一、概述   　　

環(huán)形孔板流量計是我公司在標(biāo)準(zhǔn)孔板的基礎(chǔ)上研發(fā)的節(jié)流式流量傳感器，由于它采用環(huán)形通道式結(jié)構(gòu)，使測量的各種臟污介質(zhì)在通過孔板與管道之間的環(huán)縫時可以輕松通過。因此環(huán)形孔板流量計廣泛應(yīng)用于臟污介質(zhì)的流量測量?！?br>
二、特點   　　
1、  測量含有固體微粒的液體或氣體；   　　
2、  無需長直管段，可在惡劣的管道條件下工作；   　　
3、  適用于飽和蒸汽、壓縮空氣、煤氣、燃爐廢氣、冷卻水、冷凝液、和各種腐蝕性化工溶液以及各種流體介質(zhì)的測量；   　　
4、  壓力損失小，功耗低；   　　
5、  在惡劣條件下流出系數(shù)穩(wěn)定，精度高，可靠性好；   　　

三、主要技術(shù)參數(shù)   　　
1、  公稱通徑：DN50~DN3000   　　
2、  工作溫度：-200~450℃   　　
3、  公稱壓力：-0.1~40MPa   　　
4、  精度：1.0%  1.5%  2.0%   　　
5、  連接方式：法蘭連接  焊接連接


　　環(huán)形孔板流量計的基本原理和標(biāo)準(zhǔn)孔板基本相同，但結(jié)構(gòu)相差甚遠(yuǎn)。環(huán)形孔板本身自帶一段測量管，在測量管中部固定一塊同軸的圓板，圓板由支撐架固定在管道上，適用于各種流體介質(zhì)（氣體、蒸汽、液體）的測量，例如飽和蒸汽、過熱蒸汽、壓縮空氣、各種煤氣、廢氣、冷卻水、重油、渣油、燃料油、冷凝液、各種化工溶液等。環(huán)形孔板具有標(biāo)準(zhǔn)孔板結(jié)構(gòu)簡單、牢固、安裝使用方便的特點，同時無需長的直管道，具有在惡劣的管道條件下工作的優(yōu)點。   　　環(huán)形孔板流量計特點 　　

1. 適合測量蒸汽、煤氣及冷卻水等臟污介質(zhì)。   　　•環(huán)形孔板“周邊流通，中間阻擋”的特殊結(jié)構(gòu)，使得雜質(zhì)暢通無阻及停汽時蒸汽形成的冷凝水及時流走，從而提高了工作可靠性和測量精度。   　　
2. 適合高溫、高壓流體的流量測量。   　　•環(huán)形孔板測量高溫流體時，測流板周邊呈自由狀態(tài)，溫度膨脹僅改變外形尺寸，不改變邊緣尖銳度和形狀，因此不改變流出系數(shù)，不影響測量精度；測量高壓流體時，因測流板在管道內(nèi)部，與靜壓力的高低無關(guān)，可獲得良好的精度。   　　
3. 比圓缺孔板、偏心孔板工作可靠，測量準(zhǔn)確。   　　•使用環(huán)形孔板測量流體流量，不易堵塞取壓孔，因幾何形狀簡單，可以精密加工和裝配，容易提高測量精度。   　　
4. 采用均壓環(huán)結(jié)構(gòu)，減少測量誤差來源。   　　
5. 采用帶遠(yuǎn)傳膜盒的差壓變送器，可以測量渣油、重油等臟污介質(zhì)的流量。   　　

四、技術(shù)參數(shù)：   　　
1、公稱直徑：50mm≤DN≤1800mm   　　
2、雷諾數(shù)范圍：103≤ReD≤107   　　
3、公稱壓力：PN≤32MPa   　　
4、工作溫度：-196～530℃   　　

