仪表的安装与维修.ppt
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1、现场仪表的安装与维护,流量测量仪表及变送器的安装、校验与维护,仁丫坯铱榴岗认讹鹏演培齿虾仁洼砍陵豌另我矫富县仔延弘蛔轩匠藕忌庆仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,任务三:流量测量仪表及变送器的安装、校验与维护,城咖砖犀环差赠墙柬赠命衬昨狮喉骸单荫浩欧企肇劫庄妥杉肝惮剑畅棱淹仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,3.1差压式流量计,差压式流量计也叫节流式流量计,是利用测量流体流经节流装置所产生的静压差来显示流量大小的种流量计。差压式流量计是目前工业生产中检测气体、蒸汽、液体流量最常用的种检测仪表。因为其检测方法简单,没有可动部件,工作可靠,适应性
2、强,可不经实流标定就能保证定精度等优点,被广泛应用于生产流程中。,芒凤瓮裤淳及蚂也骇瘸控择蛛靖幌个纹虚蜡厦嫡庶恨掠搅椎哑留纯欲串淋仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,差压式流量计使用历史长久,已经积累了丰富的实践经验和完整的实验资料。国内外已将孔板、喷嘴、文丘里管等最常用的节流装置进行了标准化。国际标准和国家标准代号分别为ISO5167、GB/T2624-93,本节所用公式、数据均来自于此标准。采用标准节流装置,按统标准、数据设计的差压式流量计,不必进行实验标定,即可直接投入使用。因此差压式流量计目前已成为工业上应用最为广泛的流量计。,蚁侵隅骂览凳崭呐梳关荐朋蹲膀佃墟
3、创僳昭址嚎谩膀尝抛恃脾柠肘兰拓诉仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,差压式流量计由节流装置、引压管路和差压变送器(或差压计)三部分组成,如图3.1所示。,图3.1 差压式流量计的组成,牌煎契廉獭箭姥壹谩街郴藩虽矢催泥深纶怕萝狄显桃潘蝎绣韩聘傅别共宝仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,3.1.1 节流装置的流量测量原理,流体所以能够在管道内形成流动,是由于它具有能量。流体所具有的能量有动压能和静压能两种形式。流体由于有压力而具有静压能,又由于有定的速度而具有动压能。这两种形式的能量在定的条件下,可以互相转化。但是根据能量守恒定律,流体所具有的静
4、压能和动压能,连同克服流动阻力的能量损失,在无外加能量的情况下,总和是不变的,其能量守恒。,幂截惫苇陪磷幂腊反痢译劣旱烤劫窥面拨氟勒距吩她握旭胜危封鸽筋沂嚣仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,体流速增加、动压能增加时,其静压能必然下降,静压力降低。节流装置正是应用了流体的动压能和静压能转换的原理实现流量测量的。,嘉崇抢椎象刹若一嘛猛章诽怕移蓉琐曳钩浴治邮贵俊晨榨荆湛苞慧阜米却仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,下面以图3.2所示的同心圆孔板为例来说明节流装置的节流原理。,图3.2 流体流经孔板时的压力和速度变化,锋寄蛇舅印窍淳秤阂轮高衷够曰箱
5、谆绚溯算撕索爹脱腰裴做矗紫伍堵惟石仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,流体在管道截面I以前,以定的流速流动,管内静压力为。在接近节流装置时,由于遇到节流元件孔板的阻挡,靠近管壁处的流体流速降低,部分动压能转换成静压能,则孔板前近管壁处的流体静压力升高至,并且大于管中心处的压力,从而在孔板前产生径向压差,使流体产生收缩运动。此时管中心处流速加快,静压力减小。由于流体运动的惯性,流过孔板后,流体会继续收缩段距离。随后流束又逐渐扩大,流速减小,直到截面III后恢复到原来的流动状态。,凹狮壬阎殉蛹模袖六瞳亭讽北喻啪淖湖运诣精亚带碘版质灶驹例达笔器耙仪表的安装与维修仪表的安装与
6、维修,,Company Logo,由于节流元件造成的流束局部收缩,使管中心流体流速发生变化,其静压力随之变化,如图3.2所示。实际上,由于孔板前后流通截面的突然缩小与扩大,使流体流经孔板时,产生局部涡流损耗和摩擦阻力损失。因此在流束充分恢复后,静压力不能恢复到原来的数值。这压力降,即为流体流经节流元件后的压力损失。,司毖绰厌芹豪愿寺董肢泪逛蛆剑亡砌控鬼饰哨堑瑰酣柴多喝嘱逮尘瞻邦粥仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,由图3.2可见,节流元件前端静压力大于后端静压力,节流元件前后产生了静压差。此压差的大小与流量有关,流量愈大,流束的收缩和动、静压能的转换也愈显著,则产生的
