彎管流量計(jì)廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金、鋼鐵等行業(yè)的液體、氣體和蒸汽流量測量,能在Φ10mm~Φ2000mm的大范圍管道中精確測量各種流體的流量,彎管傳感器可耐高溫、高壓、可在潮濕、粉塵、振動等各種惡劣的環(huán)境中正常工作,無插入件,無附加阻力損失,結(jié)構(gòu)簡單,安裝方便。 彎管流量計(jì)的工作原理: 1、原理 流體在管道中流動,在流經(jīng)彎管時(shí),流體類似于流過一個(gè)整流器,由于彎曲管壁 的導(dǎo)流作用,在進(jìn)入彎管前2D左右流體內(nèi)側(cè)被加速,而流體外側(cè)被減速,直至進(jìn)入彎管流體的流速形式被整流成近似于自由旋流理論描述的梯形速度流動模式,且 在彎管45°截面處達(dá)到最大,這個(gè)過程將持續(xù)在整個(gè)彎管中。在彎管出口處及下游2D范圍內(nèi),流速模型的變化過程是進(jìn)口變化的反過程。
彎管在45°截面各質(zhì)點(diǎn)流速分布如圖所示。
根據(jù)質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律和動量守恒定律,在相同過流截面,各流質(zhì)點(diǎn) 的能量不變,由于各質(zhì)點(diǎn)流速的變化,就形成了彎管的內(nèi)外側(cè)壓差△P。這個(gè)壓力差在45°截面時(shí)達(dá)到最大,穩(wěn)定。且45°彎管斷面的流體平均速度v與壓差 DP符合平方比例關(guān)系,流量愈大,差壓愈大。流體流過彎管時(shí)的流量系數(shù)與彎管的幾何結(jié)構(gòu)尺寸(彎曲半徑R和內(nèi)徑D)有密切關(guān)系,即流量系數(shù) a=f(R,D) 因此當(dāng)彎管傳感器的幾何結(jié)構(gòu)尺寸確定之后,只要測取彎管45°截面的內(nèi)、外側(cè)壓差DP和流體的密度r就可以確定流體的平均流速v。 2、數(shù)學(xué)表達(dá)式 式中 a(R.D)—流量系數(shù); DP—45°截面內(nèi)、外側(cè)壓差; D—彎管內(nèi)徑 ; R—彎管彎曲半徑; r—流體密度。 根據(jù)管道流體流速v與流量Q的關(guān)系就可以得到以下流量計(jì)算公式: Q=p D2/4﹒v3.6r t/h 二、測量系統(tǒng)的組成: 彎管流量計(jì)的基本組成包括彎管傳感器和主機(jī),還需要配置差壓變送器、壓力變送器和溫度變送器,系統(tǒng)組成如圖所示。
1、差壓變送器用來檢測彎管傳感器產(chǎn)生的差壓值,因此它是彎管流量計(jì)測量系統(tǒng)必不可少的配件。 2、系統(tǒng)是否配置壓力和溫度變送器,要根據(jù)具體測量對象來決定,對于測量蒸汽或其它氣體介質(zhì)的系統(tǒng),原則上必須配置溫度和壓力變送器,因?yàn)樵跍y量彎管傳感器差壓的同時(shí),必須測量介質(zhì)的溫度、壓力值,以便能對蒸汽或氣體進(jìn)行必要的實(shí)時(shí)溫、壓補(bǔ)償。
四、測量系統(tǒng)特點(diǎn) 1、傳感器結(jié)構(gòu)簡單 彎管傳感器利用管道系統(tǒng)彎頭作檢測元件,無附加壓損及專門安裝節(jié)流元件是其優(yōu)點(diǎn),彎管取壓口開在45o處,取壓口結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)孔板相同,兩個(gè)平面內(nèi)的兩個(gè)取壓口對準(zhǔn),使其能處于同一條直線上。 彎管傳感器是機(jī)加工而成的幾何精度很高的90o彎頭,它是彎管流量計(jì)的核心部件。每個(gè)流量傳感器因幾何尺寸不同,流量系數(shù)也各不相同。采用數(shù)控機(jī)床加工的彎管傳感器,彎管內(nèi)壁應(yīng)盡量保持光滑,各項(xiàng)幾何結(jié)構(gòu)尺寸可以保證,流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級也達(dá)到1.0級。 2、免維護(hù)的流量傳感器 彎管流量計(jì)在工作中不會磨損;在高速流體沖擊下不會變形、扭曲、震動;對于 環(huán)境中可能出現(xiàn)的震動、粉塵、潮濕、電磁場干擾不敏感;經(jīng)過長周期運(yùn)行,其穩(wěn)定性、靈敏度、準(zhǔn)確性不會發(fā)生明顯變化;能在最大程度上防止傳感器被粘污、結(jié) 疤、堵塞等等。保證了流量計(jì)長期高精度測量的工作狀態(tài)。 彎管傳感器因耐磨損、免維護(hù)、長周期高精度運(yùn)行的特點(diǎn),可滿足直接焊接安裝的技術(shù)條件,焊接法安裝解決了流量測量裝置現(xiàn)場跑、冒、滴、漏等令人頭痛的問題。 