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平衡流量计
第一部分： SP 平衡流量计（SAMPLE BALANCED FLOWMETER）
　　SP 平衡流量计是一种多孔对称分布的圆盘平衡式的最新一代节流装置。通过美国SUNYSAMPLE 公司专用计算软件计算设计，全系列产品均采用管段式（包括对夹式、焊接时）结构，与其他（传统）类型流量计相比，其结构牢固，最高可耐压≤32MPa；精度高、节能显著；最小流量测量是其他类型的1/2-1/3；直管段要求低，尤以大口径（可达3000mm）工艺管道安装有利；更有烟台国家蒸汽流量站（国家权威产品精度检定部门）及行业知名天津大学博士作为技术支持，确保被迅速推广到石油、化工、冶金、电力、医药。玻璃、汽车制造、造纸和各种工业中的每台产品均为精品
-------流量类型的最佳选择！
一 概述
　　SP 平衡差压流量计是美国SNSP 公司（Sunysample automation equipment company）经长期试验、应用和数据积累、自主研发的由多孔对称分布的圆盘式节流整流元器件，全系列均采取经精密测算的管段式结构装置，通过法兰连接，安装在管道上的一种新型的差压式流量测量装置（如图2）。配以差压变送器（密度补偿时需配压力变送器、热电阻）、显示仪表（或微型积算机），可实现对流体流量的实时测量、显示累积及有线或无线远传。
工作原理
　　SP 平衡流量节流装置每个孔径的尺寸和分布都是基于独特的平衡公式、仿真演算及大量全系列实流测试数据定型的，故称为函数孔（Function Hoie）当流体流过节流板的函数孔时，流体将被平衡调整，涡流被最小化，形成均匀流场 。经取压装置获得稳定的差压信号，并与配套的二次转换装置（差压、压力变送器及温度计）、以及流量积算仪组成完整的流量仪表系统。
SP 平衡流量计计算公式：

质量计量 体积计量
QV:体积流量（m3/h） Qm:质量流量（t/h） ΔP --- 输出差压（kpa)
K---流量标定系数 ρ --- 流体密度 --- 开孔比
d---开孔直径 C --- 流出系数 ε--- 膨胀系数
　　当流体接近平衡节流板时，在其前部产生均匀压力H,当流体通过平衡节流板后， 在节流板后端就形成一个稳定的低压区，压力为L，H 和L 都通过导压管连接到差压变 送器，流量变化时，流量计的两个取压口之间的差压就会相应的增大或减少。流体的 流量与流经节流板前后所产生的差压的平方根呈线性关系，即密封管道中能量相互转 换的伯努利方程原理。
SP 平衡流量传感器云场
　　被测介质管道内部的速度场、湍动能场、涡量场是流场的重要物理量。SP 每一台 平衡流量计都是拟合每一特定流场的特点，来精心设计、生产的最适用的精品。
二 优越性能
　　SP 平衡流量计品质保证
　　南京善元琛波自动化设备有限公司是美国SUNY SAMPLE 自动化设备公司独家品牌、技术授权单位，SP（Sample）系列平衡流量计每台均通过美国公司专用计算软件精心设计。
　　南京善元琛波自动化设备有限公司 建有一套标准法水流量检测装置及一套 标准音速喷嘴风量检测装置（均经中国 计量科学院精度鉴定）， 确保出厂每一 台SP 系列流量计均经实流标定。
　　南京善元琛波自动化设备有限公司与烟台国家蒸汽计量检测院等各级检测院签订长期产品精度检定协议，根据不同等级要求，提供相应等级的检定证书或校验证书。
整流流场，提高重复性和长期稳定性
SP 平衡流量计能将流场整流，使流场平衡稳定，使重复性大大提高，可达0.1%。
SP 平衡流量计采取多孔对称分散受力，无锐角磨损，其ß 值长期保持不变，长期稳定性非常好；整个仪表无可动部件，使用寿命比传统节流装置延长5-10 倍。
直管段要求低
因SP 平衡流量计能整流 流场，使流场平衡稳定，且压 力恢复比孔板快两倍，大大缩 短了对直管段的要求，一般情 况下为0.5D-2D，如图。采用 SP 平衡流量计可以省去大量直 管段，尤其是特殊昂贵材料的 管道。
量程比宽
根据美国SUNY SAMPLE 自动化设备公司研究、试验的结果显示:雷诺数大于5*104时，选择合适的孔径比，SP 平衡流量传感器测量量程比足够大。根据工业测量的实际 需求，常规测量量程比为10：1，特殊场合测量量程比可达20：1 或更大。
耐脏污不易堵
SP 平衡流量计因多孔平衡对称设计，减少了紊流剪切力和涡流的形成，从而大大 降低了滞留死区的形成，保证脏污介质顺利通过多个孔，减少了流体孔被堵塞的可能。
双向流测量
SP 平衡流量计的左右结构可完全对称 设计，通过导压管导压连接形式的处理，或 采用一台能测正负压的差压变送器，通过积 算仪或DCS(或PLC）进行分段检测计算，可 以十分方便的测量双向流.
