节流装置如何面对ISO5167新标准
发布时间:2008/6/5 0:00:00 访问次数:649
作者:毛新业 xymao518@163.com
关键词：iso5167，节流装置，直管段，流动调整器，内锥式流量计
一、前言
长期以来，节流装置（孔板、喷咀、文丘利管）因适用于多种流体（气体、液体、蒸汽），且耐高温高压，在许多行业中，如化工、电力、钢铁、冶金、石油天然气、建材……多采用它用以监测流量参数。在流量仪表市场中，数量约占60%以上的份额。对于这种量大面广的仪表，国际标准化组织 “封闭管道中流体流量测量专业委员会”（isotc30）极为重视，制定了节流装置流量测量标准iso5167，并根据使用中的问题不断修改完善。我国的节流装置国家标准（gb/t2624-93），在市场全球化的思想指导下，与其接轨，也等效采用iso-5167。国际标准化组织isotc30经二年多的讨论酝酿，重新修订了iso5167，並于2003年3月公布执行iso-5167新的标准，引起了国内流量专业人士的关注。
二、iso5167新标准修改的主要内容：
1、在没有流动调整器条件下，对节流装置（孔板、文丘利管）上游所要求的直管段普遍提出了更长的要求；
2、建议在节流装置上游安装流动调整器，以适当缩短所要求的直管段长度；
3、根据大量数据回归的r/g公式取代原来的sto1z公式；
4、采用新公式来计算孔板的可膨胀系数；
5、修订了关于孔板不同轴度、不平度及上游管内壁粗糙度的限制要求。
以上5条，对使用者来说主要关心的是1、2二条；新标准对直管段长度的补充列于表1：
表1所列的数据是近年来进行系统实验所得到的结论，是有根据的，它将有助于节流装置更合理地推广应用。从中可看出iso5167新标准对孔板前直管段长度的要求增大了4~17d，达到了30~70d左右。这个长度在工程实施中存在相当大的难度，甚至是不可能的。在工程设计中，一般仅按工艺条件来安排管道的长度，很少顾及流量仪表前后直管段长度的要求，面对iso5167新标准，我们该怎么办？
流量仪表在工程中的应用，不外乎以下几种情况：①贸易计量，进行物流的核算，准确度是首要的，如直管段达不到标准要求，直接影响到准确度的下降；②工艺流程的监测；主要了解工艺流程是否正常，可靠性是主要的；③工控系统中的检测环节，作为调节的依据，重复性是主要的。因此，在直管段达不到要求时，孔板（或节流装置），仍可工作只是准确度下降了；用于②、③种情况还可考虑，而第①种情况则难以选用。
三、流动调整器（flow conditioner）
在直管段达不到表1的要求长度时，管道中的流速分布不是充分发展紊流，流速分布不对称，有畸变还可能有漩涡、回流
（图1）。
iso5167新标准建议采用流动调整器，认为选用后可改善流动情况，无需过长的直管段即可达到新标准的要求。 流动调整器的结构，主要有以下三种类型：①多孔板 在一个平板上多个圆孔，这种结构有助于改善流速分布；但不能清除旋涡；②管束 有助于减小、消除流动中的漩涡。③综合型 将以上二种结合起来，由iso推荐的zanker及由asme推荐的sprenkle等流动调整器即综合型结构。
图2所示的三类流动调整器的主要功能，a类可减小漩涡，压损较小，但效果较差；b类，可减少、消除漩涡。并改善中等程序的流速分布畸变，压损较大；c类在消除漩涡及改善流速分布的性能均优于a、b二种类型，压损较大。
图2c
所示的综合型流动调整器；效果均较好，但zanker及sprenkle的结构都太复杂，制造成本较高；而r.w.miller所推荐的ｍitsubishi调整器结构较简单，仅在一个厚为0.13d的板上钻35个0.13ｄ的圆孔，效果较好，不太复杂，易于制造，压损中等。
但在直管段长度达不到要求时采用流动调整器，并非万全之计，它在改善了流动情况的同时，又带来了以下弊病：①增加成本。制造一台流量调整器的成本不亚于一台流量计。②增加安装、维修工作量。③易于堵塞。采用流动调整器缘于在直管段达不到iso5167新标准要求的长度，仍希望维持孔板等节流装置较高准确度的一项技术措施。可事与愿违，由于效果好的流量调整器均易于堵塞，并造成了流动的畸变，它又反过来降低了测量准确度。既有违初衷，又何必劳命伤财，多此一举呢？
要彻底解决问题，只有采用新型节流装置。此时，业内比较关注的是采用内锥式流量计。
四、内锥式流量计（图3）
