过参节流件第二类命题设计计算

节流装置设计计算要点节流装置技术指标以孔板流量计为代表的节流装置，大家都知道，其实生产是一部分，较为紧要是还是计算节流装置的直径，间接的得出流出系数等相关值。

今日就给大家介绍下节流装置设计计算要点：1，首先要填好节流装置设计计算任务书在这里，应当指出，由于现场实际多而杂的原因，有些项目只能在投用后才能的确知道相关参数（流量，压力，温度的波动量管道内径的实际值），所以说，投用后项目的实际值与实际值不相符合并非个别情况，这个也是节流装置不能正常运行的紧要原因，因此要在确定及填写设计计算任务书的项目时持严谨的态度。

当装置投用后应再次对设计值进行核对，如的确偏移较大，应实行补救措施，除去测量误差。

2，被测流体物性参数的确定被测参数紧要包括密度，黏度，等熵指数，气体压缩系数和气体相对湿度。

在全部参数中，密度的精准度较为紧要，要求也最高，它是直接影响测量精准度的参数。

3，管道内径及管道内表面情形的确定依照标准规定，管道内径应为实测值，实在测量规范可以参考《节流装置设计手册》，所以，现场管道在使用一段时间后，应检查管道内表面的情况，对有问题的地方要进行确定的补救。

4，差压上限值的选择差压上限值的选择在设计计算中占有紧要地位，选择高的差压可以提高测量精度，缩小前后直管段的标准值。

对于生产型企业来说，节流装置设计计算是个很紧要的环节，由于生产要全部依靠上面的数据，其次现场维护也要参考相关计算结果维护现场工艺。

流量计常见故障与处理方法（流量计带故障自检程序，用户通过显示屏可查知部分原因！）一、当管道内被测介质流速为零时，流量计示值瞬时流量值不为零，造成该现象的紧要原因有：a、安装前后流量计水平度不一致，以至进口和出口因倾斜而产生轴向水平分力导致瞬时流量存在；b、流量计长期运行，其传感器内部应力释放产生微变；c、安装或运行过程中，严重过载造成零点飘移；以上三种方式均可参照有关流量计清零的步骤和方法处理。

d、流量计壳体接地不良；处理方法：用户重新接地。

课程设计报告( 2013—2014年度第一学期）课程：过程参数检测及仪表题目：标准节流装置的设计与计算院系: 自动化系班级：学号:学生姓名：Acceler指导教师：田沛设计周数: 一周成绩：日期：2014 年1 月15 日一、课程设计目的与要求本课程设计为检测技术与仪器、自动化专业《过程参数检测及仪表》专业课的综合实践环节。

通过本课程设计，使学生加深过程参数检测基本概念的理解，掌握仪表的基本设计方法和设计步骤。

二、设计正文 第一类命题:已知条件:流体为水,工作压力MPa p 7.14=,工作温度215=t ℃；管道mm D 23320=，材料为20号钢新无缝钢管；节流件为法兰取压标准孔板,材料为1Cr18Ni9Ti;mm d 34.11720=;差压kPa p 91.156=∆，求（1）给定差压值p ∆下的水流量m q ；（2)计算测量时的压力损失。

解：（1）辅助计算：查表得到水和水蒸气密度1ρ=856.85kg/3m ，动力粘度η=127。

3610-⨯Pa ·s ，管道线膨胀系数D λ=12.78610-⨯/℃，节流件线膨胀系数d λ=17.2610-⨯/℃，可膨胀性系数ε=1。

mm t D D D t 58.233)]20(1[20=-+=λmm t d dt d 73.117)]20(1[20=-+=λ(2）查表可知，新无缝钢管的绝对粗糙度K=0。

05~0。

1mm ，(410K/D)max =4。

29<4。

9,所以直管段粗糙度符合要求。

（3）迭代计算水流量m q ： 由Stolz 方程，得:令式中0Re D = ∞,此时流出系数初始值为0C =0.60274。

取精密度判据6101-⨯=z ,利用Matlab 进行迭代计算，程序代码如下：A=7912885.84;yita=127。

3e-6; b=0。

504；Dt=233。

58;c0=0.5959+0。

0312*b^2。

1—0。

井下设备短路保护整定计算细则一、选择短路保护装置的整定电流时，需计算两相短路电流值，可按公式（1）计算：I d（2）=U e÷2[(ΣR)2+(ΣX)2]1/2ΣR=R1/K b(2)+R b+R2ΣX=Xx+X1/ K b（2）+ X b+X2式中I d（2）——两相短路电流，A;ΣR、ΣX——短路回路内一相电阻、电抗值的总和，Ω；Xx——根据三相短路容量计算的系统电抗值。

