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一、儀表概述:
L型彎管流量計屬于差壓式流量測量系統,是利用流體離心力原理測量管道內介質(zhì)流量的儀表??捎糜跍y量液體、氣體、蒸汽各種介質(zhì)。由彎管傳感器、彎管流量計主機、差壓變送器及一些管道閥門(mén)組件構成。當流量測量需溫度、壓力補償時(shí)還應配備壓力變送器、溫度變送器。測量范圍寬,重現性精度高,無(wú)附加壓力損失,現場(chǎng)維護量小,運行費用低,可實(shí)現溫壓在線(xiàn)補償。
二、測量原理:
L型彎管流量計是當流體在某一溫度某一壓力的條件下流過(guò)一個(gè)管道,當其流經(jīng)轉彎時(shí),該流體將做相應的圓周旋轉運動(dòng).根據流體強制旋流理論,流體在管道內作圓周運動(dòng)與固體在空間狀態(tài)下作圓周運動(dòng)類(lèi)似,因此流體必然會(huì )產(chǎn)生慣性離心力,該離心力的大小與流體的流速、流體的密度以及作圓周運動(dòng)的曲率半徑(也就是彎管傳感器的曲率半徑)等因素有關(guān)。
由于彎管傳感器曲率半徑是已知的,流過(guò)彎管傳感器密度又可通過(guò)對流體的溫度、壓力等參數的測定利用主機的計算機準確地求得,因此在彎管傳感上產(chǎn)生的離心力的大小就只是流體的流速的函數。只要測出離心力的大小,其離心力的大小可以通過(guò)測量彎管內外側的壓力差來(lái)表征。就可測出流體在彎管道內的流速,將流速乘以管道的截面積和流體的密度,流體的流量即可度算確定。其計算關(guān)系如下:
式①給出了流過(guò)彎管流體的平均流速和差壓值的函數表達式:
V=a[(P1-P2)/ρ]β--------①
其中:V---流體的平均流速;
a---綜合流量系數,a=f(彎管彎徑比、雷諾數、介質(zhì)動(dòng)力粘度、管道粗糙度等),其中尤以彎徑比的影響zui為重要:
P1-P2-----彎管內、外側壓力差;
ρ----流體的密度;
β----指數;
計算出平均流速V,就可得出計算流量的函數表達式:
Q=S*V*ρ-----------②
式中:
S --彎管橫截面積;
V--流體的平均流速。
三、適用場(chǎng)合:
L型彎管流量計在智能儀表或轉換模塊的配合下,可滿(mǎn)足電力,熱力,冶金,化工,城市供水供熱,樓宇空調等不同行業(yè)的各種測量,輸出等需求。
1、液體:熱水、冷水、化工液、輕體質(zhì)油。
2、氣體:高爐煤氣、焦爐煤氣、各種單組分多組分氣體。
3、過(guò)熱蒸汽、飽和蒸汽。
4、壓縮空氣。
5、天然氣,火炬氣,液化氣。
四、結構特點(diǎn)與適應性:
結構特點(diǎn):
1、彎管傳感器具有+1.5%以上,二次表具有重現性精度+0.2%,是保證管流量計獲得高精度測量結果的基礎。彎管流量計的系統測量精度可達+1.0%
2、是一種節能型的流量測量裝置。彎管傳感器耐磨損,呆保證長(cháng)周期穩定工作。
3、彎管傳感器可采用直接焊接式安裝,或采用法蘭式連接安裝方式,解決了“跑冒滴漏”等問(wèn)題,大大減輕了現場(chǎng)維修工作量,節省維修費用。
適應性好:
1、彎管流量計可測量蒸汽、氣體、液體等各種流體,它能耐高溫、高壓、腐蝕,即使在流體中夾帶少量顆粒物和絮狀物同樣可以工作。
2、彎管傳感器幾乎可以在任何復雜、惡劣的環(huán)境條件下工作,如高溫、粉塵、震動(dòng)、潮濕等不利因素,彎管傳感器都能正常工作,量程比10:1以上。
3、彎管傳感器對于直管段的要求相對較低,一般達到前五D后二D即可正常工作。
4、無(wú)論哪一種彎管傳感器,彎管弧長(cháng)大的一方為正壓側,接差壓變送器的正壓(差壓變送器說(shuō)明書(shū)中詳細介質(zhì)和標注)。事實(shí)上,彎管傳感器采用安裝在測量管道的九十度轉彎處,其空間安裝狀態(tài)原則上可以是任意的,也就是說(shuō)彎管傳感器在安裝時(shí)沒(méi)有嚴格的方位或方向要求。
