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一、儀表概述:
管道式平衡流量計是第三代節流裝置,這種流量計的測量精度是傳統節流裝置的5~10倍,流動(dòng)噪聲降低到1/15,*壓力損失約為1/3,壓力恢復快2倍,zui小直管段可以小至0.5D,沒(méi)有活動(dòng)的部件,安裝和使用非常方便簡(jiǎn)單,可省去大直管段,大大減少流體運行所需的能量消耗,是一種具有廣闊應用前景的節能儀表 ,可應用于氣體、液體、氣液兩相,液態(tài)氣體、雙向流、臟污介質(zhì)、漿料的測量。
二、測量原理:
管道式平衡流量計是一種革命性的差壓式流量?jì)x器儀表,綜合其工作原理與其他差壓式流量計一樣,都是基于密封管道中的能量轉換原理:在理想流體的情況下管道中的流量與差壓的平方根成正比;用測出差壓值根據方程即可計算出管道中流量,平衡流量傳感器是一個(gè)多孔的圓盤(pán)節流整流器,安裝在管道的截面上,每個(gè)孔的尺寸和分布是基于特殊的公式和測試數據而定制的,稱(chēng)為函數孔。當流體穿過(guò)圓盤(pán)的函數孔時(shí),流體將被平衡整流,渦流被zui小化,形成近似理想流體,通過(guò)取壓裝置,可獲得穩定的差壓信號,根據流體力學(xué)中的質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律可計算出流體的體積流量和質(zhì)量流量,如下:
qv=K(△P/ρ)1/2或 qm=K(△P·ρ)1/2
式中:qV—體積流量(m3/h);
qm—質(zhì)量流量(kg/h);
△ P—輸出差壓(kpa);
K—流量標定系數;
ρ—流體密度(kg/m3)。
三、適用場(chǎng)合:
管道式平衡流量計幾乎適用于所有流體的測量工作,是流體測量技術(shù)的一場(chǎng)技術(shù)革命,目前平衡流量計已經(jīng)廣泛應用于化工、石油、冶金、電力、天然氣、水處理等一系列的行業(yè)中。
四、性能特點(diǎn):
測量精度高:
1、由于平衡流量傳感器具有多孔結構的特點(diǎn),能對流場(chǎng)進(jìn)行平衡,降低渦流、振動(dòng)和信號噪聲,流場(chǎng)穩定性大大的提高,表體采用特制的精密2、管道和取壓裝置,使度比傳統節流裝置提升了5-10倍。
3、經(jīng)過(guò)實(shí)流標定,傳感器度可達±0.3%、±0.5%,適用于貿易計量場(chǎng)合。
4、幾何尺寸檢驗,傳感器度可達±0.5%、±1.0%,適用于過(guò)程控制場(chǎng)合。
5、加工重復性*,與傳統節流裝置一樣,在實(shí)流標定數據基礎上,可以實(shí)現幾何尺寸檢定。
直管段要求低:
1、平衡孔板能將流場(chǎng)平衡,調整穩定,且壓力恢復比傳統節流裝置快兩倍,大大縮短了對直管段的要求。
2、大多數情況下直管段可以小至0.5D~2D,尤其對于特殊或昂貴的管道,采用平衡孔板可以省去大量的直管段。
*壓力損失低:
平衡孔板的對稱(chēng)平衡設計,減少了渦流的形成和紊流摩擦,降低了動(dòng)能的損失,在同樣的工況下,與傳統節流裝置比較,壓力損失較少了70%,接近文丘里管,從而節省了相當大的運行成本,值得大量推廣。
量程比寬:
1、與傳統節流裝置相比,平衡流量計極大提高了測量量程比.研究結果顯示,雷諾數大于50000時(shí),選擇合適的孔徑參數,平衡孔板無(wú)上限,根據工業(yè)測量實(shí)際應用的需要。
2、常規測量量程比為10:1,選擇合適的參數可以做道30:1或更高。
