插入式流量計的安裝使用

插入式流量計具有結構簡單，價格便（biàn）宜的特點，而且（qiě）和其它流量計相比，越是大口徑流量計，製造成本越低廉（lián），適用於工業過程控製中（zhōng）的流量測量和大口徑管道的流體總（zǒng）量測量。點流型插入（rù）式流量計可選用插（chā）入渦輪、插入渦街或（huò）插入式電磁流量計，徑流型插入式流量計目前國內一般隻有差壓式均速管流量計(其它（tā）形式（shì）的流（liú）量（liàng）計如均（jun1）速管型插（chā）入式電磁流量計、多點插入型熱式質量流（liú）量計等尚未得到廣泛應用)。安裝使用時應注意如（rú）下事項。

1.點流（liú）型插入式流量計

1)由（yóu）於（yú）點流型插入式流量計的測量精度與管內流速分布有著*為密切的關（guān）係，在現場安（ān）裝中，應盡量避免在非充分發展管流中使用，條件允（yǔn）許時，儀表前後（hòu）應安裝足夠長的直管（guǎn）段，儀表上遊應盡量避免象空間彎頭這（zhè）樣的能使流速分布嚴重畸變（biàn）的阻流件以及複合阻流（liú）件。圖11-8所示的迎流偏角和俯仰角應盡可能小，一般認（rèn）為偏角應小於10°，俯（fǔ）仰角影響目前尚缺試驗數據。

2)要正確使用（yòng）點流型插入（rù）式流量計，應詳細掌握使用（yòng）現場（chǎng）的幾個條件，它們是儀表上遊（yóu）阻流件類型、上下遊直管段長度和測量管道的詳細情況等。尤其是測量管道(傳感器殼體)的作用*為重要（yào）.它是點流型插入式流量計的五個組件（jiàn）之一（yī），但生產廠家往往並不（bú）提供（gòng）測量管道(傳感器殼體)。而流量計的幾個係數（shù）α、β, γ和截麵積（jī）A幾乎都與測量管道有關。使用時應對測量管的（de）粗糙度、橫截麵積以及與前後管段的關係應有一個定（dìng）量的了解。

粗糙度是影響流速分布係數α的主要參數之一，由於流體介質的影響(如腐蝕、鏽（xiù）蝕、沾汙等)，管壁粗糙（cāo）度可能**間變化（huà），現場（chǎng）使用時可按實（shí）測法確定。*先在一段（duàn）長度（dù）為L的管段（duàn）上測取壓力損失δρ，然後由式(11-18)計算（suàn）流體（tǐ）阻力（lì）係數λ

式中（zhōng），δρ是壓力損失(Pa); λ是流體阻力係數;L是管段長度(m); D是管道內徑(M); ρ是（shì）介質密度(kg/m3);u是流速(m/s)。

根據上式得到的流體阻力係數λ，由柯爾布魯克(Cole-brook)公式(11-8)求得管壁粗糙度。

管道內（nèi）徑的實（shí）際值也往（wǎng）往無（wú）法準確知（zhī）道，在管道已經連接好的現場情況下也可用實測法來確（què）定。實測法可用（yòng）外圓周（zhōu）實側法，在管（guǎn）道外測量管道外圓周長為L，則

式（shì）中，D是管（guǎn）道內（nèi）徑(m); A是管道橫截麵積(m2); L是實測外圓周長(m); a是管道外表麵（miàn）局部突出物高度(m); δ是管壁厚度(m)。

測量管（guǎn）與前後管段的尺寸關係，如與上遊管道尺寸有差異麵形成台階等，也會影（yǐng）響流速分布從而影響儀表測量（liàng）精度.所以在現場安裝使用時必須充分認識道測量（liàng）管的（de）重要性。

3)測量（liàng）頭與被測管道大小的尺寸比例在大口徑（jìng）管道係列的下限口（kǒu）徑(根（gēn）據目前測量頭直徑一般為DN50，此下限口徑為DN1000)以下（xià）時，需用阻塞係數（shù）β來修正流量計的儀表係數。影響阻塞係數的因素有:插入杆與測量頭的迎流截麵阻塞率（lǜ），測量頭的類型，插入杆（gǎn）與引出管窗口的大小，測量頭的插入位置等。以阻塞率為（wéi）參數的（de）阻（zǔ）塞係數計（jì）算式(11-12)在其它影響因素確定的條件下才能正確（què）使用。某些廠家（jiā）使（shǐ）用的計算式(11-15)也（yě）尚缺乏試驗基礎。在測量頭結構尚未標準化的時候生產廠家為本（běn）廠產品進行阻塞係數試驗是必要的。