五、性能特點(diǎn):
1、無(wú)附加阻力損失、節省流體輸送的動(dòng)力消耗、降低運行費用;
2、安裝方便、無(wú)泄漏、免維護、耐磨損、可直接焊接安裝在管道上;
3、耐高溫、耐腐蝕、抗震動(dòng)、抗沖擊、抗磁性能好;
4、適應性強、量程范圍寬、直管段要求低;
5、測量精度高,重現性好;測量精度可達±1%以上,重現性則高達0.2%;
6、使用壽命長(cháng)。
六、技術(shù)指標:
適用范圍(特殊管材可有更廣大的適用范圍)
1、介質(zhì):所有單相流體或者可認為是單相流體的氣體、液體、蒸汽等介質(zhì)都可以應用彎管流量計來(lái)進(jìn)行流量測量。
2、管徑:φ25~φ2000mm(或矩形大管道)。
3、流速:0.3~8m/s(液體介質(zhì))7~80m/s(氣體和蒸汽)。
4、溫度:0~600℃。
5、壓力:0~10Mpa。
6、測量精度:彎管傳感器的重復轉換精度+≤0.2%,二次儀表的精度+0.2%,彎管流量計配套使用的差壓、溫度、壓力變送器的精度等級應達到+≤0.5%以上的精度要求。系統測量準確度0.5~1.5級。
七、彎管傳感器的分類(lèi):
彎管流量計的一次傳感元件—彎管傳感器依安裝管線(xiàn)上的不同分為如下三種:
1、90°彎管傳感器—用于工藝管線(xiàn)90 °轉彎連接處,替代原彎頭;
2、180°彎管傳感器—用于直管線(xiàn)上,替代部分直管段;
3、135°彎管傳感器—用于工藝管線(xiàn)135 °轉彎連接處,替代原彎頭。
不同彎管傳感器上焊接的兩小段直管稱(chēng)之為取壓體,彎管弧長(cháng)較大的一方位正壓測90°和135°彎管傳感器依據安裝工藝管線(xiàn)轉彎所形成的平面細分為如下三種:
1、正壓測在上垂直安裝彎管傳感器—轉彎形成的平面為鉛垂面且轉彎的彎頭弧長(cháng)大的一方在上面;
2、負壓測在上垂直安裝彎管傳感器—轉彎形成的平面為鉛垂面且轉彎的彎頭弧長(cháng)大的一方在下面;
3、水平安裝彎管傳感器—轉彎形成的平面為水平面180°彎管傳感器只有水平安裝形式,其它安裝形式無(wú)意義。
八、基本組成及各部件功能:
1、彎管傳感器:整流并輸出差壓信號,其幾何結構尺寸的準確性是測量精度的保障。
2、一次閥:液體及氣體測量一般選用直通針型閥或角閥,蒸氣采用高溫針型閥或焊接閥。
3、排污閥:液體及氣體測量時(shí)一般選用二通針型閥,蒸氣采用高溫針型閥或焊接閥。
4、導壓管:差壓變送器與彎管傳管器連接用;采用14X2或16X3的無(wú)縫鋼管,其長(cháng)度視差壓變送器與彎管傳感器的現場(chǎng)安裝距離面定,一般由用戶(hù)自備。
5、盤(pán)式冷凝器:蒸氣測量*附件;與彎管傳感器連接,平衡正負壓側液位。
6、三閥組:與差壓變送器連接,度要為調零點(diǎn)時(shí)使用。
7、差壓變送器:測量彎管傳感器內外側壓力差,轉換為4~20mA標準電流信號。
8、壓力變送器:過(guò)熱蒸氣及其他氣體測量中,壓力波動(dòng)較大時(shí)為*件;飽和蒸氣可以選擇壓力變送器,作用于測量介質(zhì)壓力,對流量實(shí)時(shí)補償。
9、溫度組件:當測量介質(zhì)溫度波動(dòng)較大時(shí)為備件,當用于供熱量計量時(shí),需選用2臺溫度組件,作用介質(zhì)溫度,對流量實(shí)時(shí)補償并參加供熱水熱量計算。
10、二次儀表(或流量轉換器):通過(guò)信號線(xiàn)與現場(chǎng)變送器連接,信號線(xiàn):采用直徑1.0m㎡的雙苡屏蔽電纜,其長(cháng)度視變送器與二次儀表距離而定,一般由用戶(hù)自備。計算(顯示)流量、熱量、溫度、壓力等參數,串行接口有RS232或RS485,可配接計算機系統,模擬量輸出有4-20mA或1-5V,供用戶(hù)選擇。
