第五章流量的测量

第五章流量的测量

5 按测量方法和结构分类

差压式流量计容积式流量计浮子流量计

涡轮流量计

电磁流量计

流体振荡流量计超声流量计

质量流量计插入式流量计明渠流量计靶式流量计

差压式流量计通常由节流装置(或流量传感器)和测量差压的差压计(或差压变送器)组成

使用标准节流装置时，流体的性质和状态必须满足下列条件：

1) 满管流

2) 单相流

3) 定常流

4) 无相变流

5) 无旋流

2.1 理论基础和流量公式2.1.1 测量原理和流动情况2.1.2 节流装置的流量公式

对于可压缩流体非定常流动，连续方程为

常数

222111===m q A u A u ρρ1、连续方程

2、伯努利方程

常数

22

=++u p gz ρ常数

=++=++g 2g 2g 2

2

u p z u p

z γρ一、流动基本方程

1)角接取压标准孔板；

2)法兰取压标准孔板；

3)D—D／2取压标准孔板；

4)角接取压标准喷嘴；

5)D—D／2取压长径喷嘴；

6)经典文丘里管；

7)文丘里喷嘴。

2、标准喷嘴(ISA1932喷嘴)

4、文丘里管

2.3 取压方式和取压装置

1．取压方式

(1)理论取压法

(2)D-D／2取压法

(3)角接取压法

(4)法兰取压法

2．标准取压装置

(1)角接取压装置

(2)法兰取压装置

2.4 节流式流量计的安装与使用

一、节流装置的安装

1.节流件的安装

2. 取压口位置的选择

3. 导压管路的安装

1)差压信号管路(导压管)应按最短的距离敷设，其长度最好在16m以内，一般不应超过50m。其内径应大于6mm。

2)导压管应垂直或倾斜安装，其倾斜度不得小于1：12，以便能及时排走气体(测量液体介质时)或凝结水(测量气体介质时)。

3)信号管路应带有阀门等必要的附件，使得能在主设备运行的条件下冲洗信号管路、现场校验差压计以及在信号管路发生故障时能与主设备隔离。

4)应能防止有害物质(如高温介质、腐蚀性介质等)进入差压计。

差压信号管路的安装方式：1．测量液体流量时的信号管路

2、测量气体流量时的信号管路

3．测量蒸汽流量时的信号管路

二、节流式流量计的使用

1、液体流量测量

在连接差压计前，打开节流装置处的两个导压阀和导压管上的两个冲洗阀，用被测流体冲洗导压管，以免管锈或污物进入差压计。

使用时，先打开差压计上的平衡阀，然后微微打开差压计上的正压导压阀，使流体慢慢进入差压计，将空气从差压计的排气针阀孔排尽，直到不再有气泡时，关闭排气针阀。接着关闭平衡阀，并骤然打开负压导压阀，仪表即投入正常工作。

装配隔离器时，在运行前，首先应将差压计和隔离器充满隔离液。

大致方法如下：先关闭节流装置上两个导压阀，然后打开差压计上的导压阀和平衡阀及上端两个排气针阀，再打开隔离器的中间旋塞，从一个隔离器慢慢注入隔离液，直到另一个隔离器充满隔离液为止，旋紧中间旋塞。打开隔离器上的平衡阀，关闭差压计上的平衡阀。然后慢慢打开隔离器上的正压导压阀，待被测介质充满导压管和隔离器后，关闭隔离器上的平衡阀，打开负压导压阀，流量计即投入正常工作。

尤其是测量腐蚀性介质时，操作要特别小心，在未关闭节流装置上的两个导压阀前，不允许先打开差压计上的平衡阀。也不准在打开平衡阀时，将两导压阀打开，以免腐蚀性介质进入差压计。如因某种原因发现腐蚀性介质进入差压计中，应立即停止工作，进行清洗。

2．气体流量测量

使用前，也应在关闭差压计上两导压阀的情况下，对导压管进行吹洗，以免管道中的锈污和杂物进入差压计。使用时，首先缓慢地打开节流装置上的两个导压阀，使被测气体充满导压管。然后的打开平衡阀，并微微打开差压计上的正压导压阀，使差压计逐渐充满被测气体，同时将差压计内的液体从排液针阀排掉。最后，关闭差压计上的平衡阀，并打开差压计上的负压导压阀，仪表即投入正常工作。

3．蒸汽流量测量

测量蒸汽流量时，冲洗导压管的过程同上。冲洗后，先关闭节流装置上两个导压阀，将冷凝器和导压管中的冷凝水从冲洗阀放掉。然后打开差压计上的导压阀和平衡阀及排气针阀，向一个冷凝器注入冷凝液，直到另一个冷凝器上有冷凝液溢出为止。当排气针阀不再有气泡后关闭排气针阀。为了避免附加的差压测量误差，必须注意冷凝器与差压计之间的导压管以及差压计内的测量室都应充满冷凝水，两冷凝器中的液面必须处于同一水平高度。最后，关闭差压计上的平衡阀，同时打开节流装置上的两导压阀，仪表即投入正常工作。

第三节容积式流量仪表

也称定排量流量计，简称P.D.流量计

广泛应用于测量石油类流体、饮料类流体、气体以及

水的流量。在流量计中是精度最高的一类仪表之一。

一般不用它来测量瞬时流量，而是常用来计量累积流量(又称总量)。它是一种累积流量计(又称总量表)。

容积式流量计具有如下优点

1)测量准确度高，是所有流量仪表中测量精度最高的一类仪表。

2)安装管道条件对流量计计量精度没有影响。

3)可用于高粘度液体的流量测量。

4)测量范围度较宽。

5)直读式仪表无需外部能源就可直接得到流体总量，使用方便。

容积式流量计的缺点如下

1)机械结构较复杂，体积庞大笨重，尤其是大口径仪表。所以，容积式流量计一般只适用于中小口径。

2)被测介质的种类、口径、介质工作状态等的适应范围不够宽。容积式流量计的适用范围为：工作压力最高可达

10MPa，测量液体时工作温度可达300℃，测量气体时工作温度可达120℃。仪表口径为10～500mm，液体流量范围(0．4～3000)m3/h。

3)大部分容积式流量计只适用于洁净单相流体。测量含有颗粒、脏污物的流体时需安装过滤器，测量含有气体的液体时必须安装气体分离器。

4)部分形式的仪表(如椭圆齿轮式、腰轮式、卵轮式、旋转活塞式、往复活塞式等)在测量过程中会给流动带来脉动，大口径仪表会产生较大噪声，甚至使管道产生振动。