前言
自上世紀60年代末均速管流量計問世以來,雖不斷改進(國外稱Annubar、Verabar、Probar 、Torbar、Itabar、Preso、Deltabar、Averaging Potit-tube等),名稱各異,但都是基于皮托管測速原理,以測管道中直徑(圓管)或長與寬(矩形管)上幾點的流速來推算流量的一種插入式流量儀表。因其結構簡單,裝、拆方便,價格低廉及節能等優點,在無需準確計量進行貿易核算,僅作為工況監控,特別是大于200毫米的口徑情況下,在電力、冶金、石化等行業中,常做為儀表。
CONTROL ENGINEERING與Reed Research 集團聯合對近兩年流量儀表市場的調查表明:在20種常用流量儀表中,均速管流量計的排序處于8~9位;我國西氣東輸的世紀工程中,在干線內徑為一米的管道上,選用了50臺Emerson的均速管流量計,占總量96臺的52%;此外,美國的Verabar均速管流量計在國內電力、冶金、石化等行業中,銷售業績斐然,令人矚目。而國產均速管在大陸市場中幾乎無立足之地,究其原因,無論是Emerson,還是Verabar公司,近20年都十分重視產品在現場應用的情況,不遺余力推陳出新,不斷改進;而國內廠家,產品開發乏力,一味仿制,幾乎還生產、銷售國外10多年前已淘汰的產品,這些情況令人深思。本文就近年來業內人士對均速管較為關注的幾個問題提出以下看法,供大家參考。
熱點之一 ——檢測桿的截面形狀
這是均速管發展過程zui熱的話題。近30年來,不斷變化、創新,較典型的有以下幾種:
1、 圓形
zui早的均速管檢測桿為圓截面;迎流向有多個總壓孔,背流向為低壓孔;中間用板隔開,后認為均速管既處于位流,整個截面靜壓應相等,改為僅在檢測桿*背流向一側鉆一個背壓孔,用細管將背壓傳至差壓變送器低壓端,取消了隔板,簡化了結構。
2、 菱形-Ⅰ
上世紀70年代末期,圓截面使用多年后,發現在雷諾數處于105~106之間時,流體在圓管上分離點將從78u移至130u,即所謂“阻力危機”現象,改變了圓截面上的壓力分布,引起約±10%的流量誤差,逐由菱形代替。菱形兩側為銳角,分離點確定,排除了阻力危機。其他結構不變。
3、 菱形-Ⅱ
菱形-Ⅰ使用7、8年后,又發現背壓孔的傳壓細管,由于內徑僅3毫米,易堵塞。美國Dieterich公司又推出了由3個腔體所組成的檢測桿截面,總壓孔由兩對改為3到4對,背壓孔與總壓孔一一對應,取消了總背壓引出管,這種結構即或有一二個背壓孔被堵,也不會影響均速管的正常工作。
4、 翼形
近20年來,不斷有人從減少均速管阻力角度出發,推出了各種阻力較小的檢測桿形狀,如對稱翼型、扁圓形、橢圓形(Preso)等。其實均速管的*壓損僅幾十帕,可忽略不計,不必小題大做。而這類截面形狀低壓多取自兩側,卻帶來輸出差壓過低的弊病,揚短避長,得不償失。但也有特殊情況,Emerson公司就采用這種翼形剖面結構測蒸汽,由于蒸汽流速較高、密度較大,有可能獲得較大的差壓,的確需要減小阻力,以增加強度,但于一個型號,用于特殊場合。
5、 彈頭形
美國Verabar公司推出,在彈頭前端表面做了粗糙處理,(粗糙度X/KS約為200),宣稱這樣可以控制附面層的厚度,以此提高測量度。實際估算附面層對準確度的影響是可忽略不計的。彈頭型的低壓取自兩側,輸出差壓較菱形、圓形及T形小20% ~30%,不利于氣體低流速情況下選用。
6、 T形
這是Emerson公司近兩年推出的新結構(該公司稱485型Annubar)。在T形檢測桿上迎流向有兩排總壓孔,背流向漩渦區有兩排背壓孔。Emerson公司宣稱,由于其創新的槽口設計,度將會有所提高;而背壓處于T形漩渦區,較菱形、圓形可增大約20%輸出差壓。背部采取多個低壓孔。這種結構總壓、背壓孔均不到2毫米,易堵塞,只能用于潔凈流體。
7、 Delta
德爾塔巴(Deltaflow)均速管,由德國思科公司(Systec Co)推出。在MICONEX 2004展會上宣稱有許多優點,而從截面形狀及結構上與菱形-Ⅱ相比并無本質區別。它仍是一種插入式流量儀表,無法擺脫只測管道中直徑上幾點流速來推算流量的基本模式。廠家宣傳其直管段僅3~7D,而度可達±0.6%,缺乏說服力,令人難以置信。但其材料的選用卻有看點,一般均速管材料多使用316不銹鋼;而Deltaflow選用的是1.4528或哈氏合金鋼,耐溫低至-200℃,高可達1000℃以上,且可適用于各種腐蝕性介質。
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