重復性和長(cháng)期的穩定性好:
1、平衡流量傳感器能將流場(chǎng)平衡穩定,使重復性大大提高,可達到±0.1%。
2、多個(gè)流通孔分散受力,無(wú)銳角磨損,其β值長(cháng)期保持不變,長(cháng)期穩定性非常好;
3、整個(gè)儀表無(wú)可動(dòng)部件,使用壽命比傳統節流裝置延長(cháng)了5-10倍。
耐臟污不宜堵:
1、多孔對稱(chēng)的平衡設計,減少了紊流剪切力和渦流的形成,從而大大降低了死區的形成,保證臟污介質(zhì)順利通過(guò)多個(gè)孔,減少了流體孔被堵塞的機會(huì )。
測量范圍寬:
1、根據實(shí)驗結果,我們知道:平衡流量計的性能,使其流速可以從zui小到音速,其zui小雷諾數可低于200,zui大雷諾數大于107;
2、β值可選0.25~0.9。
適用范圍:
1、工作溫度,壓力取決于管道和法蘭的材質(zhì)和等級,工作溫度zui高可達到850℃,42MPa。
2、適合極低溫流體LNG,液空氣,液氮,液氧,液氬,液化乙烯,液氫等,能有效防止氣化,理想測量效果。
3、可以測量汽液兩相、漿料、甚至固體顆粒測量,還可以測量雙向流。
4、左右*對稱(chēng),因此可以十分方便地測量雙向流。
五、技術(shù)指標:
1、管徑范圍:DN15~DN3000;
2、精度:±0.3%、±0.5%、±1%;
3、直管段要求:0.5D~2D;
4、*壓損:孔板的1/3~1/4;
5、量程比:10:1,合適的工況數據可以做到更寬;
6、重復性:0.1%;
7、Re范圍:200~107;
8、β范圍:0.25~0.9;
9、溫度范圍:金屬管道能承受的溫度,zui高可達850℃;
10、壓力范圍:金屬管道能承受的壓力,zui高可達42MPa;
11、耐臟污:特殊的設計和計算;
12、可以測量雙向流。
六、壓變送器的安裝要求:
1、將平衡孔板正壓則引壓管導入三閥組接至差壓變送器的正壓室,將負壓側引壓管導入三閥組接至差壓變送器的負壓室;
2、差壓變送器在工藝管道上的安裝位置與被測介質(zhì)有關(guān),為了獲得較好的安裝效果,應注意考慮下面情況:
A、 防止變送器與腐蝕性或過(guò)熱的被測介質(zhì)直接接觸;
B 、防止渣滓在引壓管內沉積,堵塞;
C 、正負壓兩側引壓管的長(cháng)度應盡量相同;
D 、正負壓兩側引壓管內的液柱壓頭應保持平衡;
E 、引壓管安裝在溫度梯度和溫度波動(dòng)zui小的地方。
3、測量液體流量時(shí),差壓變送器應安裝在被測管道的旁邊或下面,以便氣泡排入管道中。
4、測量氣體流量時(shí),差壓變送器應安裝在被測管道的旁邊或上面,以便積聚的液體容易流入管道中。
5、測量蒸汽流量時(shí),差壓變送器應安裝在被測管道的下面,以便冷凝水能充滿(mǎn)在引壓管中。應特別注意,測量蒸汽或其它高溫介質(zhì)時(shí),要防止差壓變送器接觸介質(zhì)的溫度超過(guò)變送器使用的極限溫度。
七、溫度、壓力變送器的安裝要求:
1、測量過(guò)熱蒸汽介質(zhì)時(shí),必須要加溫度一體化變送器和壓力變送器,進(jìn)行動(dòng)態(tài)補償。測量飽和蒸汽介質(zhì)時(shí),必須要加壓力變送器,進(jìn)行動(dòng)態(tài)補償。
2、 測量天然氣、煤氣介質(zhì)時(shí),必須要加壓力變送器進(jìn)行動(dòng)態(tài)補償,而且要用加安全柵及防爆裝置的變送器。
3、 測量熱水介質(zhì),需要有熱量顯示時(shí),必須要加溫度一體化變送器,否則可省去溫度一體化變送器。
