圆缺孔板流量计在脏污流体计量中的应用

　　用同心的标准孔板测量脏污气体或液体时，流体中的不洁物质容易沉积于孔板前后，因而改变管道的有效截面，导致孔板的实际截面比m及流量系数a均逐渐变得与计算时所采用的数值不同，从而降低了流量测量的准确性。楔形和圆缺孔板流量计是在水平及倾斜管道中测量脏污流体的装置。本文就钢铁企业使用较多的高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、焦油、污水等采用的楔形和圆缺孔板流量计测量的情况进行探讨。
 

　　圆缺孔板流量计 1.测量原理

　　圆缺孔板是垂直于管道轴线安装的下面带有圆缺切口的薄平隔板，与标准孔板相同，前边缘是尖锐的，其背面削割成30~45的角度，差压直接在圆缺孔板前后两点取出。取压方式可采用法兰或角接、理论取压法。圆缺孔板材料与标准孔板一样，要有一定的厚度，人口边缘要求尖锐、无毛刺等;圆缺孔板孔径与管道内径差为 0.1D，目的是防止安装时孔被法兰挡住。

　　2.计算

　　圆缺孔板的设计计算与标准孔板一样，其不同之处在于圆缺孔板求的是它的开孔高度a而不是直径。圆缺孔板的优点是在雷诺数的较大范围内流量系数接近恒定，其允许范围为5x10~2，109，当雷诺数Re→x时流量系数也不会发生变化。适用管道直径为50mmD 500mm，截面比0.1m0.5，但当管道直径在（500~ 2000）mm范围时，也允许使用圆缺孔板，此时可在流量系数的标准误差值上再算术相加0.25%的附加误差。当流体的雷诺数高于一定值时，其流量系数在光滑管道时仅与截面比有关，在圆缺边缘完全尖锐的情况下，流量系数与管径无关。对不同的截面比，管道直径和雷诺数用实验的方法确定，其结构尺寸、厚度、粗糙度等均与孔板相同。圆缺孔板的开孔对人口边缘不尖锐的敏感性比标准孔板要低得多，被测介质膨胀系数可采用标准孔板的数值。永久压力损失比标准孔板略高，但可近似按标准孔板压力损失考虑。

　　流量系数可根据 《流量测量节流装置设计手册》（孙淮清等，化学工业出版社，2005年第2版）中的表格中的值进行选取，也可按下式计算∶

　　a=0.6057+0.2214mi+0.1944m

　　3.应用

　　笔者所在的钢铁企业会使用很多的高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气，以前测量大多采用圆缺孔板，其效果比用标准孔板好。一般钢铁企业连续生产的周期长，很难定期停下来检修计量装置，特别是总管道往往是口径较大且清洗一次十分困难。在清洗我公司部分使用时间较长的圆缺孔板时发现，精心设计并加工、检验准确的圆缺高度仍然被杂质所堆积。因此在使用中特别强调要尽可能定期清洗，加强维护，这样基本上能满足用户对计量的要求。