环形通道节流装置浅议

　　环形通道节流装置浅议

　　节流装置作为一种流量仪表已有近百年的历史,由于其工作可靠,可承受高温、高压等恶劣的工况,特别是作为当前唯一无需通过实流标定而可确定流量系数的流量计,常被用户作为首选仪表。在近半个世纪的时间里,它的市场占有率达到了70%左右。国际标准化组织对它也极为重视,制定了标准ISO5167,随后各国工程技术人员不断对其在应用条件下进行实验,积累了大量数据,在此基础上,国际标准化组织于2003年又对ISO5167进行了修订,新标准对经典式节流装置的应用提出了更为严格的条件,特别是不同程度地加长了前直管段长度,使其应用面临一些困难。上世纪80年代后,不少新型仪表如电磁、超声、涡街逐渐成熟,也极大地冲击着市场,使孔板这种经典式的节流装置市场占有率有所下降。而在已建工程中,它的安装台数仍十分庞大,也积累了丰富的使用经验,许多一线的工程技术人员还是习惯选用它,如何改进、用好这类仪表就成为一个方兴未艾、较为活跃的研究领域。

　　1　非标准节流装置

　　在许多工业部门中,如火电的锅炉、天然气、石油的开采与输送,冶金中产生的煤气,矿业开采中的选矿,以及采用液体或气体作为载体输送固体原料、产品……这些流体多不“洁净”,而呈现双相或多相状态,如采用经典节流装置如孔板(图1),在运行中产生不少问题。由于孔板前后将产生两个滞流区,固相介质将滞留、堆积在这个区域中,日积月累,将缩小孔板中心的通道,引起较大的误差,严重时甚至无法正常工作。鉴于上述情况,早于上世纪50年代,研制、推出了不少非标准节流装置,如圆缺孔板、偏心孔板、楔形流量计等。其共同的特点是迫使流动偏离中心,从管道下方流过,使较重的固态介质难以滞留,造成非对称的流动,从流动的效果来看与阻力件无异,使用中并不理想。

　　环形孔板是其中较为典型、效果较好的一种非标准节流装置。它在上世纪60年代推出,开始应用于现场。而我国应用它是近10年的事。环形孔板(图2)的结构是在管道中同心地固定了一个圆板,而流体则从管道边缘的环形通道流过。它既未破坏流动的对称性,又使管道中不同比重的物质各行其道,比重大的物质从管道底部疏泄,比重轻的物质如气体、蒸汽从管道上部通过。实用表明,环形通道对上游直管段长度的要求,没有经典及非标准节流装置那样苛刻,这也是它的一个突出优点,可以说是环形通道节流装置的初型。不足的是,与经典节流装置比较,缺乏

足够的试验数据,难以标准化,特别在当量βT值接近0·9时,流量系数的变化较大,每台仪表都必须通过标定才能出厂。另外,其压损也较大。