并在其性能使用上进行了改善与优化。.
(一)测量精度高
传统孔板流量计的节流装置的流通圆孔径只有一个,因此节流后常导致流体状态失常的情况出现,当流体通过节流孔的时候,那么就出现在孔边会出现大面积的"死区"。故将消耗巨大的流体动能,并且湍流旋涡所产生的湍流、噪声等不稳定因素也将降低测量的线性度和精度,因此,需较长的直管来对流体的正常压力和流量进行恢复。由于平衡流量传感器具有多孔结构的特点,能起到很好的减少流动的平衡的作用,能起到减少涡流的效果,能起到降低振动和信号噪声的效果,因此,对于流场的稳定性也能起到很好的提高的作用大,有-个特殊的精密管和一个专用装置的压力表,其精度是传统节流装置的5-10倍。通过实液标定后,传感器精度可达0.3%、0.5%,在各种计量方式下均可以使用。几何尺寸测试,传感器精度可达0.5%,1%,用于过程控制场合。多孔平衡流量计与传统的节流装置一样,重复性高,均在实际标定数据基础上。故可实现几何尺寸的检定。
(二)直管段要求低、永久压力损失低
多孔平衡流量计的节流装置采用的对称平衡设计。这种新型装置可起到减少涡流的形成、紊流的摩擦、动能的损失的作用。在同样的工作情况下,将新型节流装置与传统装置相比较发现,新型装置的压力损失减少约70%,与文丘里管相差无几,对减少运行成本起到了极大地作用。同时和传统孔板流量计相比,多孔平衡流量计能减少流动,稳定流场,既可得出更精准的差压信号,且压力恢复比与之相比速度快近两倍,减少了对直管段长度的要求。--般情况下直管段可以小至0.5D~2D,对于特殊或昂贵的管道,应用多孔平衡流量计可以节省大量的直管段,此优势也在各行业中一致得到好评。
(三)提高量程比、重复性和长期的稳定性好
新型与传统节流装置进行比较具有明显优势。第一,提高了测量量程比,据研究显示,当雷诺数超过50000时选择比较合适的孔径参数,平衡流量计无上限,根据工业测量实际应用的需要,常规测量量程比为10:1,若孔径参数选择合适可以达到30:1或更高,与传统孔板流量计相比高2~7倍。
多孔平衡流量传感器有平衡流场提高稳定性、重复性的作用，可达到±0.1%。多孔平衡流量计因其流通孔较多,所以受力分散,并且无锐角磨损的情况出现。因此，β值具有长期保持不变的这一特点。多孔平衡流量传感器的长期稳定性极好;整个仪表部件固定,与传统节流装置比较寿命延长了5至10倍。另外多孔对称的平衡设计,减少了紊流剪切力和涡流的形成,起到有效的降低死区的形成的作用，可使脏污介质能顺利通过多个流通孔,有助于减少流体孔被堵塞的机会。
四、多孔平衡流量计于纯碱装置中的应用
多孔平衡流量计在纯碱装置中的使用发挥着非常重要的作用,使用时确保了精度高、强稳定以及可靠运行的条件,在极大程度上确保了生产的稳定性与连续性,-方面减轻了维护工作者的工作强度,另一方面为成本核算提供了正确数据。
(一)应用优点分析
首先,多孔平衡流量计传感器结构设计的较为简单,于测量管内并没有许多的可动部件,也就是并没有多少因素会阻碍到流体的顺畅流动;其次,可实现对脏污介质、腐蚀性介质的流量测量,基于该仪表测量管内并无阻碍到顺畅流动的部件，因此可相应的依据被测流体的性质来选择材料;再次,在测量过程中,并不会受到来自于被测介质温度、粘度或者是密度等方面因素的影响,可确保测量的宽泛性;最后,多孔平衡流量计具有灵敏的反应能力。
(二)常见故障分析
1.管道系统与安装
在此方面发生的故障-般都是由于多孔平衡流量计安装位置错误而导致发生的。常见的比如说将其安装在从上往下流的垂直管道上,便有可能导致发生排空等问题。
2.环境方面
由于环境而导致故障的发生是指由于受到大电机磁场干扰或者是空间电磁波干扰等问题,就管道杂散电流干扰来说,一般只需要借助于较好的单独接地保护便可实现测量的满意度,但是如果管道存在强杂散电流,则就难以克服,必须要使用将流量计与管道绝缘的举措来进行解决。就空间电磁波干扰方面来说,通常是经由信号电缆引入的,针对于此,应予以加以使用单层或多层的屏蔽来起到保护作用。
结束语
多孔平衡流量计在其不同结构与技术上的创造性突破有效避免了传统的差压式流量计的劣势所带来的影响。随着使用要求的不断提高,多孔平衡流量计的优势越来越被广泛认可,因其良好性能、较高的、稳定的测量精度,已被各个相关行业应用,并在实践中取得了成功。本文对多孔平衡流量计的结构、特点以及工作原理进行分析,并对在纯碱行业中的应用优点以及常见故障进行探讨。通过在纯碱装置中多孔平衡流量计的使用,可进一步提高流量监测数据的精准性,充分实现资源的利用,降低能耗,提高生产效率,对提高在市场竞争中企业的竞争力具有重要意义。
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