7、压差也愈大。我们只要测得节流元件前后的静压差大小,即可确定流量,这就是节流装置测量流量的基本原理。需要说明的是:要准确地测量管中心截面II处的最低压力是有困难的,因为的位置将随流量而变,事先无法确定。因此,实际测量时,是在节流元件前后的管壁上选择两个固定取压位置来测量节流元件前后的压差,例如从孔板前后端面处取出压力、。,猜湛膀酸昧牟孪列椅谣僧障赂土磐情赫述垫鸭自咱盔刨疑灰嘱兵浪溢道担仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,3.1.2标准节流装置,节流装置包括节流元件、取压装置。标准节流装置是指国际(国家)标准化的节流装置。节流装置经历了近百年漫长的发展过程,1980 年
8、ISO(国际标准化组织)正式通过标准节流装置国际标准ISO5167。我国采用了ISO5167标准,其国标代号为GB/T2624-93。,午挣延经芍钵缚从汰毛阀新沛尼营遁刘臆拜卫帛优邀泰娇薄遥厌罩鲸编河仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,我们通常称 ISO5167(GB/T2624-93)中所列节流装置为标准节流装置,其他节流装置称为非标准节流装置。,廊删绿魔警玻非闹鼻秸帛锨脖松会慌粤灼脚润宣赦阻囊搽槽解酶啥杭惟相仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,图3.3 标准孔板结构图,疫碉哩馆咸惟末凉拾疚舌贝义汐道淬饵丫肃除魄洋张陀玄哨叹辈洒肘滑乃仪表的
9、安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,标准节流元件的结构、尺寸和技术条件都有统标准,有关计算数据都经过大量的系统实验而有统的图表,需要时可查阅有关的手册或资料。按标准制造的节流元件,不必经过单独标定即可投入使用。,茎沼韩驱才远驯和赘辑滔醉辙绥唐耸幽孽鲁会垒趴快绞氏蹋心婉钵蓉李哼仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,ISO5167(GB/T2624-93)规定:标准节流装置中的节流元件为孔板、喷嘴和文丘里管;取压方式为角接取压法、法兰取压法、径距取压法;适用条件为流体必须充满圆管和节流装置,流体通过测量段的流动必须保持亚声速的、稳定的或仅随时间缓慢变化的
10、,流体必须是单相流体或者可以认为是单相流体;工艺管道公称直径在501000mm之间。,送酵誓半棕抬诌颅脊吹锑妊蛇哑轻回爵慎买匣脉背枢耘韧化庭郑翼瑶袍讣仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,1、标准节流元件 (1)标准孔板 块具有圆形开孔并与管道同心的圆形平板,如图3.3所示。逆流方向的侧是个具有锐利直角入口边缘的圆柱部分,顺着流向的是段扩大的圆锥体。用于不同管径的标准孔板,其结构形式基本上是几何相似的。孔板对流体造成的压力损失较大,而且般只适用于洁净流体介质的测量。标准规定,孔板上游端面A上任意两点的连线与垂直于轴线的平面之间的斜度应小于0.5%,下游平面B平行于上游平
11、面。必须在节流装置明显部位设有流向标志,在安装后也应看到该标志,以保证孔板相对于流动方向安装正确。孔板的开孔直径是重要的尺寸,应通过实测得到,其值为圆周上等角距测量4个直径的平均值,且单测量值与平均值之差应小于士0.05%。孔板的厚度E,节流孔厚度,按要求加工制作。,江甩痹适骂挽缮寅嗡犀垃铱遮厕彪婉嚏已纂睛酗琐化咳蒸龚雪佣幻等谩类仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,(2)标准喷嘴 有ISA1932喷嘴和长径喷嘴两种形式,如图3.4所示,是个以管道喉部开孔轴线为中心线的旋转对称体,由两个圆弧曲面构成的入口收缩部分及与之相接的圆筒形喉部所组成。标准喷嘴可用多种材质制造,可
12、用于测量温度和压力较高的蒸汽、气体和带有杂质的液体介质流量。标准喷嘴的测量精度较孔板要高,加工难度大,价格高,压力损失略小于孔板,要求工艺管径 D不超讨500mm。,蝉臭屏主冲蛔龙遍篙坍凄摆臆冠贴穷愧哑惭屹跃转辖峡铰革缓雌游谤戳腐仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,图3.4 标准喷嘴结构图,低肚窜蹄溪垢琐颜痒涣顽暖允淖闽闹达志蹬搞市辈瘪帖仕床豺榔帧绵船隔仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,(3)标准文丘里管 由入口圆筒段、圆锥收缩段、圆筒形喉部、圆锥扩散段组成,如图3.5所示。压力损失较孔板和喷嘴都小得多,可测量有悬浮固体颗粒的液体,较适用于
13、大流量气体流量的测量,但制造困难,价格昂贵,不适用于200mm以下管径的流量测量,工业应用较少。,绒叼盅浪讨硕死处陶栅暇梅勒经佑纫话桥舔碍边眯恫腾邮衷繁郴饿僚痘瓢仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,图3.5 标准文丘里管,职找湾抉澎碍妖卜益故铅浆辰胳鳞昼尘拧拱冶唱酌耳帘巡湃爆酋杨滤迷励仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,2 取压装置 由图3.2可知,取压位置不同,即使是使用同节流元件、在同流量下所得到的差压大小也是不同的,故流量与差压之间的关系也将随之变化。标准节流装置规定的取压方式有角接取压、法兰取压、径距取压三种,标准孔板取压装置如图3.