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作者:毛新业 xymao518@163.com
关键词：iso5167，节流装置，直管段，流动调整器，内锥式流量计
一、前言
长期以来，节流装置（孔板、喷咀、文丘利管）因适用于多种流体（气体、液体、蒸汽），且耐高温高压，在许多行业中，如化工、电力、钢铁、冶金、石油天然气、建材……多采用它用以监测流量参数。在流量仪表市场中，数量约占60%以上的份额。对于这种量大面广的仪表，国际标准化组织 “封闭管道中流体流量测量专业委员会”（isotc30）极为重视，制定了节流装置流量测量标准iso5167，并根据使用中的问题不断修改完善。我国的节流装置国家标准（gb/t2624-93），在市场全球化的思想指导下，与其接轨，也等效采用iso-5167。国际标准化组织isotc30经二年多的讨论酝酿，重新修订了iso5167，並于2003年3月公布执行iso-5167新的标准，引起了国内流量专业人士的关注。
二、iso5167新标准修改的主要内容：
1、在没有流动调整器条件下，对节流装置（孔板、文丘利管）上游所要求的直管段普遍提出了更长的要求；
2、建议在节流装置上游安装流动调整器，以适当缩短所要求的直管段长度；
3、根据大量数据回归的r/g公式取代原来的sto1z公式；
4、采用新公式来计算孔板的可膨胀系数；
5、修订了关于孔板不同轴度、不平度及上游管内壁粗糙度的限制要求。
以上5条，对使用者来说主要关心的是1、2二条；新标准对直管段长度的补充列于表1：
表1所列的数据是近年来进行系统实验所得到的结论，是有根据的，它将有助于节流装置更合理地推广应用。从中可看出iso5167新标准对孔板前直管段长度的要求增大了4~17d，达到了30~70d左右。这个长度在工程实施中存在相当大的难度，甚至是不可能的。在工程设计中，一般仅按工艺条件来安排管道的长度，很少顾及流量仪表前后直管段长度的要求，面对iso5167新标准，我们该怎么办？
流量仪表在工程中的应用，不外乎以下几种情况：①贸易计量，进行物流的核算，准确度是首要的，如直管段达不到标准要求，直接影响到准确度的下降；②工艺流程的监测；主要了解工艺流程是否正常，可靠性是主要的；③工控系统中的检测环节，作为调节的依据，重复性是主要的。因此，在直管段达不到要求时，孔板（或节流装置），仍可工作只是准确度下降了；用于②、③种情况还可考虑，而第①种情况则难以选用。
三、流动调整器（flow conditioner）
在直管段达不到表1的要求长度时，管道中的流速分布不是充分发展紊流，流速分布不对称，有畸变还可能有漩涡、回流
（图1）。
iso5167新标准建议采用流动调整器，认为选用后可改善流动情况，无需过长的直管段即可达到新标准的要求。 流动调整器的结构，主要有以下三种类型：①多孔板 在一个平板上多个圆孔，这种结构有助于改善流速分布；但不能清除旋涡；②管束 有助于减小、消除流动中的漩涡。③综合型 将以上二种结合起来，由iso推荐的zanker及由asme推荐的sprenkle等流动调整器即综合型结构。
图2所示的三类流动调整器的主要功能，a类可减小漩涡，压损较小，但效果较差；b类，可减少、消除漩涡。并改善中等程序的流速分布畸变，压损较大；c类在消除漩涡及改善流速分布的性能均优于a、b二种类型，压损较大。
图2c
所示的综合型流动调整器；效果均较好，但zanker及sprenkle的结构都太复杂，制造成本较高；而r.w.miller所推荐的ｍitsubishi调整器结构较简单，仅在一个厚为0.13d的板上钻35个0.13ｄ的圆孔，效果较好，不太复杂，易于制造，压损中等。
但在直管段长度达不到要求时采用流动调整器，并非万全之计，它在改善了流动情况的同时，又带来了以下弊病：①增加成本。制造一台流量调整器的成本不亚于一台流量计。②增加安装、维修工作量。③易于堵塞。采用流动调整器缘于在直管段达不到iso5167新标准要求的长度，仍希望维持孔板等节流装置较高准确度的一项技术措施。可事与愿违，由于效果好的流量调整器均易于堵塞，并造成了流动的畸变，它又反过来降低了测量准确度。既有违初衷，又何必劳命伤财，多此一举呢？
要彻底解决问题，只有采用新型节流装置。此时，业内比较关注的是采用内锥式流量计。
四、内锥式流量计（图3）
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