永久压力损失低
SP 平衡流量计采用多孔对称分布的平衡设计，减少了涡流的形成和紊流摩擦，降 低了动能损失，在同样的测量工况不降低差压值的情况下，可比传统节流装置降低到 1/2-1/3 的永久压力损失，从而节省了相当大的运行成本，是一种节能型仪表。
三 高精度节能型SP 平衡流量计的特性
节能：
高精度SP 平衡流量计测量和控制各种物料的进出口装置的配比，将会显著提高整个生产的物料平衡比率，提 高成品率，降低浪费和污染排放，能耗也自然降低。因为在工业项目里，综合成品率只要提高1%对整个项目来说就 是数千或上亿的经济效益。而流量计在其中实际扮演着极其重要的计量角色。例如：某电力行业工业用水测量误差为1.5%，一年的计量误差：1.5%x24 小时x365 天x2000T/Hx2 元/T=525600 元（约53 万元人民币）。1.5%的误差不是大比例，但长期的1.5%漏计、错计或多计，就不是小数目，若一个企业流量计普遍出现误差，则给企业带来巨大 的浪费。
　　SP 平衡流量计经出厂实流标定，使传感器精度达0.3%、0.5%，若配以多变量变送器，整套精度可达0.5%（液、 汽）、1%（气），同时其常规测量量程比为10:1，特殊工况可达20:1；
解决气体积液问题：
　　用来测量压缩空气等气体流量时，如孔板前常有积水，影响测量准确度。常规解决方法是将孔板节流装置安装 在垂直工艺管道上、或该用圆缺孔板或损失小流量而采用插入式流量计。
SP 平衡流量计因其本身多孔的结构特点，可以根本的解决节流件前积水问题，而又因为这一固有的特点，无需 特制或特别处理，不会对精度测量造成任何不确定性。
解决液体含杂质问题：
　　当流体中杂质含量较高时，标准节流装置易因固体物沉积和对锐角的磨损而失准。而SP 平衡流量计因其本身 多孔（倒角）的结构特点，可以解决固体物的沉积；因其直角线切割或倒角（无锐角）的特点，可以解决锐角磨损 现象，较好的解决了液体含杂质测量难的问题。
减少运行成本损失问题：
　　流量计的运行成本包括测量精度成本和介质输送成本。测量精度成本是因计量不准确造成的贸易结算损失，对 于贵重介质而言，精度成本十分重要；介质输送成本是介质输送过程消耗的能量，主要由测量元器件造成的永久压 力损失为标志。就液体、气体和蒸汽等介质而言，运行成本是一笔很大的开支（泵和压缩机所消耗的电能），它易 不忽略，因为它不再一次投资里体现，但在动态投资里远远超过仪表的一次投资。例如：一台DN200mm 的孔板测量 蒸汽，若差压值为50KPa,单表运行能耗约2 万元/年；而SP 平衡流量计永久压损为10KPa,运行能耗为7000 元/年， 相对节能60～70%。
液氨等易汽化介质测量：
　　液氨等易汽化介质测量时，应避免出现两相流。接近汽液平衡状态的液氨等介质，在流经节流件时，如果压力 损失过大，则很容易引起部分汽化，影响测量精度。为了避免液氨等易汽化介质测量时出现的汽化现象，应选用压 力损失较小的仪表非常关键，而SP 平衡流量计独特的函数孔设计，很好的解决了类液氨等易汽化介质测量问题。
SP 平衡流量计与其他常用流量计性能比较：
1、流量下限的比较
涡街、喷嘴及孔板流量计测量时所需最小流速：
气体： 6～7m/s； 液体： 0.6～0.7m/s； 蒸汽： 6～7m/s；
SP 平衡流量计对下限流速的要求 保证测量精度情况下的最低流速（液体、蒸汽≥0.5 级；气体≥1.0 级）
蒸汽、气体：≥3.0m/s； 液体：≥ 0.3m/s
　　SP 平衡流量计在测量蒸汽、气体流量时，约是涡街、喷嘴及孔板流量计下线的1/2 左右.而且SP 平衡流量计 在气、汽体流速低于3.0m/s（需≥1.0m/s）、液体流速低于0.3m/s（需≥0.1m/s）时，也能较稳定的测量，特别适 合供热计量等贸易计量。
