孔板阀

孔板阀
一概述：
孔板阀是一种结构新颖的流量计量节流装置，适用于含硫或不含硫的天然气、石油、煤气、水等气体及液体的流量测量，广泛用于能源、石油、化工、冶金各行业中。

二分类：
孔板阀根据其结构形式可分为：简易型、普通型和高级型三种。

1型号编制说明
2例如高级孔板阀：K G K F M --- 16 C Ⅱ
K处：标K为抗硫，不抗硫略。

G处：结构代号，G为高级型，P为普通型，J为简易型。

K处：节流组件孔板代号。

F处：连接形式代号，F为法兰连接，对接略。

M处：为特殊处理密封代号。

16处：公称压力（单位：0.1Mpa）。

C处：阀体材料为碳钢，超过PN1.6 Mpa时C代号略。

Ⅱ处：Ⅱ型阀代号，原型阀略。

1 简易型孔板阀
可定期对孔板进行检查或更换，以确保计量准确，而无需拆开管道，本装置除具备阀式孔板取压装置特点外，无孔板升降机构，必须停止介质输送才能更换孔板，但结构简单，价格低廉，使用于法兰取压不大于150mm通径管道上做计量用。

2 普通型孔板
可定期对孔板进行检查或更换，以确保计量准确，而无需拆开管道。

本阀操作简便，提取孔板灵活，只需开上盖并摇动提升机构，孔板即能平稳地取出，使用于允许短暂停止或设有旁通管路的管道上做流量计量用。

3高级型孔板阀
本阀在流量计量的过程中不需要停止介质输送，可随时提取孔板进行检查更换，以确保计量的准确性。

三工作原理：
充满管道的流体流经孔板阀下腔中的标准孔板时，流束将在孔板处造成局部收缩，从而使流速增加，静压降低，这时便在孔板上、下游两侧产生静压力差，通过安装在孔板前后的压力变送器采集出上下游侧静压以及差压，在已知有关参数的条件下，根据流动连续性原理和伯努利方程可以推导出差压与流量之间的关系而求得流量。

四主要部件：
（一）节流装置的结构
标准节流装置的组成包括：标准节流件、取压装置的前10D、后5D计量直管段在内的整个装置（D为测量管内径）。

1-上游侧第二阻力件2-上游侧第一阻力件3-孔板和取压装置4-差压信
号管路5-下游侧第一阻力件6孔板前后测量管l
-第一阻力件和第二阻力件
之间的直管段l
1-孔板上游侧的直管段l
2
-孔板下游侧的直管段 D-测量管内径
（二）孔板
节流装置的主要用途是产生与流量大小有一定比例关系的差压。

