节流变压降流量计课程设计.doc

引 言 在热力发电厂中，流体（水、蒸汽、油等）的流量直接反映设备的负荷高低、工作状况和效率等运行情况。因此，连续监视流体的流量对热力设备的安全、经济运行及能源管理有着重要意义。了解节流变压降流量计组成、工作原理，标准节流件、标准节流装置结构及适用条件，设计出适合条件的补偿式质量流量计来测量流量。 第一章 节流变压降流量计的工作原理及设计方案 1.1 节流件测量原理 节流变压降流量计的工作原理是，在管道内装入节流件，流体流过节流件时流束收缩，于是在节流件前后产生压差，对于一定形状和尺寸的节流件，一定的测压位置和前后直管道情况，一定参数的流体，和其他条件下，节流件前后产生的差压值随流量而变，并且两者之间有确定的关系。因此可通过测量差压来测量流量。 标准节流装置只适用于测量圆形截面管道中的单相、均质流体的流量，并要求流体充满管道；在节流件前后一定距离内不发生相变或析出杂质；流速小于音速，流动属于非脉动流；流体在流过节流件前，流束与管道轴线平行，不得有旋转流。 1.2 系统设计方案 采用温度、压力补偿式质量流量计。其工作原理是，测量流体的体积流量、温度和压力值，根据已知的被测流体密度与温度、压力之间的关系，通过运算，把测得的体积流量数值自动换算到标准状态下的体积流量数值。由于被侧流体种类一定后，其标准状态下的密度ρ0是定值，所以标准状态下的体积流量就代表了流体的质量流量值。 １.2.1过热蒸汽质量流量的量　  当流体为过热蒸汽时，被测蒸汽密度取决于蒸汽的压力Ｐ和蒸汽的温度，Ｐ取自节流件上游取压口，测点一般选取在节流件上游足够长度的部位，由于差压式流量计测量是建立在蒸汽流过节流件时不发生相变的基础上，所以温度的测点选取在节流件下游５Ｄ管段上也是合适的。   第二章 标准节流件差压计及取压装置 2.1 标准节流装置 标准节流装置只适用于测量圆形截面管道中的单相、均质流体的流量，并要求流体充满管道；在节流件前后一定距离内不发生相变或析出杂质；流速小于音速，流动属于非脉动流；流体在流过节流件前，流束与管道轴线平行，不得有旋转流。 如图2—1所示，标准节流装置包括：节流件、取压装置、节流件上游侧第一个阻力件、第二个阻力件，下游侧第一个阻力件以及在它们之间的直管段： L L0 2 L1 L2 图2-1 整套节流装置示意 1—上游侧第二个局部阻力件； 2—上游侧第一个局部阻力件； 3—节流件； 4—下游侧第一个局部阻力件 2.2 标准节流件 关于标准节流件的形式，目前国标规定如下：标准孔板和标准喷嘴。国际上还有一些其他的已标准化了的节流件，如径距取压（即D和0.5D取压，D为管道内径）标准孔板，径距取压长径喷嘴（亦称ASME喷嘴），古典文丘利管和文丘利喷嘴等。 2.2.1 标准孔板 标准孔板的结构形式如图2-2所示。标准孔板结构简单，加工方便，价格便宜。它的特征孔径是节流孔前段圆筒形孔径d。标准孔板两侧的压力差信号可以采用角接取压（上、下侧压力在孔板前后端面处取出）、法兰取压（上、下侧压力在连接法兰上距孔板前后端面25.4mm处取出）和径距取压（上侧压力在测量管段上距孔板前端面1D处取出，下侧压力在测量管段上距孔板后端面D处取出）。 图2-2标准孔板 标准孔板制造安装的要求如下： （1）标准孔板的开孔直径d是一个重要的尺寸，应实际测量。测量在上游段进行，最好是在四个大致相等的角度上测量直径，求其平均值。要求各个单测值与平均值之差在0.05%范围内； （2）标准孔板的全称是“同心薄壁锐缘孔板”，因此孔板进口圆筒形部分应与管道同心安装； （3）孔板进口边缘应是严格直角，不能有毛刺和可见的反光，即进口边缘应很尖锐，边缘半径不大于0.0004d。所谓薄壁是指孔板厚度E和圆筒形厚度e不能过大。 标准孔板制造安装的其他要求是： 1)在各处测得的E值之间的最大差值和各处测得的e值之间的最大差值均不得超过0.001D； 2)孔板必须与管道轴线垂直安装，其偏差不超过±1度； 3)若E≤0.02D，则可以不做成度的圆锥形出口，这样的孔板适用于测量双向流动的流体，但这时要求下游端面的标粗糙度和边缘尖锐度必须与上游端面的相同； 2.2.2 标准喷嘴