可查表。

R1、X1——高压电缆的电阻、电抗值。

可查表。

Ω；K b——矿用变压器的变压比。

R b、X b——矿用变压器的电阻、电抗值。

可查表。

Ω；R2、X2——低压电缆的电阻、电抗值。

可查表。

Ω；U e——变压器二次侧的额定电压，对于380V网路，U e以400V 计算；对于660V网路，U e以690计算；对于1140V网路，U e以1200V 计算；对于127V网路，U e以133V计算。

若需计算三相短路电流值，可按公式(2)I d（3）=1.15I d（2）计算I d（3）——三相短路电流，A;二、电缆的换算长度可根据电缆的截面、实际长度，可利用公式（3）计算得出。

L H=K1L1+ K1L1+ K1L1+ K1L1+……L X+K G L G式中L H——电缆总的换算长度，m；K1K2K3……K N——换算系数。

可查表；L X——系统电抗的换算长度。

可查表；K G——6KV电缆折算至低压侧的换算系数，可查表；L G——6KV电缆的实际长度，m；电缆的换算长度，是根据阻抗相等的原则将不同截面和长度的高、低压电缆换算到标准截面的长度，在380V、660V、1140V系统中，以50mm2作为标准截面；在127V系统中，以4mm2作为标准截面。

三、1200V及以下馈电开关电磁式过流继电器的电流整定值，按下列规定选择。

1、对保护电缆干线的装置按公式（4）选择：I Z≥I Qe+K xΣI e式中I Z——过流保护装置的电流整定值，A;I Qe——容量最大的电动机的额定启动电流，对于有数台电动机同时启动的工作机械，若其总功率大于单台启动的容量最大的电动机启动功率时，I Qe则为这几台同时启动的电动机的额定启动电流之和，A;ΣI e——其余电动机的额定电流之和，A;K x——需用系数，取，0.5～1.2、对于保护电缆支线的装置按公式（5）选择：I Z≥I Qe对于鼠笼电动机，其近似值可用额定电流乘以6，对于绕线型电动机，其近似值可以用额定电流乘以1.5；3、按照第三条规定选择出来的整定值，还应用两相短路电流值进行校验，应符合公式（6）的要求：I d（2）/ I Z≥1.5I d（2）——被保护电缆干线或支线距变压器最远点的两相短路电流值，A;I Z——过流保护装置的电流整定值，A;1.5——保护装置的可靠动作系数四、动力变压器在低压侧发生两相短路时，采用高压配电装置中的过电流保护装置来保护，对于电子式高压综合保护装置，按电流互感器二次额定电流（5A）的1、2、3、4、5、6、7、8、9倍分级整定，其整定值按公式（7）选择：n≥（I Qe+K xΣI e）/ K b I ge式中 n——互感器二次额定电流（5A）的倍数I ge——高压配电装置额定电流,A;K b——矿用变压器的变压比;I Qe——容量最大的电动机的额定启动电流，对于有数台电动机同时启动的工作机械，若其总功率大于单台启动的容量最大的电动机启动功率时，I Qe则为这几台同时启动的电动机的额定启动电流之和，A;ΣI e——其余电动机的额定电流之和，A;K x——需用系数，取，0.5～1.五、动力变压器的过负荷保护反映变压器正常运行时的过载情况，通常为三相对称，一般经一定延时作用于信号。

标准节流装置的计算
在生产过程中，根据实际需要节流装置的计算可归纳为两类。

①流量计算
这类计算命题是在管道、节流装置、取压方式、被测流体参数已知的情况下，根据测得的差压值计算被测介质流量。

这种计算属校核计算，常用在使用现场，如选用节流装置与实际管道不一致时，需要重新计算刻度，以及对流量进行验算等。

要完成已知条件下的流量计算，所依据的基本公式是流量公式。

②设计节流装置
这类计算命题是要根据用户提出的已知条件以及限制要求来设计标准节流装置，属设计计算。

已知条件包括：管道内径及布置情况、被测流体性质与参数、大致流量范围；限制要求包括最小直管段、允许压力损失等。

要设计的工作包括：确定节流件的形式（类型、取压方式）和开孔直径d；确定最小直管段长度并验算；选配差压计；计算最大压力损失并验算；计算流量测量误差。

这类计算命题计算比较复杂，所求未知数多，还需要考
虑技术经济问题，在满足设计已知条件的情况下，设计计算结果不惟一，可以有多种结果。

（4）差压计
差压计与节流装置配套组成节流式流量计。

差压计经导压管与节流装置连接，接受被测流体流过节流装置时所产生的差压信号，并根据生产的要求，以不同信号形式把差压信号传递给显示仪表，从而实现对流量参数的显示、记录和自动控制。