引出管窗口對（duì）流場也（yě）會產生幹擾。為了取出（chū）測量頭(尤其是不（bú）斷流取出型)需有較大的窗口(一（yī）般為D100)，在窗口附近，流速分布將（jiāng）發生畸變，在大口徑管道係（xì）列（liè）下限口徑中應特別注意（yì）。如果測量頭（tóu）的插入位置在管道軸線處，則引出窗的影響基（jī）本上可以忽（hū）略。

表（biǎo）11-4為各種口徑下測量頭在不同插入位置受窗口影響的試驗（yàn）結果。表（biǎo）中，L/D為插入位置，括號（hào）外數據為該位置儀表係數與管道軸線處儀表係數的偏差，括號（hào）內數據為考慮了點流速分（fèn）布係數與阻塞係數後的偏差（chà）值（zhí）。

由（yóu）上可見，即使扣除了α和β影響，仍存在著（zhe）平均偏差（chà）2.7% (L/D=0.313)和3.5% (L/D=0.123),顯然，這是因為流量計算式中沒有考慮測量頭（tóu）偏心時對（duì）流場（chǎng）的影響以及管（guǎn）壁對測量（liàng）頭的影響。因此，對於口（kǒu）徑不是足夠大（dà）(如lm以上)管道，插入式流量計在偏（piān）離管道軸線處測量時，即使考慮α和（hé）β的（de）修正。仍可能帶（dài）來(2一5)%的偏（piān）差。

所以，當管道口徑（jìng）不是很大時，安裝懸臂長度也不成問題時，插入式流量計（jì）測量頭應盡量插到管道軸線處。

2.徑流型插（chā）入式流量計----均速管流量計

1)均速（sù）管流量（liàng）計可以安裝在（zài）管道的任何平麵上(水平、垂直或中間任何（hé）角度)。測量液體流量時，均速管流量計的接頭應位於水（shuǐ）平管道中心線以（yǐ）下(見（jiàn）圖11-7a);測*氣體（tǐ）流量時，流*計接頭應位於水（shuǐ）平（píng）管道中心線以上（shàng）(見圖11-7b);測量蒸汽流量時，不（bú）管是水平管道還是垂（chuí）直管道，均速管（guǎn）都應水平安裝，同時應注意均速管的兩個高低壓接頭應處於同一水平（píng）麵上。對於垂直管道，均速管流量計可安裝在（zài）管（guǎn）道水平麵沿圓周360°的任何位置上。

2)測量管道的（de）實際內徑值對均（jun1）速管流量計的（de）測（cè）量有直接影響，使用時可（kě）采用外（wài）圓周實測法（fǎ）準確（què）地求（qiú）得測量管道的內徑。管徑對測量的影響主要表現在兩方麵:一是影響管道截麵積，從式(11-16)可知直接影響流*值;二是均速管檢測杆測量段長度與管道實際內徑可能不符造成的（de）測量誤差。廠家生產的均速管檢測杆長度一般是按公（gōng）稱通徑設（shè）計的，而（ér）現場工業管道的實際內徑往往與公稱通徑不符合。安裝時，如果實際（jì）管徑（jìng）偏大（dà）或偏小，這時仍把檢測杆插到底，則（zé）檢測杆上（shàng）的總壓孔分布將處（chù）於偏心狀（zhuàng）態，從麵帶來測量誤差。如果為了（le）糾正總壓（yā）孔（kǒng）偏心而使檢測杆一端懸空也將帶來很大的測量誤差。表11-5列出了檢測杆端頭與管（guǎn）壁有間隙時的流量係數偏差（chà）試驗值。

由表可見。當檢測杆懸空2mm時，流量係數α的偏差己達(4一5)%。

另外，測量高溫介質時（shí），由於管（guǎn）道材料與均速管檢測杆材（cái）料的熱膨脹係數不一致，在檢測杆的端部必須預（yù）留間隙，間隙大小根據管徑大小、溫差以及所用材料熱膨脹性能而定。由於預留間隙不一定很準確，使用時仍可能存在間隙。隻要（yào）有間（jiān）隙（xì）存在，就（jiù）會引起流量係數的變化（huà），這是均速管流量計安裝使用中必（bì）須引起重視的問（wèn）題。

3)測量氣體流量的均（jun1）速管流量計，應注意（yì）風洞標定與封閉圓管標定的流量係數有較大的差異，因此，用於工業管道的（de）均（jun1）速管不能采用風洞標定數據。

4)安裝偏角和俯仰角應符合圖11-8的要求。