5、精度：1級、1.5級   　　環(huán)形孔板流量計工作原理   　　環(huán)形孔板流量計依據(jù)的基本原理同標(biāo)準(zhǔn)孔板一樣，適用于流體連續(xù)性方程和伯努力方程，所不同的是流體進(jìn)入測量管段后，最小流通截面不一樣，標(biāo)準(zhǔn)孔板最小流通截面是圓形，環(huán)形孔板最小流通截面是環(huán)形，把環(huán)形流通面等效成圓形流通截面，等效孔徑為d，等效孔徑比β=d/D,   　　•環(huán)基形孔板依據(jù)的基本原理同標(biāo)準(zhǔn)孔板一樣，是流體連續(xù)性方程和伯努力方程，所不同的是流體進(jìn)入測量管段后，最小流通截面不一樣，標(biāo)準(zhǔn)孔板最小流通截面是圓形，環(huán)形孔板的最小流通截面是環(huán)形，把環(huán)形流通面等效成圓形流通截面，等效孔徑為d，等效孔徑比β＝d/D。

節(jié)流裝置是利用測量管內(nèi)流通面積的改變使流動的流體產(chǎn)生靜壓力差的一類流量儀表。它的歷史悠久、種類繁多、用途廣泛。盡管當(dāng)今流量儀表的種類有近百種，節(jié)流裝置依然是用量的一種。支撐這“”寶座的有三大支柱：節(jié)流裝置已有品種的改進(jìn)和提高；節(jié)流裝置新品種的不斷出現(xiàn)并獲得推廣應(yīng)用；與節(jié)流裝置相配套的差壓變送器及顯示儀表在性能和質(zhì)量方面發(fā)展迅速。

    本文介紹的環(huán)形孔板節(jié)流裝置。近年來，在我單位的高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、混合煤氣等介質(zhì)的流量測量中獲得了成功應(yīng)用，在解決防堵塞、防堆積等方面有突出的特點。

    1 工作原理

    標(biāo)準(zhǔn)孔板的最小流通截面是板（孔板）片中心的圓孔，流體通過時因流通面積的突然收縮而加速，流體繞過孔板入口邊緣時產(chǎn)生的附面層是圓柱形。環(huán)形孔板的最小流通截面是板（測流板）片的外緣和管內(nèi)壁形成的圓環(huán)，流體通過時因流通面積的突然收縮而加速，流體繞過測流板入口邊緣時產(chǎn)生的附面層也是圓柱形，對流體產(chǎn)生阻力的機(jī)理是相近的。因此孔板或測流板對流體造成的阻力系數(shù)是相近的，這就使兩者有可能具有相近的流出系數(shù)。

    標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置和環(huán)形孔板節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)分別如圖1和圖2所示。由圖可見，環(huán)形孔板與標(biāo)準(zhǔn)孔板的區(qū)別是：標(biāo)準(zhǔn)孔板的最小流通面是與管軸線同軸的圓柱，環(huán)形孔板的最小流通面是與管軸線同軸的圓環(huán)柱，從流場的對稱性考慮，都優(yōu)于圓缺孔板、偏心孔板；另一方面，環(huán)形孔板把中間流速高、靠近管壁處流速低的流動模式強(qiáng)制變成了靠近管壁處流速高、中間流速低的流動模式，相當(dāng)于流場的二次分配，進(jìn)入環(huán)形孔板的上游流場如果因上游局部阻力的干擾產(chǎn)生了畸變（即不再軸對稱），在二次分配時就會因“均化”的趨勢恢復(fù)成軸對稱，就像沒有受到局部阻力的干擾似的。

    環(huán)形孔板節(jié)流裝置和普通的標(biāo)準(zhǔn)孔板一樣，依據(jù)的基本原理是流體連續(xù)性方程和伯努利方程。把環(huán)形孔板的測流件安裝在圓管中，當(dāng)流體流經(jīng)節(jié)流裝置時，其上、下游側(cè)之間就會產(chǎn)生壓力差，見圖3環(huán)形孔板工作原理圖，經(jīng)推導(dǎo)可得到流量基本方程式：

    式中，qm為流體的質(zhì)量流量，kg/h；C為流出系數(shù)；ε為流體經(jīng)過節(jié)流裝置后的可膨脹性系數(shù)（對液體ε=1）；β為徑比（β=d/D1，d：環(huán)形孔板的等效孔徑，mm，D1：管道內(nèi)徑，mm）；D為測量管（工作狀態(tài)下）的內(nèi)徑，mm；ΔP為節(jié)流裝置上、下游取壓口處測取的差壓值,KPa；ρ1為流體（在節(jié)流裝置上游側(cè)工作條件下）的密度，kg/m3。