差压计的种类很多，凡可测量差压的仪表均可作为节流式流量计中的差压计使用。

目前工业生产中大多数采用差压变送器。

它们可将测得的差压信号转换为0.02～0.1 MPa的气压信号和4～20mA的直流电流信号。

标准节流装置的设计计算
设计标准节流装置时需要考虑以下因素：
1. 流量要求：根据需要控制的流量大小确定节流装置的孔径或阀门的开度。

2. 压力差：根据流体流过节流装置前后的压力差来确定节流装置的设计参数。

3. 流体性质：根据流体的物理特性（如粘度、密度等）以及流体对节流装置的腐蚀性来选择合适的材料。

4. 流体状态：根据流体的状态（气体、液体或两相流）确定节流装置的设计参数。

5. 操作条件：考虑节流装置所处的环境条件（如温度、湿度等）以及操作要求（如开关机、调节流量等）。

根据以上因素，可以进行具体的设计计算，包括孔径或阀门开度的计算、节流装置材料的选择、压降的估算等。

具体的计算方法可以参考相关的流体力学和工程设计手册。

第二类命题计算任务书1．被测流体：过热水蒸汽 2．流量：h t M 480max = h t M com 400= h t M 120min =3．工作压力：MPa p 3.131=（表压） 4．工作温度：C t ︒=5501 5．允许的压力损失：kPa p 68≤δ 6．管道内径：mm D 30910= 7．管道材质：12CrMoV8．管道和局部阻力件敷设简图：9．要求采用角接取压标准喷嘴设计要求：（1）选择节流件的形式、取压方式、确定材质及开孔直径（2）选择差压计类型及差压和流量量程范围 （3）建议节流件在管道上的布置位置（4） 确定流量测量不确定度一、节流件的设计计算 1．准备计算根据条件工作压力13.3MPa 为表压，则介质工作状态下的绝对压力为p 1=13.4MPa ，再由温度t 1=550℃，从附录表Ⅱ-2中查找并用插入法计算介质密度的3156.38m kg =ρ；介质动力粘度系数s Pa ∙⨯=-610187.31η。

根据附录表Ⅱ-3，按管道材料12CrMoV 和温度550℃，查得线性膨胀系数为：61065.13-⨯=D λ1/℃，求得t D 为：)(2.311)]20550(1065.131[309)]20(1[620mm t D D D t =-⨯+⨯=-+=-λ计算正常流量和最小流量下的雷诺数：66310577.14360010187.31102.31140000044Re ⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==--πηπt com Dcom D M 663min min 103731.4360010187.31102.31112000044Re ⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==--πηπt D D M 所以说，流体的雷诺数6610577.14Re 103731.4⨯≤≤⨯２. 标准节流件的选取对于大型发电机组,由于管道雷诺数较高,允许压力限制较严格,故选用喷嘴作节流件 ３.差压计量程的选择根据差压计量程选择的原则：在保证压力损失不超过允许压损的情况下，选取较大的差压计量程上限，从而使β值较小（β值越小，压力损失越大，差压也越大），则直管段长度也就越小，为厂房中的管道和设施的布置提供了方便。

过电流和速断保护的整定计算公式过电流和速断保护整定值的计算公式过电流保护的整定计算计算变压器过电流保护的整定值m a x ,r e l w r e o p L r e r e i o pK K I I I K K K I == 式中 op I —继电保护动作电流整定值（A ）；rel K —保护装置的可靠系数，DL 型电流继电器一般取1.2；GL 型继电器一般取1.3；w K —接线系数，相电流接线时，取1；两相电流差接线时，取3；re K —继电器的返回系数，一般取0.85～0.9；i K —电流互感器变比；max L I —最大负荷电流，一般取变压器的额定电流。

速段保护max rel w qb K iK K I I K = 式中 qb I —电流继电器速断保护动作电流（A ）；rel K —保护装置的可靠系数，一般取1.2；w K —接线系数，相电流接线时，一般取1；i K —电流互感器变比；max K I —线路末端最大短路电流，即三相金属接地电流稳定值（A ）；对于电力系统的末端供配电电力变压器的速断保护，一般取max K I 为电力变压器一次额定电流的2～3倍。

一、高压侧过电流保护的整定计算max 1.2128.8 2.260.85905rel w op L re i K K I I A A K K ′==?′ 取 op I =2.5A ，动作时间t 为0.5S 。

速断保护的整定计算max 1.21228.8 3.84905rel w qb k i K K I I A A K ′==创= 取 qb I =4A ，动作时间t 为0S 。

速断保护动作电流整定为4A ，动作时限为0S 。

低压侧过流保护2 1.2721.7 5.418005rel op N re i K I I A A K K ==? 取 op I =5.5A ，动作时间t 为0.5S 。

0.70.70.473.73.8N op i U U KV V K ′=== 电压闭锁整定值取75V 。

答读者问【编者按】山西省临县电业局高宁奎给本刊作者苏玉林致信（见下文），询问有关继电保护的三个问题，很有代表性、自本期开始，我们以“答读者问” 的形式请苏玉林高工逐一解答，以满足高宁奎同志的要求.希望广大读者也感兴趣。

