浅谈平衡流量计

王超

摘要：多孔平衡流量计是一种新型流量计，近年来被广泛应用，同孔板流量计相比，有很多优点，其原理简单，测量精度高，范围宽、直管段要求短，稳定性好和选型方便等特点，受到广大用户的青睐。

关键词：多孔平衡，孔板，差压，直管段

Abstract: the porous balance flowmeter is a new type of flowmeter, in recent years is widely used, compared with orifice flowmeter, has a lot of advantages, its principle is simple, high accuracy, wide range, short straight sections of requirements, good stability and selection is convenient wait for a characteristic, well received by the customers.

Keywords: porous balance, orifice plate, differential pressure, straight section

中图分类号：O642.4+1 文献标识码：A文章编号：

一、概 述

多孔平衡流量计采用了对称多孔结构设计,是近几年发展起来的差压式流量计之一。多孔平衡流量计除具有标准节流装置简单、可靠、安全、适用面广等优点之外，还具有精度高、直管段要求低、量程比宽、永久压损小等优点;同时还克服了标准节流装置的杂物滞留、堵塞和边缘易磨损、维护和检定成本高等缺点，具有广阔的发展前景。

二、测量原理

多孔平衡流量计遵循流体力学定律和伯努利方程，流量计流出系数、传感器多孔孔径位置、形状设计和开孔数量通过独特的研发数据演算，并对各种工况进行优化，使测量精度、重复性、量程比、永久压损等综合指标达到最佳，成为目前比较先进的差压式流量计。

多孔整流器标准孔板多孔平衡节流件

多孔平衡流量计结合了多孔整流器和标准孔板的测量原理，在节流板中心一个圆孔的基础上，对称分布数量不等的圆孔。当介质流过圆孔时，流体被平衡调整，涡流被最小化，形成近似理想流体，通过取压装置和变送器，可获得稳定的差压信号，根据伯努利方程计算出流体的流量。

公式：

Q=KY

式中：

Q ：介质流量(m3/h)

K ：仪表系数

Y ：膨胀系数

△P：差压值(Pa)

ρ：介质工况密度(Kg/m3)

多孔平衡流量计实现了流场平衡，整流达到最佳的效果，充分满足流体力学定律对流体测量的要求，将死区效应降到最低。节流件前后产生的涡流大大降低，显著提高了测量精度，无需很长的直管段整流，永久压力损失由于涡流减少降低到传统节流装置的约1/3，量程比扩展到10：1，杂物滞留现象基本消除，不易磨损大大提高了产品使用寿命。

三、特 点

3.1 测量精度高

多孔平衡流量计对称多孔设计，使流场达到平衡，能基本消除仅一个孔节流带来的死区效应，取压区域涡流大大降低，取压口拾取的差压信号信噪比大大提高；振动降低，稳定性提高，传感器检测精度大大提高，可达到0.5%精度。

3.2 直管段要求短

多孔平衡流量计对称多孔设计，能将流场快速整流成近似理想体，无需过多的直管段整流。同其它类型的差压流量计相比，对前、后直管段的要求小，安装时前直管段要求为1-3D，后直管段要求为0.5-1D。

3.3 永久压损小

多孔平衡流量计结构设计无死区效应，在相同的差压值情况下，能将标准孔板因死区涡流带来永久压力损失降低2-3 倍，可以大量节省装置运行过程中的流体输送能源（如图）。

P1：多孔平衡流量计 P2：标准孔板

3.4 测量范围宽

多孔平衡流量计突破标准节流装置的测量局限，可以根据流体特性进行灵活多变的结构设计。配一个变送器时量程比达到10:1（传感器最高可达30:1），雷诺数拓宽为200～10000000，高流速度段节流特性更佳。

3.5 稳定性好

多孔平衡流量计在下游形成的涡流小，从而信号稳定性好。其它类型的节流装置在节流件后形成的涡流较长，产生高幅、低频波动信号，这些信号会对差压变送器的数值造成干扰。

3.6 可测量脏污介质

多孔平衡流量计的平衡设计，减少了紊流剪切力和涡流的形成，从而大大降低了滞留死区的现象，保证脏污介质可以顺利通过多个孔，减小了流体孔被堵塞的机会。

3.7 双向流检测结构设计

多孔平衡流量计可以进行气液两相、浆料、含少量固体颗粒介质的测量。结构上采用双向直孔，左右完全对称，可方便的测量双向流（如图）。节流件厚度突破了标准孔板的限制，比标准孔板结构更安全，使用寿命更长。

标准孔板 多孔平衡节流件

3.8 节能型设计

多孔平衡流量计是一种节能型差压式流量计，具体体现为：

a、由于测量精度高，所以可做计量使用，从而节约了因计量不准确而造成的贸易结算损失；

b、由于压力损失小，所以节约了介质在输送过程中的能量，从而大大节约了成本；

c、直管段要求短，节省了工艺管道材料和施工费用；

d、长期稳定性运行，无边缘磨损，延长了检定周期，节约了检定费用。

四、分类

多孔平衡流量计一般分为夹持式、法兰式、焊接式，可根据具体情况采用不同的连接方式。多孔平衡流量计安装、使用、维护方便简单、安全可靠，广泛应用在各种液体、气体、蒸汽气液混合介质、双向流介质的流量测量。口径范围大，从DN15-DN3000不等，介质工作温度可达600℃，精度达±0.5%

五、结束语

平衡流量计对传统节流装置进行了极大的改进，具有平衡整流的显著特征。传统节流装置只有一个流通孔径，节流后使流体失去了理想状态；而平衡流量计有多个函数孔径，能最大限度地把流场平衡整流成理想流体，从而将差压式流量计的优势发挥的淋漓尽致。平衡流量计几乎适用于所有流体测量，是流体测量技术的一场革命，目前平衡流量计已经广泛应用到石油、化工、冶金、电力、天然气、水处理等行业。

参考文献

1、马太义；王栋；张炳东；林宗虎；多孔板流量测量的试验研究；核动力工程；2010年02期

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。