    經(jīng)過正確設(shè)計計算制造出來的測流板在流體中形成阻擋，當(dāng)流量為qm時產(chǎn)生的差壓為ΔP，利用差壓變送器將差壓值ΔP轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)電流信號，再經(jīng)過顯示儀表或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，顯示出流體的流量或總量。

    2 產(chǎn)品的特點

    環(huán)形孔板的特殊結(jié)構(gòu)決定了它在應(yīng)用時的諸多特點，這些特點不但在理論上是有根據(jù)的，而且也已經(jīng)被現(xiàn)場使用證明。比較突出的是：

    （1）結(jié)構(gòu)牢固、性能穩(wěn)定、工作可靠，基本上是“免維護(hù)儀表”。
    （2）儀表本體是一段直的測量管，內(nèi)壁經(jīng)過加工，精度高，而標(biāo)準(zhǔn)孔板要另訂一段直管段才能達(dá)到同樣效果。安裝誤差（偏心、密封墊片伸入管道等）對儀表的測量幾乎沒有影響，因此本儀表的使用精度比標(biāo)準(zhǔn)孔板高。
    （3）節(jié)流件和測量管內(nèi)壁都是形狀簡單的圓形，容易達(dá)到高的尺寸精度、嚴(yán)的形位公差，利用“抽樣標(biāo)定”就能獲得高精度，流出系數(shù)穩(wěn)定性好。
    （4）流體進(jìn)入儀表本體后經(jīng)過測流板的突然阻擋，強(qiáng)制再分配均化了來流時的畸變，通過環(huán)孔節(jié)流再加上“ 均壓環(huán)”取壓機(jī)構(gòu)，使得進(jìn)入差壓變送器的測量值（ 差壓）很少受上游局部阻力的影響。
    （5）環(huán)形孔板不但可測量一般流體的流量，還可測量含雜質(zhì)的流體流量。因為環(huán)形孔板的檢測件結(jié)構(gòu)形式與標(biāo)準(zhǔn)孔板有本質(zhì)不同，環(huán)形孔板最小流通面是緊貼管內(nèi)壁的圓環(huán)，而標(biāo)準(zhǔn)孔板最小流通面是處于管中心的同心圓。流體中的雜質(zhì)流速較低，一般是緊貼著管壁邊流動，在標(biāo)準(zhǔn)孔板的附近，雜質(zhì)流得更慢，很容易沉淀堆積，以至于影響測量精度或堵塞取壓口。即使是圓缺孔板或偏心孔板，也避免不了這種故障。然而對于環(huán)孔節(jié)流式流量計，流體中的雜質(zhì)隨著主流一起高速通過最小流通截面（環(huán)隙），不大可能堆積在測流板附近，取壓口遠(yuǎn)離滯流區(qū)，不容易堵塞，何況采取了多個取壓口（冗余設(shè)計）并聯(lián)在均壓環(huán)上，只有全部堵死才會失效，這就大大延長了檢修周期。防堵型環(huán)形孔板流量計的均壓環(huán)上與取壓口正對著的管壁處設(shè)有‘ 堵頭’或排污球閥，可定期旋開排污或用捅條疏通雜物。對含塵量更大的流體，可以選帶隔離膜片的差壓變送器，堵塞的可能性更小。帶均壓環(huán)的防堵型環(huán)形孔板結(jié)構(gòu)見圖4。

    3 總結(jié)

    焦?fàn)t煤氣、半水煤氣等臟污流體介質(zhì)含有粉塵、焦油、萘、硫化物、水，使用其它儀表遇到的問題較多。在儀表結(jié)構(gòu)方面，采用均壓環(huán)和多個取壓口，在均壓環(huán)上與取壓口相對的地方焊接一段與取壓管相同內(nèi)徑的排污管、連接一個球閥，在清污時打開球閥排污或者在停氣時用捅條疏通，也可以采用專用結(jié)構(gòu)在不停氣時用頂桿插入管壁清理取壓管。我單位已應(yīng)用十幾臺，最長的使用已有6年，至今未發(fā)生故障，節(jié)約了大量的維護(hù)人力和物力。為生產(chǎn)單位提供了準(zhǔn)確的計量數(shù)據(jù)，使生產(chǎn)單位在節(jié)能降耗工作中有數(shù)據(jù)進(jìn)行指導(dǎo)，降低了生產(chǎn)能耗。