输气生产中使用的标准节流件是标准孔板。

1 标准孔板的使用条件
1）计量的气流应为单相的、连续流经管道的圆管流。

若气流中含有质量成分不超过2%的呈均匀分散状的粉末或雾状液体，可认为是单相流，否则应采取适当措施除去气体中的固体或液体杂质。

2）气流流经孔板之前，其流束必须与管道轴线平行，不能有旋转流。

3）气流应是亚音速气流。

从孔板下游侧取压口处的静压力与孔板上游侧取压口处的静压力之比大于或等于0.75时，气流为亚音速。

4）气流为非脉动流，处于稳定流动状态。

工业测量下，一般认为差压的波动幅度与其差压值相比不大，波动次数较少，就是稳定流动。

5）节流装置应符合国家标准GB2624—81和部标SYL04—83全部技术要求。

2孔板的结构与技术要求
孔板是一块具有中心圆形开孔，并与测量管同心，其直角入口边缘非常锐利的薄板。

(1)标准孔板的技术要求：
①孔板外圆轴线与开孔孔眼轴线重合。

②孔板两端面平行且光滑、平整，无可见损伤。

上游端面上任意两点的连线与垂
直于中心线的平面的斜率应小于1%，上下游表面粗糙度分别要求Ra=3.2和Ra=6.3。

③孔径的单测值与平均值之差不大于5%。

④开孔上游侧一面入口边缘尖锐（90°）无毛刺和划痕，当入口边缘倒角半径小
于0.0004d时，可认为是尖锐的（d为孔板开孔直径）。

⑤孔板开孔圆筒部分长度应大于或等于0.005D，小于或等于0.02D，表面粗糙
度为Ra=1.6。

（D为计量管直径）。

⑥孔板的厚度大于0.05D。

若孔板的厚度超过0.02D，则其开孔下游出口处应做
成一个扩张的圆锥面，其锥角为30°~45°，表面粗糙度Ra=3.2。

⑦孔板应按所测介质的性质和参数，采用相应的耐腐蚀和耐磨损的材料制造。

常
用材料有：Cr17、1Cr18Ni9Ti、Cr23Ni18等镍铬不锈钢。

⑧当孔板需设置安装手柄时，手柄与孔板连接处的焊缝应磨平。

孔板下游侧外边缘部位上应刻有孔板安装的符号（+、—）、出厂编号、安装位号、测量管内径D和孔板开孔直径d的实测尺寸值。

(2) 目测检定孔板质量：
①板面检查
a.检查孔板有无脏污、积尘。

b.检查孔板板面是否有被腐蚀的情况。

②孔径检查
a.检查孔板孔径有无明显的划痕、圆柱开孔的入口边缘有无毛刺、损伤、变形。

b.将孔板上游面倾斜45°角，用目光或人工光源射向直角入口边缘，无光线反
射时为合格。

③孔板平整度检查
a.将孔板上游面放在平板上，检查孔板上下游面的平行度是否符合要求。

b.用相同材质的孔板对比检查孔板的光洁度。

c.用刀口尺（或平尺）透光判断孔板的平面度是否符合要求。

④记下检定结果。

（三）取压装置
按取压方式不同分为法兰取压、角接取压、径距取压、束流取压等。

所谓取压方式，是指按差压信号取出口的位置不同对取压方式的分类。

1常用的取压方式有法兰取压、角接取压两种。

①角接取压。

角接取压是指测量孔板前后压力差的取压方式。

作为具体的取压方
法有环室取压和单独钻孔取压。

天然气计量常用环室取压。

环室取压装置的主要技术要求：
a.前环室长度小于0.2D，后环室长度小于0.5D。

b.前、后环室的内径应相等，并等于测量管内径D。

c.环隙的宽度、厚度以及环腔横截面积等均应符合标准的规定。

②法兰取压。

法兰取压是指上流侧取压孔设置在离孔板上流端面25±1mm的地
方，下流侧取压孔设置在离孔板下流端面25±1mm的地方。

法兰取压的主要技术要求：
a.孔板上、下游侧取压孔上轴线与孔板上、下游侧端面的距离分别等于
25.4±0.8mm。

b.取压孔内壁出口边缘必须同测量管内壁平齐，无可见毛刺或突出物。

取压孔直径应符合标准规定。

c.取压孔的轴线应与孔板上、下游侧2D的测量管上的内圆柱表面的轴线共面并垂直。

d.法兰与测量管连接处不应出现台阶。

2 取压方式优、缺点
国家标准规定使用的标准孔板取压方式为法兰取压和角接取压两种方式，他们各有优缺点，但近年来逐渐更多地采用法兰取压方式。