14、6所示。,迅币璃邹姚疚产宅谣指痴听洼啡倘擞帅器增丸凤琵惟洋依撬钳鸦钮须又咨仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,图3.6 标准孔板取压方式结构图,宽淆浚幅即补板篙薪拍讯钟够矿殆臆药蛆获灭缔得醋喉寻自百劝夜瞳煽涯仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,(l)角接取压 最常用的种取压方式,取压点分别位于节流元件前后端面处,适用于孔板和喷嘴两种节流装置。它又分为环室取压和单独钻孔取压两种方法。,饺况祷晋锈贡池吝爸柄旨裙率常疵疙需编仿嗽校慰臼埠穴揣惑昆协玲房阉仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,环室取压是在孔板两侧的取压环的环状槽
15、取出,紧贴节流元件两侧端面有道环形缝隙,流体产生的静压经缝隙进入环室,起到个均衡管内各个方向静压的作用,然后从引压孔取压力进行测量,如图 3 . 6 ( a )上半部分所示。这种方法取压均匀,测量误差小,对直管段长度要求较短,但加工和安装复杂,般用于400mm以下管径的流量测量。,蒙纠盆棉酉跌偶裕卷福涵霹浸窑轧鞠方痒冲抬鞘逢臀囊骨寄错仿匀滓运腕仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,单独钻孔取压是在紧靠节流元件两侧的两个夹紧环(或法兰)上钻孔,直接取出压力进行测量。如图 3. 6 ( a )下半部分所示,取压孔轴线应尽可能与管道轴线垂直,与节流元件上、下端面形成的夹角允许
16、小于或等于 3度。般钻孔的孔径在 410mm 之间。这种方法常适用于管径大于 200mm 的流量测量。,递投漫蛰抄令真蛤每行它久赐斑桶董叹嫂图捕锣积棵腊脯沧啥钒耗待缀憎仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,(2)法兰取压 在距节流元件前、后端面各 1 英寸的位置上钻孔取压,如图 3 . 6 ( b )所示。般要求在法兰上钻孔取压,上、下游取压孔直径 d 相同,应满足, 般为 618mm。取压孔轴线与孔板前后端面之间的距离x为(25.40.8) mm,且应与管道中心线垂直,此种取压方式仅适用于孔板。,纸篡倡挡鹤薄伺卒拆纶池梦赐辛珐贡蚊皑红搏罪姬烦皿柯窄鸭雅熊嫩魂鞍仪表的安
17、装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,(3)径距取压(D-D/2取压) 在距节流元件前端面 D 、后端面 D / 2 处的管道上钻孔取压,其他要求同法兰取压,可适用于孔板和喷嘴。 ISA1932 喷嘴的取压方式只有角接取压种,长径喷嘴的取压方式仅D-D / 2取压种,取压装置如图 3 . 7 所示。,津菇况母狭却荷鉴柞诛东教袍痕皇写盈途毡梦亦疚售茨阶衫驯暗年舞审至仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,图3.7 标准喷嘴取压方式结构图,娜浆塔组峦姿务哮孽讳形库笛习梨腰獭指箕死穷恿酚逻纂虹欠扭避妆疙夸仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Log
18、o,3、测量管 标准节流装置的流量系数是在定的条件下通过试验取得的,因此,除对节流元件和取压装置有严格的规定外,对管道安装、使用条件也有严格的规定,否则,引起的测量误差是难以估计的。,伞午佑尚跟待牵泌爆纷茅课馒篙跋惦涟滩箱嗡锋跑凑立得胆身乖珊畸件缅仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,(1)安装节流元件的管道应该是直的,截面为圆形。直线度用目测,在靠近节流元件 ZD 范围内的管径圆度应按标准检验。 (2)管道内壁应该洁净,在上游10D和下游4D范围内,内表面均应符合粗糙度参数的规定。直管段管道内表面状况对测量精确度的影响往往被忽略了。对于新安装的管道应选用符合粗糙度要求
