在現(xiàn)代的化工和石油化工裝置中 ,時常會遇到一些大口徑管道 ,其中介質大多為氣體 ,例如氮氣、工藝風、煙道氣、焦爐煤氣等介質。如何準確測量這些管道中氣體流量 ,有時是很重要的 ,例如在硫酸生產(chǎn)裝置中 ,工藝風流量是一個非常重要的工藝參數(shù)。一方面工藝風量大小和分配直接關系到沸騰爐內硫是否能充分燃燒 ,避免爐內升華硫的產(chǎn)生 ,防止爐膛燒結 ;另一方面還關系到整個裝置的操作狀況和平穩(wěn)運行 ,以及經(jīng)濟指標的核算、標定。因此 ,主風量測量儀表應具備高可靠性和較高測量精度。
         測量大口徑管道的氣體流量通常為孔板、文丘里管以及阿牛巴等差壓節(jié)流元件 ,但是 ,節(jié)流裝置在某些場合卻難以采用。在某硫酸裝置設計中 ,工藝風流量測量遇到難題 ,若采用常規(guī)流量儀表孔板、文丘里管或阿牛巴 ,則安裝位置受到限制。工藝管道公稱直徑 700 mm,其直管段前后僅有 1 m。對于大口徑管道的流量測量 , a方案采用孔板流量計 ,其安裝要求高 ,一般前 10D、后 5D應為直管段 ,滿足不了這么長的要求。b方案采用文丘里管 ,其本身長度近 5 m,再加上滿足精度要求的***小安裝直管段 (前 5. 5_D、后 3. 5D ) ,共計 11. 3 m,受安裝條件限制 ,風機出口管線根本滿足不了這么長的直管段要求。c 方案采用阿牛巴 ,其安裝要求一般為前 5D、后 2D, 也滿足不了這么長的直管段要求。

1　孔板流量計的特點及功能

孔板流量計是一種差壓型的流量儀表 ,也是使用歷史悠久、應用***廣泛的一種。它是基于流體流動的節(jié)流原理 ,利用流體流經(jīng)節(jié)流元件時產(chǎn)生的壓力差與其流量有關而實現(xiàn)測量的。
充滿管道的流體 ,當它流經(jīng)管道內的節(jié)流元件孔板時 ,流束將在節(jié)流元件處形成局部收縮 (見圖 1)。此時流速增大、靜壓降低 ,在節(jié)流元件前后產(chǎn)生差壓 ,流量愈大 ,差壓愈大 ,因而可根據(jù)差壓來衡量流量的大小。這種測量方法是以連續(xù)性方程和伯努利方程為基礎。
孔板流量計由節(jié)流元件、差壓變送器和流量顯示儀表組成。儀表無可動部件 ,工作可靠 ,價格低廉 ,量程比約為 3∶1。應用范圍廣泛 , 適用于單相流體 ,包括液體、蒸汽、氣體皆可測量。檢測件 ,特別是標準型的為全世界通用。但現(xiàn)場安裝條件要求較高 ,需較長的直管段長度 ,對大口徑工藝配管一般難以滿足。對小口徑管道 (小于 50mm)的流量測量有困難 ,壓損較大 ,儀表刻度為非線性 ,測量精度不很高 ,有時維護工作量較大。

2　錐形流量計的特點及功能

錐形流量計是一種新型的高精度差壓型流量計。它與孔板節(jié)流相反 ,通過在密閉管道中心線懸掛一個特制的流線型錐體來進行中央節(jié)流 ,用上游管壁和錐體尾部測量的差壓來計算流量。其特點 :
①沒有直管段安裝要求 ,可以解決其他流量計安裝時要求直管段長度較長給現(xiàn)場配管帶來的困難 ,尤其適用于大口徑管道單相流體的計量 ; ②低壓損、高精度 (≤0. 5% ) ,適用于需要控制全廠能耗的公用工程流體流量的計量 ; ③獨有的雙法蘭取壓 +密封截流錐體結構設計 ,適用于測量高黏度 (如油漿、原油、回煉油、渣油 )、粉塵介質的流量 ; ④耐臟污 ,不易堵 ,長期穩(wěn)定性好。

錐形流量計的工作原理

錐形流量計也是一種差壓型的流量儀表。差壓型流量計是基于密封管道中的能量轉換原理 ,也就是說對于穩(wěn)定流體 ,管道中流體的流速與差壓的平方根成正比。當流體接近錐體時 ,其壓力為 p ,在通過錐體的節(jié)流區(qū)時 ,速度會增加 ,壓力會降低至 p 。如圖 2所示 , p 和 p 都通過錐形流量計的取壓口引到后接的差壓變送器上。流速發(fā)生變化時 ,錐形流量計的兩個取壓口之間的差壓值會增大或縮小。當流速相同時 ,若節(jié)流面積大 ,則產(chǎn)生的差壓值也大。