节流装置：原理、应用与维护指南

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节流装置：原理、应用与维护指南

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https://m.xianjichina.com/baike/detail_1431.html

节流装置，又称节流式流量计，是工业生产中常用的流量测量设备。它通过在管道中设置节流件，利用流体流经节流件时产生的压力差来测量流量。本文将详细介绍节流装置的工作原理、应用、分类、选型指南、维护保养、注意事项以及故障排除等内容。

概述

节流装置又称称节流式流量计，是在充满管道的流体流经管道内的一种节流装置，流束将在节流处形成局部收缩，从而使流速增加，静压力降低，于是在节流件前后产生了静压力差。

图1：节流装置工作原理示意图

工作原理

节流装置测量流量的原理是依据著名的伯努力流体力学原理：在管道中安放一只节流件，则有流体流过节流件时会在接节流件两侧产生一个压力差(差压p），这时的流量与差压的平方根成正比。

连续流体介质在管道中运动的过程中，流经管道内预置的节流装置时，其流束将会在节流装置处形成局部的缩径状态。从而使流体介质的流速增大，静水压力相对降低。这种状况就会在节流装置（孔板）上游和下游产生压力降（压差）。流动介质的流量相对越大，那么在节流装置上下游所产生的压差也会越大，所以可通过节流测量装置的压差，经一定转换来相对衡量流经节流装置内流体流量的大小。

应用

节流式流量计是一种典型的差压式流量计，是目前工业生产中用来测量气体、液体和蒸气流量的最常用的一种流量仪表。据调查统计，在炼钢厂、炼油厂等工业生产系统中所使用的流量计有70%—80%左右是节流式流量计。在整个工业生产领域中，节流式流量计也占流量仪表总数的一半以上。

分类

节流装置作为流量计中最重要的一个分支，它分为标准节流装置和非标准节流装置两大类。标准节流装置有：标准孔板，ISA标准喷嘴，长颈喷嘴，经典文丘里管和文丘里喷嘴；非标准节流装置有：环形孔板，四分之一圆喷嘴，四分之一圆孔板，锥形入口孔板，圆缺孔板，偏心孔板，双重孔板，低压损流量管，矩形文丘里管，V型锥流量计，楔形流量计，内藏孔板，限流孔板等。

选型指南

节流装置选型时需要注意的事项：

以计量总量为目的，应优先选用输出信号为频率量或脉冲量的仪表（数字通信），经常使用的范围在仪表满刻度的30％～80％为佳。对要求较高精确度的现场，最好将仪表及其前后直管段一块儿在计量设备上标定。有条件的用户自备校验设备，大管径计量仪表最好附设现场标定设备,如标准体积管、活塞校表器等。
在考虑仪表精确度的时候，必须注意厂家提供的数据是在出厂标定条件下测试的。在用户使用时，由于介质温度、压力、安装情况、管段情况等不同于标定情况，所以精确度要受影响。用户要把这些条件造成的附加误差考虑在内。最好选附加误差小的流量仪表，同时尽可能保证仪表所规定的安装条件。
在选节流装置主机的同时，还应注意选择这些仪表所需要的辅助设备，例如消气器、过滤器、整直器、止回阀等，以保证流量仪表正常而可靠地工作。
有的仪表制造厂仅供应节流装置本体，要完成测量任务还需要配购变送器、显示或记录仪表，因此用户在订流量计时要问清供货单位供应的是否包括变送器、显示仪表在内的全套仪表，若不包括，还需问清配用什么样的变送器或显示仪表才能与该节流装置配套使用。例如，从生产节流装置（孔板，文丘里管）的厂家订过节流装置后还需订相配套的差压（温度、压力）变送器、显示或记录仪表，需要什么功能（如报警等）都要与用户沟通。
仪表成本问题是用户关心的，除了考虑仪表本身的价格以外，还要考虑配套仪表、装置等附件的价格以及压力损失大小、运行费用、维修费用、复标所需的时间、费用等、因为要维持仪表的正常工作，牵涉到的经费支出是多方面的，一台常出故障的仪表，尽管仪表价格低，但经常维修，将备件、耽误的工期等因素考虑进去就不经济了。

用于商品贸易的流量仪表，其精确度牵涉买卖双方的经济利益。由于计量不准确而引发的纠纷往往使计量仲裁机关伤神，所以计量仪表应尽量选用精确度高而工作可靠的仪表，价格高一些，操作者水平要求高一些都是合情理的。

仪表的供货情况、生产厂家的质量、信誉、服务等因素也应当考虑。对于急于订货的用户，仪表的交货期往往是关键，而生产厂家产品质量不好，或信誉不好，或售前售后服务不好，这些“软指标”则应是“否定性指标”。

最后，应当提醒用户注意的是在市场经济中，要把握信息，及时了解仪表市场动态，多搜集一些仪表产品样本，尽可能早一些开始设计、选型、以便有时间“货比三家”，综合各种因素，做出最佳选择。

维护保养

目前使用中的节流装置式流量测量系统，由于受维护人员专业技术水平的限制，大部分仅仅限于对硬件的管理和维护。主要工作内容：检查节流装置脉冲导压管阀门有无泄漏堵塞，差压计及数据处理器工作是否正常并定期对其进行校验。若以上维护检查未发现问题，即使系统显示的数据有明显的偏差，一般也认定系统是正常的。

对节流装置式流量测量系统的使用维护，不仅限于对硬件的管理和维护，更重要的是要对系统进行软维护。

对节流装置式流量测量系统运行的工况参数进行跟踪分析研究计算，根据计算结果对系统的技术参数进行修正。软维护是一个使系统技术参数接近实际运行工况的过程。
为了使用好节流装置式流量测量系统，维护管理人员应该对系统运行情况进行调查研究，发现问题及时解决。对于规模比较大的物料流量计量系统，应站在整个系统物料平衡的高度，来对流量计量系统的每个测量点进行分析研究，计算出每个测量点的流量值的控制范围，反复研究测量值与控制范围的差距，查找数据偏离的原因并加以解决。这样可以进一步提高流量测量的准确性，为生产经营提供较可靠的计量数据。

注意事项

节流装置流量计安装注意事项：

安装节流装置的管道要平直。
管道内壁洁净，节流件应在管道冲洗和吹扫干净后再安装。
节流件应与管道轴线垂直，不垂直度偏差不得超过正负1度。
节流件与管道要同心。
密封垫不得突入管道内或者挡住取压孔。
如果管路有调压阀建议装在节流件允许的下游最小直管段后面。
节流装置的导压管内径通常为13mm,不小于6mm。在测量脏介质的是时候排污管内径为18~25mm，导压管长度最好在16M以内。
差压信号导压管应垂直或者敷设成小于1:12的倾斜度，对于粘度大的介质倾斜度要增大，当导压管长度超过30m时导压管应该分段倾斜，并在最高点设置排气阀和在最低点设置排污阀。
正负导压管尽量靠近敷设，两管子温度不同会使信号失真，比较冷的地区冬天需要给导压管做防冻保护，用电或者蒸汽加热时要防止过热，导致流体气化造成假的差压值。