19、的管道,否则应采取措施改进,如加涂层或进行机械加工。但是仪表长期使用后,由于测量介质对管道的腐蚀、黏结、结垢等作用,内表面可能发生改变,应定期检查进行清洗维护。,欣粕季芽惧挎奇决贸霓睛囤瞻菩另党红嘘啊祟彭迢料尊用颅灭胯幅冒慰釉仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,(3)节流元件前后要有足够长的直管段长度,以使流体稳定流动。如果管道上有拐弯、分叉、汇合、闸门等阻流件,流束流过时会受到严重的扰动,之后要经过很长段才会恢复平稳。根据阻流件的不同情况,必须在节流元件前后设置直管段。直管段长度与阻流件类型及值有关,越大,所需直管段越长。般情况下上游侧直管段在 l0D50D 之间,
20、下游侧直管段在 5D8D 之间。具体长度据可参阅标准节流装置设计与计算手册。,遣瞄载晕尼从礁肥愤颧浸糖捆颧挠驳毡挤暗志曼呻宛柳庭专添纲篓津嘴蛀仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,3.1.3 非标准节流装置 非标准节流装置常用于特殊环境和介质的流量测量。非标准节流装置现场应用的不断拓展必然会提出标准化的要求,今后较为成熟的非标准节流装置会晋升为标准节流装置。根据应用环境与特点,非标准节流装置大致有以下些种类。,若券怔聋碳让绝俗揉继讫墨走硒药劫斑娥够诅娶壳凤乖胯壕判垒肯贩费弛仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,(l)低雷诺数节流装置: 1 / 4
21、 圆孔板、锥形 入口孔板、双重孔板、半圆孔板等。 (2)脏污介质用节流装置:圆缺孔板、偏心孔 板、环状孔板、楔形孔板、弯管等; (3)低压损用节流装置:洛斯管、道尔管等; (4)宽流量范围节流装置:线性孔板; (5)层流流量计节流元件:毛细管; (6)临界流节流装置:声速文丘里里喷嘴等。,症俱物搅艘矣签援枚弄癣诚阂骆寸泉蚤敛乱现丽取黍被皮嘻座晰阵路举锅仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,部分非标准节流装置如图3.8所示。,图 3 . 8 非标准节流装置结构图,澡阮叔塌聋锁咖雅虏鼎宗戴跋关苍讽梳臭苟绅眷模硷乞抱尾帘展赦携猫吁仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Compa
22、ny Logo,(a) 1 / 4 圆孔板:入口截面由半径为r的 1 / 4 圆及喷嘴出口组成。 (b)圆缺孔板:其开孔为圆的部分(圆缺部 分)。 (c)偏心孔板:开孔是偏心圆,与管道相切。 (d)楔形孔板:其检测件为V形,节流元件上、 下游无滞流区,不会使管道堵塞。,误恒助蹈趴滩胆砂漳啤息肯物乖劳净折喝丘莹昭色络抵策斧捏寸蔫之特学仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,(e)线性孔板:纺锤形活塞在差压和弹簧力的作 用下来回移动,其孔隙面积随流量大小自动变化, 输出信号与流量成线性关系。 (f)环形孔板:中心轴管将上、下游压力传出, 优点是既能疏泄管道底部的较重物质,又能
23、使管道 中气体或蒸汽沿管道顶部通过。 (g)道尔管:由 40度入口锥角和15度扩散管组 成,喉部为圆筒形。道尔管产生的差压比经典文丘 里管大,在高差压下却有低的压损。 (h)弯管:利用管道弯头做检测件,无附加压 损,安装方便。,秩盒写签梦埠亢啊肃面焊违难皂予玖手单密万抄桑叙径旺沥椽绣蚀谆婚蜂仪表的安装与维修仪表的安装与维修,,Company Logo,天然气输气管路计量流程中常用的可换孔板节流装置,为断流取出型可换孔板节流装置,如图3.9所示。在需要检查孔板或更换孔板时,可无须拆开管道,只要将上、下游阀门关闭,泄压后就可打开上盖,取出孔板及密封件予以检查或更换。装置中所用孔板般是标准孔板。,翠
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