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极低温流体流量如何测量
点击次数:535 发布时间:2014-10-29

提问
  液氮、液氧、液化天然气等极低温流体流量如何测量?
解答
(1)极低温流体的定义
  工业上的极低温流体一般是指在大气压力下沸点为-50℃以下的流体
  代表性的极低温流体有LNG(液化天然气)、LN2(液氮)、LO2(液氧)、液化乙烯、液氢、液氦以及这些低温气体,LPG(液化石油气)不包括在极低温流体内。
(2)极低温流体流且测且的特点
①容易引起状态变化
  构成极低温流体(以液化天然气为例)的物质具有表4.5所示的物理常数。这些流体通
常以饱和状态储存在绝热的储存容器里。用泵升压、送出,开始过程处理,并反复进行加
压、减压。在此过程中,饱和状态的极低温流体一会儿变为过冷状态,一会儿变为沸腾状态,状态容易变化。因此,配管设计和流量计设计需要采取措施。
②有因浓缩而出现的物态变化
  液化天然气是由表4.5所示的物质组成的混合物。由于从外部向储存容器或配管内加热,所以,先从甲烷开始蒸发,发生称为浓缩的如图4.46所示那样的成分变化。液化天然气的
成分物质甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的液态密度如图4.47所示。由于浓缩,液化天然气的液态密度变大,所以测量流量时必须修正密度。

③对材料有限制
  金属材料在极低温度下的屈服点、拉伸强度、延伸率、冲击试验值等机械性质与常温下有很大不同。在极低温下,金属材料的拉伸强度上升,但延展性降低,冲击值也随材料而显著下降。因此,在极低温下所使用的仪器的材料,应是有充分抗破坏韧性的材料,使之不引起脆性破坏,这些材料就叫做低温材料.但是,现在使用的zui一般的材料有不锈钢、铝合金、90%的镍钢、35%的镍钢(镍铁合金).表4.6示出了低温材料的机械性质。

④要求考虑因冷缩而产生的应力、间隙的变化后进行设计。
  由于流体温度极低,用金属材料设计测量仪表时,必须充分考虑冷缩的影响。
⑤需要预冷
  如果使极低温流体急剧地流入处于温暖状态的配管和仪器的局部,则不能控制从法兰漏出极低温流体,这样,配管和仪器会产生异常应力,有被破坏的危险。因此,必须进行预冷作业,冷却到所定的温度状态,然后开始使用。
⑥必须注意因高凝固点物质的凝固而产生故障。
  开始使用前,如果不消除水分、油分,那么,在极低温下,固化的水分、油分、二氧化碳等会增大可动部分的摩擦,使过滤器堵塞,发生故障。
⑦在气液分界面引起对流
  在气液分界面内产生的对流,会出现微弱的脉动现象,发生因烟雾而产生的故障。
(3)流量测量仪器的种类
  目前使用zui多的极低温流体的流量测量仪器是孔板流量计,可靠性也zui高,设计和制造时应注意下列事项:
①材料采用316L;
②为了防止冷缩引起的流体泄漏,建议采用焊接方法连接,孔板和管道采用相同材质;
③多孔孔板在液化天然气等极低温度流体的流量测量中具有优势,因为可能生成的气体可以从孔板上部的小孔中顺畅地流向下游,而不致在孔板前积气。

液化气流量计 孔板流量计 液化天然气流量计  液氮流量计

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