測量極低溫氣體流量選擇什么流量計(jì)以及考慮因素
極低溫流體的定義 工業(yè)上的極低溫流體一般是指在大氣壓力下沸點(diǎn)為-50℃以下的流體代表性的極低溫流體有LNG不包括在極低溫流體內(nèi)。 極低溫流體流且測且的特點(diǎn)
①容易引起狀態(tài)變化 構(gòu)成極低溫流體的物質(zhì)具有表4.5所示的物理常數(shù)。這些流體通常以飽和狀態(tài)儲存在絕熱的儲存容器里。用泵升壓、送出‚開始過程處理‚并反復(fù)進(jìn)行加壓、減壓。在此過程中‚飽和狀態(tài)的極低溫流體一會兒變?yōu)檫^冷狀態(tài)‚一會兒變?yōu)榉序v狀態(tài)‚狀態(tài)容易變化。因此‚配管設(shè)計(jì)和流量計(jì)設(shè)計(jì)需要采取措施。
②有因濃縮而出現(xiàn)的物態(tài)變化 液化天然氣是由表4.5所示的物質(zhì)組成的混合物。由于從外部向儲存容器或配管內(nèi)加熱‚所以‚先從甲烷開始蒸發(fā)‚發(fā)生稱為濃縮的如圖4.46所示那樣的成分變化。液化天然氣的成分物質(zhì)甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的液態(tài)密度如圖4.47所示。由于濃縮‚液化天然氣的液態(tài)密度變大‚所以測量流量時(shí)必須修正密度。
③對材料有限制 金屬材料在極低溫度下的屈服點(diǎn)、拉伸強(qiáng)度、延伸率、沖擊試驗(yàn)值等機(jī)械性質(zhì)與常溫下有很大不同。在極低溫下‚金屬材料的拉伸強(qiáng)度上升‚但延展性降低‚沖擊值也隨材料而顯著下降。因此‚在極低溫下所使用的儀器的材料‚應(yīng)是有充分抗破壞韌性的材料‚使之不引起脆性破壞‚這些材料就叫做低溫材料.但是‚現(xiàn)在使用的zui一般的材料有、鋁合金、90%的鎳鋼、35%的鎳鋼.表4.6示出了低溫材料的機(jī)械性質(zhì)。
④要求考慮因冷縮而產(chǎn)生的應(yīng)力、間隙的變化后進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于流體溫度極低‚用金屬材料設(shè)計(jì)測量儀表時(shí)‚必須充分考慮冷縮的影響。
⑤需要預(yù)冷 如果使極低溫流體急劇地流入處于溫暖狀態(tài)的配管和儀器的局部‚則不能控制從法蘭漏出極低溫流體‚這樣‚配管和儀器會產(chǎn)生異常應(yīng)力‚有被破壞的危險(xiǎn)。因此‚必須進(jìn)行預(yù)冷作業(yè)‚冷卻到所定的溫度狀態(tài)‚然后開始使用。
⑥必須注意因高凝固點(diǎn)物質(zhì)的凝固而產(chǎn)生故障。 開始使用前‚如果不消除水分、油分‚那么‚在極低溫下‚固化的水分、油分、二氧化碳等會增大可動(dòng)部分的摩擦‚使過濾器堵塞‚發(fā)生故障。
⑦在氣液分界面引起對流 在氣液分界面內(nèi)產(chǎn)生的對流‚會出現(xiàn)微弱的脈動(dòng)現(xiàn)象‚發(fā)生因煙霧而產(chǎn)生的故障。
流量測量儀器的種類 目前使用zui多的極低溫流體的流量測量儀器是孔板流量計(jì)‚可靠性也zui高‚設(shè)計(jì)和制造時(shí)應(yīng)注意下列事項(xiàng):
①材料采用316L;
②為了防止冷縮引起的流體泄漏‚建議采用焊接方法連接‚孔板和管道采用相同材質(zhì);
③多孔孔板在液化天然氣等極低溫度流體的流量測量中具有優(yōu)勢‚因?yàn)榭赡苌傻臍怏w可以從孔板上部的小孔中順暢地流向下游‚而不致在孔板前積氣。
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