九、流量傳感器安裝要求:
彎管傳感器采用焊接法安裝在測量管道的九十度轉彎處,其空間安裝狀態(tài)原則上可以是任意的,也就是說(shuō)彎管傳感器在安裝時(shí)沒(méi)有嚴格的方位或方向要求,總體來(lái)說(shuō)有以下四種安裝狀態(tài)可供選擇:
1、水平轉水平;
2、正壓測在上垂直安裝;
3、正壓測在下垂直安裝;
4、任意空間狀態(tài)。
以上四種狀態(tài)在彎管傳感器安裝時(shí)原則上都可以使用,但對于有些被測介質(zhì),選擇適當的安裝狀態(tài),既可以大大簡(jiǎn)化安裝、調試工作,又對提高系統測量精度大有好處。因此如何正確選擇彎管傳感器的安裝狀態(tài)是十分重要的。
十、彎管流量傳感器的安裝:
液體測量系列:
1、差壓變送器應安裝在彎管傳感器的下方,使引壓管中的氣體
排放回到管道中。如果現場(chǎng)條件是差壓變送器必須安裝在彎管傳感器上方,要求與一次閥連接的引壓管應先向下,然后緩變轉彎向上,與差壓變送器連接。
2、被測液體溫度高于100℃以上時(shí),根閥選用高溫型并加裝冷凝盤(pán)。
氣體測量系統:
L型傳感器在水平轉水平管道上的安裝 | L型傳感器在水平轉垂直或垂直轉水平管道上的安裝 |
S型傳感器在水平直管道上的安裝 | S型傳感器在垂直直管道上的安裝 |
1、為了安裝和維護的方便,差壓變送器安裝在彎管傳感器的下方。
2、為使氣體中的水分盡量少的進(jìn)入導壓管,取壓體向上傾斜15°角左右。
3、被測氣體溫度高于100℃以上時(shí),根閥選用高溫型并加裝冷凝盤(pán)。
蒸汽測量系統:
L型傳感器在水平轉水平管道上的安裝 | L型傳感器在水平轉垂直或垂直轉水平管道上的安裝 |
S型傳感器在水平直管道上的安裝 | S型傳感器在垂直直管道上的安裝 |
1、盤(pán)式冷凝器的盤(pán)面要水平,與取壓體在同一水平面上。
2、差壓變送器應安裝在彎管傳感器的下方,使引壓管中的氣體排放回到管道中。如果現場(chǎng)條件是差壓變送器必須安裝在彎管傳感器上方,則要求與根閥連接的引壓管應先向下,然后緩變轉彎向上,與差壓變送器連接。
溫度變送器安裝:
1、溫度變送器為兩線(xiàn)制4~20mA輸出。
2、安裝位置應距彎管傳感器下游2D~5D。
3、溫度變送器與管道垂直或與管道內流體流動(dòng)方向逆向傾斜安裝。
4、管道溫度較高時(shí),盡量避開(kāi)熱氣流,必要時(shí)在管道加裝保溫層,使變送器的工作環(huán)境溫度低于60℃。
壓力變送器安裝:
1、壓力變送器為兩線(xiàn)制4~20mA輸出。
2、安裝位置應距彎管傳感器小于2D。
3、測量介質(zhì)為液體、氣體時(shí)取壓位置應在管道的上半面,測量蒸汽時(shí)取壓位置在管道的側面。
4、被測介質(zhì)溫度超過(guò)80℃,在截止閥和變送器之間加冷凝彎冷卻至80℃以下。
十一、性能指標:
DN15~2000(對于現場(chǎng)改造的彎管傳感器,沒(méi)有管徑限制) |
液體0.1~12 蒸汽或氣體5~160 |
±1% |
轉換器:溫度-10~45℃ 濕度小于85% (特殊情況請說(shuō)明) |
4-20mA RS-484 RS-132 |
AC220,50Hz或DC12~24V |
液體:水、油、甲醇、甲苯、液氨等 |
選型編碼:在彎管流量計選型之前,要確定以下內容,并填寫(xiě)下面的表格。
①被測介質(zhì)名稱(chēng)、介質(zhì)的成分或密度。
②zui大流量、zui小流量、常用流量、溫度、壓力。
③工藝管道內徑、壁厚、材質(zhì)、傳感器安裝部位。
注:根據客戶(hù)的具體要求,我公司可以承接現場(chǎng)彎管傳感器改造工程,對于大管徑,可大幅度降低用戶(hù)采購成本。