尊敬的苏高工：您好。

提笔先问您身体健康，一切均好，万事如意。

我是您忠实的读者，您在《农村电气化》杂志1987年第一期至1988年第二期上所刊的“电力系统短路电流实用计算”，和1990年第一期到1991年第一期所刊的“二次回路阅读法”，我全部看完，并做了笔记，感到很好，很有实用性。

现去信，我有一事相求，敬请您在百忙中，抽时间给介绍一下；一、线路（35kV级以下）的电流速断保护经计算灵敏度达不到要求时，应采取什么措施？如何计算？二、变压器（35kV、5000kVA以下）电流速断保护经计算灵敏度达不到要求后，采用“差动保护”时，如何计算？电流互感器的变比如何选择？三、电力电容器（10kV以下）馈线保护的计算原则、方法和步骤是什么？敬请在百忙中，抽时间回信为盼。

谢谢您。

山西省临县电业局高宁奎1991 年5月26日答问题1线路的过流、速断保护定值计算方法苏玉林北京供电局（100031）在10〜35kV的输电线路中，一般配置有过流、速断及三相一次重合闸。

现就这类保护定值的简便、可行的计算方法举例说明，以便全国同行交流经验。

一条线路带一台变压器，（如图1）甲乙t图1 一欢系统图（一）给定条件1•系统的最大及最小运行方式下的标么电抗值（以1000M VA为基准容量）分别为：X 大=3 X小=52 .线路X L 的线号为LGJ-150,长度为10km3 .变压器 B : S e =3200kVA U D % =7. 5% I e =53A（二）线路及变压器阻抗参数标么值计算2. 十 —dtl 十：JO . 37.甸公肛的么值为*台产己厂 Q < 0.2 I J0.37 ） /土腭， f 17 H-Jo .3金线标么（HL 抗直为；^=<0,17 十 JO H — 了十 j 手―交压懿标么电抗徂 盘歸巒 R 7.5^ X 苇舞亠 務线跻艮型压:器朽氏么阻舒工于EM 2M ，侧D 1点三相短路最大方式下:（四）变压器的过流及速断定值计算在辐射型的电力系统中，继电保护定值计算过程应遵循 方法，即：首先计算电网末端设备的保护定值，然后再计算上 以上原则，在图1的系统中，应首先计算变压器的定值。

流量测量节流装置（孔板）技术资料全说明一.概述作用：指导操作、经济核算、保障安全的重要参数。

1.1测量流量的现状现状：迄今为止，流量的测量准确度较低，流量计的通用性很差，单位传递和仪器的检定都有困难，是发展中的领域。

原因：流体性质多样：单相与多相、牛顿与非牛顿、粘与非粘、可压和不可压、汽化、结晶和清洁杂质等。

管路系统的多样性：圆和非圆、光滑和粗糙、弯曲情况等。

流动状态多样：层流，紊流（充分发展与非充分发展）、满管、非满管、明渠…1.2概念1）瞬时流量（流量）q ：单位时间内流过某一截面的物质数量（质量或体积）。

2）总流量（总量、累积流量）Q ：在某一时间内流过的物质数量。

Q=t ⎰qd , 4-1q =dtdQ4-2 若q = c 则Q= q (t 2-t 1) 4-33）流量表示法：● 质量流量m q ： 单位：kg/s kg/h ● 体积流量v q ： 单位：m 3/s m 3/h ● 二者之间的关系：v m q q ρ= 4-4ρ——流体的密度kg/ m 34）说明● 质量流量是物质的固有属性不随外界条件发生变化，是反映流量的最好方法。

● 凡是没有特殊说明的流量，均指的是瞬时流量。

1.3流量测量方法的分类1）容积法流体的固定的已知大小的体积逐次的从流量计中排放流出，则计算流出次数，就可以求出总量，计算排放频率，就可以求出q。

例如刮板流量计、椭圆齿轮流量计、腰轮流量计。

v特点：流体的流动状态，雷诺数影响小，易准确计数。

但是不宜于高温，高雅，赃、污介质，上限不能很大，漏流以及磨损。

2）流速法：应用最多，流通截面积恒定时，截面上的平均流速与体积流量成正比，测出与流速有关的物理量就可以知流量的大小。

例如差压法、动压、涡轮等。

3）质量法：●直接法：由牛顿第二定律，测力，加速度，得出质量。

例如：转子，靶式。

●间接法：体积流量与密度信号综合运算。

4）其他：漩涡、热式、电磁、超声波。

二.节流式流量计是目前应用最广的一种流量计，约占70%，今后相当长的时间内还会占40%～45%优点：形式不需要个别标定，能保证相当高的工作精度。