4、 溫度一體化變送器安裝在被測管道上,必須再多孔平衡前5D只管段或或后2D直管段以外溫度探頭頂端應插入超過(guò)管徑二分之一,以保證測量精度。
5、 差壓變送器的壓力取壓點(diǎn),必須在平衡孔板前5D直管觀(guān)段或后2D直管段以外,其間安裝開(kāi)關(guān)閥。對于溫度一體化變送器和壓力變送器的安裝,原則上只要符合常規的安裝規范就可以滿(mǎn)足本系統的要求,其具體的安裝要求可分別參見(jiàn)各自的安裝說(shuō)明書(shū)。
八、調試及運行:
按安裝原則和程序安裝完成后,在系統調試之前要檢查所有設備、管道、閥門(mén)、接頭、導線(xiàn)、接線(xiàn)端子、信號插頭等是否齊全、正確、牢靠,管道和設備有無(wú)堵塞、泄露現象,導線(xiàn)和信號接插點(diǎn)有無(wú)接錯、短路、斷線(xiàn)、接觸不良等問(wèn)題,經(jīng)檢查確認無(wú)誤后方可進(jìn)行系統調試,其調試步驟如下:
1、引壓管排污:
a、將平衡孔板兩側取壓閥打開(kāi)(注意:必須講閥全部打開(kāi));
b、將三閥組兩側的正負壓閥關(guān)閉、中間的平衡孔板閥打開(kāi);
c、將引壓管兩側正負壓派無(wú)閥打開(kāi),進(jìn)行排污。清潔引壓管。
2、引壓管冷凝:
a、關(guān)閉排污閥,讓介質(zhì)在引壓管中自然冷凝,直到整個(gè)管道內全部充滿(mǎn)冷凝水為止(大概需要4個(gè)小時(shí))。
b、當引壓管中已有足夠的冷凝水時(shí),可將三閥組兩側的正負壓閥打開(kāi)(此時(shí)中間的平衡閥仍處于開(kāi)啟狀態(tài)),讓冷凝水分別進(jìn)入差壓變送器正負壓室中。由于冷凝水的積沉需要一定的時(shí)間,因此開(kāi)始差壓變送器的顯示值不會(huì )準確,等冷凝水*充滿(mǎn)整個(gè)測量系統(包括取壓體、引壓管和差壓變送器的正負壓室)后,差壓變送器的指示機會(huì )趨于正常(大概需要2個(gè)小時(shí))。
c、差壓變送器的排氣:
為保證差壓變送器正負壓腔中的殘余空氣排除干凈,將變送器正負壓室上的排氣氣。
4、差壓變送器調零:
a、關(guān)閉差壓變送器正負壓室上排氣閥。
b、將三閥組兩側的正負壓閥關(guān)閉(此時(shí)中間的平衡閥仍處于開(kāi)啟狀態(tài))。
注:差壓變送器調零注意事項:
a、零位調整螺釘和量程調整螺釘切勿搞混、搞錯。安裝現場(chǎng)切勿
進(jìn)行差壓變送器的量程調整;
b、變送器調零時(shí)正負壓室及兩側引壓管溫度必須相同,如果兩側
有溫差則調整的零點(diǎn)會(huì )隨時(shí)間產(chǎn)生漂移;
c、若在現場(chǎng)用變送器進(jìn)行正、負遷移補償,則應在偷運狀態(tài)下做零位調整。若遷移量過(guò)大,則不能再差壓變送器上進(jìn)行遷移補償。
九、與工藝管道的安裝連接方式:
1、與工藝管道安裝連接方式分下面四種:(1)法蘭連接;(2)直焊式;(3)對夾式;(4)方管式。
2、取壓口在管道上的安裝方向分測氣體、蒸汽、液體等三種方式,如下
(1)測氣體流量取壓口方向
(2)測蒸汽流量取壓口方向
(3)測液體流量取壓口方向
(4)安裝步驟
a、選擇好安裝直管道,傳感器與工藝管道的連接可以是法蘭、對夾、直焊、方管,具體連接根據訂購產(chǎn)品而定;
b、在安裝之前,將上游管道吹洗干凈,防止焊渣管銹等進(jìn)入儀表;
c、分體式引壓管尺寸可選用¢14X4.5-¢18X4.5的無(wú)縫鋼管(高壓時(shí)要用厚壁管)。