3、主要性能比较
　　1 涡街流量计主要是抗震性能很差，检测探头受温度影响大，随着被测介质温度的升高，灵敏度下降，适宜 300°以下、4MPa 以下场合，而重复性较差，在低于流速下限存在测量不准确，流量波动大等缺点。
　　2）孔板流量计在使用过程中易变形，迎流面的锐角变钝，随着使用时间的推移，测量流量一般比实际流量偏低， 量程比1:3，永久压损大，不适合贸易计量。
　　3）喷嘴流量计量程比1:3，不适合测量小流量，低于6-7m/s 气/汽体流速时，流出系数变化极大，由于流出系 数变化大而造成的误差极大，喷嘴的优点是压力损失小，电厂主蒸汽流量一般使用喷嘴流量计的占绝大多数。
4、SP 平衡流量计蒸汽测量上、下限范围示例 介质：过热蒸汽；工作压力：0.8MPa；温度：260 度为例
流量计型号 温度℃ 压力(MPA) 密度（kg/m^3） 流量范围(t/h) 体积流量(m^3/h) 流速范围(米/秒)
DN50 260 0.8 3.76932 0.079~1.865 21~495 3~70m/s
DN80 260 0.8 3.76932 0.203~4.806 54~1266 3~70m/s
DN100 260 0.8 3.76932 0.316~7.459 84~1979 3~70m/s
DN125 260 0.8 3.76932 0.497~11.728 132~3092 3~70m/s
DN150 260 0.8 3.76932 0.716~15.037 190~4453 3~70m/s
DN200 260 0.8 3.76932 1.277~29.837 339~7916 3~70m/s
DN250 260 0.8 3.76932 1.997~46.62 530~12370 3~70m/s
实例1：抚顺石化热电厂 供乙烯3.5MPa 1# 蒸汽用户数据
流量： max F =100 t/h mon F =50 t/h min F =10 t/h ρ＝12.48kg/m3 D=300 mm μ＝0.02579
根据喷嘴厂家资料：蒸汽的流速不能低于9.7m/s，我们用上（1）、（2）式计算一下，它的下限可测的流量是多少？
根据（1）式 下限的体积流量为：

根据（2）式 对应下限的质量流量为：
经计算证明：当流量小于30 t/h 后，××巴流量计将不能准确测量，而用户的最小流量是10t/h（流速3.1m/s）。
也就是说在用户的工况条件下，该流量计只能测到30t/h 以上的流量，量程比只有100／30 ＝3.3:1，还不到4：1 。
根据（3）式 再计算一下对应的下限雷诺数为

下限雷诺数约140 万，而平衡流量计流量计的下
限雷诺数为200，示意图见下面。
附图： 流出系数C 与雷诺数ReD 的关系图
平衡
四 SP 平衡流量计与其他流量计的对比
  SP平衡流量计 孔板 喷嘴 涡街 均速管 毕托巴 弯管 V锥 楔形
原理 平衡节流                
测量介质 气、汽、液 气、汽、液 气、汽、液 气、汽、液 气、汽、液 气、汽、液 气、汽、液 气、汽、液 气、汽、液
管径范围 15~3000mm 50~3000mm 50~3000mm 25~3000mm 50~3000mm 25~3000mm 50~3000mm 15~3000mm 50~3000mm
直管段要求 前1D后1D 前15D后10D 前10D后5D 前20D后10D 前10D后5D 前10D后5D 前10D后5D 前3D后1D 前10D后5D
