孔板排液装置的改进

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孔板排液装置的改进

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发布时间：2019-06-25 14:33:00

摘要:利用孔板流量计对含液气体进行计量时，为防止孔板上游积液对计量准确性的影响，通常会安装排液装置。文章对现有的敞开式孔板排液装置进行了讨论，指出其不足，并改进成封闭式孔板排液装置。分析表明，对有危害的气体，改进后的新排液装置能更安全、更方便地完成排液作业，对保障安全生产和维持孔板流量计的计量准确度有较好效果。
1标准孔板流量计
标准孔板流量计是weiyi实现全球统一标准的流量计，按国际统一标准制造的孔板流量计无需实流标定即可投入使用，这一特点为孔板流量计的制造和使用带来巨大便利，因此在流量计量领域获得了广泛应用。但是孔板的结构特点决定其对流动流体具有较大阻挡作用，对水平管道而言，管道中流动的气体在重力和孔板阻挡的双重作用下，气体中所含的液体容易沉积在孔板上游面正下方形成积液，随着时间的推移，当这些积液积累到一定程度，就会占据一部分管道流通面积，迫使孔板上游管道的气体流速加快，孔板上下游压差减小，造成计量值比实际值偏小。为解决这一问题，人们在管道积液处开孔安装带阀排液管制造出敞开式孔板排液装置，如图1所示，通过定期打开阀3将孔板1上游积液2排放出去来保证计量准确度。

由于绝对干燥(绝对湿度等于零)的气体几乎不存在，气体中含有的液体的情况普遍存在。水平管道的孔板运行一定时间后都会产生积液，因此以合理的频率周期性地排出积液对维持孔板流量计的计量准确度有重要意义。然而，对一些有毒、易燃易爆、高温、高压、有腐蚀性等有危害的气体，如将其贸然排出管道容易对人员、设备、环境造成危害，带来安全事故。例如对取暖蒸汽计量的孔板，若用敞开式孔板排液装置进行孔板排液，喷出的高温蒸汽和积液容易烫伤现场人员;又如对含剧毒硫化氢的天然气进行孔板排液，喷出的硫化氢会毒害现场人员，天然气也容易燃烧和爆炸;再如生产盐酸时需要对进入反应炉的氢气和氯气用孔板流量计计量来监控进料量，若进行孔板排液易造成氢气和氯气外泄，十分危险;还有煤气中含有的大量水汽容易积聚在计量孔板前，排液时泄出的煤气有毒且易燃。这些情况表明，为保证孔板排液的安全性和可行性，有必要设计一种安全的孔板排液装置来保证排液作业安全。
2封闭式孔板排液装置
由于敞开式孔板排液装置实行敞开排放有安全隐患，因此设计了封闭式孔板排液装置，如图2所示，该新装置是在敞开排放装置的基础上加装一根连接孔板上、下游管道的带阀排液管，称为“内排管”，内排管由阀4控制通断，而阀3所在排液管称为“外排管”，通过开关阀3和阀4可实现不同的排液方式。

新装置的工作原理是:平时阀3和阀4关闭，不影响孔板流量计的运行，当孔板流量计运行一段时间需排液时，关闭状态的阀3不动，打开阀4，由于运行中的孔板上下游之间因节流存在持续的压差，孔板上游积液2在这个压差作用下自动从孔板上游经内排管排放到孔板下游，再被流动的气体带走，从而消除了孔板积液，保证了孔板流量计的计量准确度。
由于新装置的排液方式是在密闭的管路内进行，因此能防止危害气体外泄带来的安全事故，提高了孔板排液作业的安全性。
孔板排液的目的是防止积液累积到一定程度影响计量准确度，因此排液频率的高低对控制积液累积程度有重要影响。如图3所示，横轴t是时间，纵轴Y是积液累积程度，实线和虚线分别是两种排液频率的积液累积程度曲线，本图中虚线的排液频率是实线的2倍，虚线对应的积液累积峰值Y2比实线的Y1低许多，这说明增加排液频率可减少积液累积程度，从而降低对计量准确度的影响。对有危害的气体，传统的敞开式孔板排液装置进行排液操作时需要做好必要的安全防护工作，这增加了排液操作的不便，为此常常降低排液频率，使孔板流量计长时间处于计量值偏小状态。相比传统的敞开式孔板排液装置，封闭式孔板排液装置排液时能把流体物质和能量有效封闭在管路内，无需增加额外的安全防护工作，这使得孔板排液操作变得十分便利，而便利的结果是:可以提高排液频率，将积液累积程度控制在较低水平，从而使孔板流量计能长时间处于计量准确状态。
由于流量越大孔板节流产生的压差也越大，因此宜选择在流量较大的时候进行排液。排液进行中和积液排完后内排管的声响会有差别，以此判断排液结束，并关闭阀4完成排液作业。

作为备用排液方式，若内排管发生堵塞时，也可关闭阀4、打开阀3进行外排，此时其工作方式与敞开式孔板排液装置相同。
3结束语
综上所述，对有危害的气体，相比传统的敞开式孔板排液装置，封闭式孔板排液装置有如下优点:
(1)安全。有危害的气体及其能量不外泄，避免造成安全事故。
(2)方便。孔板排液无需额外安全防护，省事省力。
(3)准确。由于安全和方便，因此可增加孔板排液次数、缩短排液周期，将积液累积程度始终限制在较低水平，从而提高计量准确性。
(4)冗余设计可靠性高。在寒冷季节排液管容易堵塞，此时内排管与外排管互为备用，当一管堵塞可启用另一管排液，提高了排液装置的可靠性。
(5)效费比高。相比传统的敞开式孔板排液装置，封闭式孔板排液装置仅增加了一小段排液管和一个阀门，成本仅有微量增加，却能产生较好的安全和计量效果，因此效费比较高。由于封闭式孔板排液装置有这些优点，因此可广泛用于测量危害气体的孔板流量计，为安全生产和准确计量发挥作用。