周 人

(上海科洋科技发展有限公司,上海 200120)

0 引 言

在工业生产过程中,一些物料流量的计量范围很宽,例如,天然气贸易结算、蒸汽流量结算等,最大流量与最小流量之比可达几十比一,甚至高达400∶1等,采用一般的流量计无法实现计量。为此,需要研究大量程比的流量测量方案。

1 设计原则

根据应用要求,大量程比流量测量需满足:高精度、经济性、易操作性、标准化。

根据节流装置的一般计算公式,有

式中 qm——单位时间内流过节流装置的流体质量流量,kg/s;d——工况条件下一次装置节流孔直径,m;β——直径比,指节流孔直径与管道内径之比;Δp——差压,Pa;ρ——流体密度, kg/m3;ε——流体可膨胀性系数;C——流出系数。

因此,可从下列三方面考虑设计大量程比流量测量方案。

a)经济性。采用三根并行管道分别测量小、中和大流量。为降低成本,采用同一变送器进行不同管道的流量测量。例如,当管道直径是原管道直径的2.5倍,采用同一变送器和差压值,由于被测流体特性没有变化,因此,可测量的流体最大流量是原管道最大流量的6.25倍。

b)高精度。为提高精度,可假设对每根管道的流量测量范围定为6∶1～7∶1。

c)标准化。为提高精度,管道直径的标准按国家标准系列。

2 测量方案

采用大量程比蒸汽流量测量方案如图1所示。根据被测流体(气体、蒸汽或液体)的特性,根部取压位置可确定在管道水平、上方或下方。

a)管道管径的配对见表1所列,三根管道管径配对见表2所列。

图1 大量程比蒸汽流量测量方案

表1 蒸汽流量与管道和压力的关系