精度范围 0.3%-0.1% 1%-2% 1%-2% 1%-1.5% 1%-2% 1%-2% 1%-2% 0.5%-1% 1%-2%
长期稳定性 最好 最差 差 差 中 中 中 好 中
量程比 >10:1 3:1 3~5.1 10：1 10：1 10：1 10：1 10：1 5:1
压力损失 10%~30%差压 60%~90%差压 40%~70%差压   10%~20%差压 5%~10%差压 10%~20%差压 30%~50%差压 60%~90%差压
耐脏污仿堵 好 差 好 差 差 好 好 好 好
双向测量 能 不能 不能 不能 不能 能 能 不能 能
雷诺数范围 200-10000000 >800 >2000   >8000 >50000 >100000 8000-5000000 >300
高流速测量 好 差 好 好 好 好 好 好 差
低流速测量 汽、气>2m/s
液>0.2m/s		 汽、气>7m/s
液>0.5m/s		 汽、气>6m/s
液>0.5m/s		 汽、气>5m/s
液>0.3m/s		 汽、气>7m/s
液>0.6m/s		 汽、气>5m/s
液>0.5m/s		 汽、气>5m/s
液>0.5m/s		 汽、气>5m/s
液>0.3m/s		 汽、气>5m/s
液>0.3m/s
表体体积 中 中 中 中 小 小 中 中 中
价格 中 低 中 中 高 高 中 中 高
适用寿命 很长 短 中 短 中 中 长 长 长
五 SP 平衡流量计为您提供如下测量
SP 平衡流量计为石油、石化、化工、冶金（有色金属及钢铁）、电力、热电管网、热力、市政工程（水处理及燃气）、制药、造纸、烟草、航天工业及汽车制造等领域提 供各种工况条件下的气体、蒸汽、液体、及化工物料液等流体的流量测量服务。
六 SP 平衡流量计基本技术指标
适用介质：各种工况气体、蒸汽、液体及 也适合测极低温液体LNG、液氮、液氧、液氩、液烯、液氢、液氯等等化工物料液等介质，能够有效防止气化，测量效果最佳。 事实上事实 精度：标准型：±1%； 贸易结算型：±0.5%； 重复性： ≤±0.1%；量 程 比：10:1—30:1；测量管径：DN25-DN3000mm；适用工况温度：-196-850℃；适用工况压力：≤10MPa；β 值：0.25-0.9最小可测量流速：液体≥0.1M/S 气、汽体1M/S ;保证准确度流速：液体≥0.2M/S 气、汽体3M/S
注：安装要求：蒸汽、液体全部采用水平管道法兰连接，气体可全方位安装，流量计本体上下游均无直管段要求。
本体及连接法兰根据现场要求，提供碳钢、不锈钢、钛材、络钼钢、哈氏、铜材及其他材料。
七 SP 平衡流量计外形结构及尺寸
SP 平衡流量计外形尺寸：
管道DN
mm		 管道平焊法兰结构间距尺寸(mm)
法兰标准：JB/T81/HG/T20592		 管道对焊法兰结构间距尺寸（mm）
法兰标准： JB/T8.1/T82.2/T82.4
PN0.25 PN0.6 PN1.0 PN1.6 PN2.5 PN4.0 PN6.3 PN10.0
25 226 226 226 226 226 294 334 347
32 226 226 226 226 226 308 342 355
40 226 226 226 226 226 314 354 367
50 200 226 226 226 226 314 358 378
65 290 290 290 290 290 382 428 462
80 290 290 290 290 290 394 428 474