1）角接取压优点:
①取压孔位于压力分布的陡峭部分，在相同流量、相同β值条件下取出的差压值比法兰取压的高一些，这样更便于差压的测量。

②易于实现用环室取压方式取出管道全截面上速度的变化情况，二避免了因取压孔位于某一点儿无法感受管道全截面上其他点速度变化的缺陷。

③使用的管径范围较法兰取压宽，为Φ450~Φ1000mm，允许外推至Φ
5000mm。

④可以在光滑管也可在粗糙管下使用。

2）角接取压缺点：
角接取压方式的取压装置尺寸和加工比较严格，工序复杂，使用时环室内脏物堵塞难以清除。

3）法兰取压优点：
①气质较脏时，便于排除积污，维护方便。

②结构简单，便于加工，易于采用高级孔板阀。

③计量管内壁平均粗糙度要求比角接取压方式低，一般工业钢易于满足要求。

④流量系数对取压孔位置、对孔板与计量管不同轴度的敏感性比角接取压低。

4）法兰取压缺点：
①取出的差压值不如角接取压准确。

②不易感受管道全截面上各个点速度的变化情况。

③对管径的适用范围不如角接取压方式宽。

（四）测量管
位于孔板前10D、孔板后5D的直管段称为测量管。

测量管的主要技术要求：
①测量管应是直的、圆的。

直度和2D以外的圆度只需目测鉴别。

②管内壁应是洁净的，其粗糙度应符合标准规定。

即当D≥50mm时，内壁表面
粗糙度Ra=6.3；当D=80~200mm时Ra=12.5；当D＞200mm时Ra=25；
③孔板上、下游直管段长度与上游阻力件形式及直径比与β有关。

④当孔板与其上游侧直径大于2D的容器或汇管直接连通时，则容器或汇管与孔
板之间的直管段长度不得小于30D。

⑤孔板上游侧闸阀必须全开，调节流量的阀门应安装在孔板上游侧。

五孔板阀的操作规程：
1 提取孔板的操作：
①、打开平衡阀，使上、下腔之间的压力平衡；
②、顺时针方向转动滑阀齿轮操纵轴，全开滑阀，使指示盘上的开位置和阀体上的指针对正。

③、将孔板从下阀腔提到上阀腔。

④、关闭滑阀。

⑤、关闭平衡阀。

⑥、开放空阀将上阀腔压力放空至0。

⑦、开上盖、取出孔板。

2 装入孔板的操作
①、将孔板放入上阀腔,注意齿槽对正，将其向下摇至碰到滑板为至,装好压板，
上紧螺丝；
②、关闭放空阀；
③、开平衡阀；
④、全开滑阀，使开位置与指针对正；
⑤、将孔板向下摇至下阀腔工作位置；
⑥、关闭滑阀，使关位置与指针对正；
⑦、关闭平衡阀；
⑧、开放空阀将上阀腔压力放空至0；
⑨、关闭放空阀；
六孔板阀的维护保养：
（1）每月开启，检查一次，并旋转密封脂压盖，注入密封脂，使滑阀保持良好密封，随时给密封脂盒补充密封脂。

（2）每一季度打开阀体排污阀吹扫排污一次。

（3）每次装入孔板时，在导板齿条上和孔板密封环上涂抹适量黄油。

（4）每年对孔板阀进行一次全面的检查和保养。

做到表面清洁，油漆无脱落，
无锈蚀，铭牌清晰明亮。

七常见故障及处理方式
1、故障描述：压盖漏气
原因分析1、压盖密封垫不干净；
2、压盖未压紧。

处理方法：1、紧固压盖；
2、更换密封垫。

2、故障描述：油杯漏气
原因分析：1、缺少密封脂；
2、紧固不严。

处理方法：1、加注密封脂；
2、紧固或更换油杯。

3、故障描述：滑阀动作困难
原因分析：1、有污物；
2、安装不到位。

处理方法：1、拆卸清洗；
2、拆卸重新安装。

4、故障描述：同样两条支路，一条流量波动大
原因分析：1、变送器上传有误；
2、引压管堵塞；
3、孔板阀前稳压装置故障；
4、取压装置漏气。

处理方法：1、检查变送器；
2、吹扫引压管；
3、检查稳压装置；
4、对计量气体进行充分过滤。

5、故障描述：同样两条支路，一条支路计量数值小
原因分析：1、孔板表面有污物；
2、孔板表面受伤；
3、孔板阀差压表故障；
4、取压装置漏气；
5、孔板数值输入工控机错误。

处理方法：1、检查变送器；
2、清洗孔板；
3、检查引压管线及差压表；
4、对孔板系数检查重新输入。