100 290 290 290 290 290 414 438 494
125 310 310 310 310 310 434 494 544
150 310 310 310 310 310 442 514 574
200 314 314 314 314 314 474 530 604
250 354 354 354 354 354 542 582  
300 394 394 394 394 394 610 650  
350 394 394 394 394 394 610    
400 428 428 428 428 428 610    
450 450 450 450 450 450 670    
500 500 500 500 500 500 720    
600 600 600 600 600 600      
700 700 700 700 700 700      
800 800 800 800 800 800      
900 900 900 900 900 900      
注：稳压补偿性及特殊工况设计除外。
八 SP 平衡流量计安装
1）SP 平衡流量计的安装要求
（1）节流装置必须在管道清洗、扫线后方可进行安装。
（2）节流件在管道中的安装应保证垂直，即节流件上游端面与管段轴线垂直度偏差在±1°之内。
（3）作为贸易结算计量时，建议将节流件、法兰等及上游侧3D、下游侧2D 长测量管组装调整后接入主管道
（4）安装时各管段与管段的连接处不得有任何管径突变，且所有垫片不得突出管内壁，尤其是与节流件紧邻处的垫片，否则会引起测量误差。
（5）安装在水平或倾斜的管道时，取压口的位置应视被测介质的不同，放在不同的位置；安装在垂直管道上时，取压口的位置可在取压装置的平面上任意选择，但应注意下引出管应向上弯至两引出管位于同一水平面。
2）差压变送器的安装要求
1 将SP 平衡流量计正压侧引压管导入三阀组接至差压变送器的正压室，将平衡流量计负压侧引压管导入三阀组接至差压变送器的负压室。
2 差压变送器在工艺管道上的安装位置与被测介质有关，为了获得较好的安装效果，应注意考虑下面情况：
（1）防止变送器与腐蚀性或过热的被测介质直接接触
（2）防止渣滓在引压管内沉积，堵塞；
(3)正负压两侧引压管的长度应尽量相同；
(4)正负压两侧引压管内的液柱压头应保持平衡；
(5)引压管安装在温度梯度和温度波动最小的地方。
3 测量液体流量时，差压变送器应安装在被测管道的旁边或下面，以便气泡排入管道中。
4 测量气体流量时，差压变送器应安装在被测管道的旁边或上面，以便积聚的液体容易流入管道中
5 测量蒸汽流量时，差压变送器应安装在被测管道的下面，以便冷凝水能充满在引压管中。应特别注意，测量蒸汽或其它高温介质时，要防止差压变送器接触介质的温度超过变送器使用的极限温度。
3）安装形式图如下：
1、水平管道安装
1.1、介质为湿气时，安装如左下图所示：
1.2、介质为干气时，安装如右上图所示：
1.3、介质为液体时，安装如左下图所示： 1.4、介质为冷凝蒸汽时，安装如右下图所示：
2 垂直管道安装
2.1、介质为干燥清洁气体时，安装如左下图所示：，
2.1、介质为湿气或脏气时，安装如右上图所示：
2.3、介质为液体时，安装如左下图所示：2.4、介质为冷凝蒸汽时，安装如左下图所示：
4）调试及运行
安装完成后，在系统调试之前要检查所有设备、管道、阀门、接头、导线、接线端子、信号插头等是否齐全、正确、牢靠，管道和设备有无堵塞、泄露现象，导线和信号接插点有无接错、短路、断线、接触不良等问题，经检查确认无误后方可进行系统调试，其调试步骤详见随机安装说明书！