3、無任何附加節(jié)流件或插入件,無附加壓力損失,節(jié)約能源 對孔扳流量計(jì)來說,流體在孔板上的壓力損失是不可恢復(fù)的,其損失可達(dá)孔板在該流量下產(chǎn)生的差壓值的60%~80%,為了提高其測量精度,設(shè)計(jì)人員在選定孔板流量計(jì)的工作差壓值時(shí)一般都取高值,使該壓力損失成為不可忽視的數(shù)值。 彎管流量計(jì)則不存在管道附加阻力損失的問題,孔板的節(jié)流損耗可簡單地看作是彎管流量計(jì)的節(jié)能效果,這對于那些大系統(tǒng)、大管徑、大流量、低壓力的測量對象好處更加明顯。 4、可測量容易臟污、易堵塞傳感器的流體 循環(huán)水水質(zhì)較差,對流量測量裝置的污染較大??装辶髁坑?jì)的節(jié)流件或渦街流量 計(jì)的插入件極易被循環(huán)水玷污或堵塞,尤其是孔板節(jié)流口的直角部分,即使是輕微的玷污也會對測量精度造成極大的影響。彎管傳感器對于類似循環(huán)水這樣的介質(zhì) (如裂解產(chǎn)生的高溫裂解氣等)其適應(yīng)性是不用懷疑的,即使是長期的運(yùn)行也能保證彎管流量計(jì)的正常工作,保證其足夠的測量精度。 5、適應(yīng)性強(qiáng),量程范圍寬、直管段要求不嚴(yán)格 只要是能用孔板、渦街,均速管等流量計(jì)進(jìn)行測量的流體都可用彎管流量計(jì)來進(jìn)行流量測量,且在耐高溫、耐高壓、耐沖擊、耐震動、耐潮濕、耐粉塵等方面,彎管流量計(jì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于這些常用的流量計(jì)。 高溫、高壓、沖擊、震動使渦街流量計(jì)適用范圍十分有限,這與它的測量原理有關(guān)。震動、沖擊對彎管傳感器的正常工作幾乎沒有影響,而高溫、高壓對于彎管傳感器來說只要采用與工藝管道相同材質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)彎頭,就可以得到解決。 量程范圍寬,一方面是指彎管流量計(jì)對于其測量介質(zhì)的流速適用范圍寬。如蒸汽 或其它氣體介質(zhì),流速范圍為5m/s~70m/s,液體介質(zhì)流速范圍為0.3m/s~5m/s。有足夠精度的微差壓變送器相配合,則流體流速的低限可取得 很小。高質(zhì)量微差壓變送器的應(yīng)用使彎管流量計(jì)能夠適應(yīng)低流速、小信號測量的要求??傊?,彎管流量計(jì)的量程范圍完全可以滿足不同對象的流量測量的要求。 量程范圍寬的另一方面是指彎管傳感器的幾何尺寸沒有限制,管徑可從十幾毫米 到1m甚至2m以上。直管段要求不嚴(yán)格也是彎管流量計(jì)在現(xiàn)場使用中十分重要的特點(diǎn)之一,許多流量測量裝置都因?yàn)楝F(xiàn)場直管段不能滿足要求而不能進(jìn)行測量或不 能保證其測量精度。彎管流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)只需保證前5D、后2D,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它流量測量裝置的要求。 6、測量精度高 實(shí)驗(yàn)證明,彎管流量計(jì)的測量準(zhǔn)確度可達(dá)到1.0%。 7、測量數(shù)據(jù)可直接接入DCS系統(tǒng) 測量數(shù)據(jù)可引入DCS,它可實(shí)現(xiàn)溫壓補(bǔ)償?shù)冗\(yùn)算功能,可實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)量、累計(jì)量、報(bào)表、打印等功能 8、可以實(shí)現(xiàn)雙向計(jì)量
彎管流量計(jì)廣泛應(yīng)用于電力、熱力、冶金、鋼鐵、石油、化工、機(jī)械、紡織、造紙、制藥、食品加工、公用事業(yè)等部門的液體、氣體和蒸汽的流量測量,它是由彎管傳感器、差壓變送器、壓力變送器、溫度變送器以及二次儀表配套組成的測量系統(tǒng)。那么液體、氣體彎管流量計(jì)應(yīng)如何調(diào)試呢? 1、排污: a、三閥組兩側(cè)閥關(guān)閉,中間閥打開,然后打開排污閥徹底排污,保證導(dǎo)壓管內(nèi)無雜質(zhì)并充滿測量介質(zhì)?! 、打開差壓變送器后部排氣閥放氣,使膜盒內(nèi)也充滿測量介質(zhì) 2、調(diào)零:在三閥組兩側(cè)閥關(guān)閉,中間閥打開狀態(tài)下測量靜態(tài)零點(diǎn)電流信號,通過零點(diǎn)旋鈕(Z)將其調(diào)整為4.000mA 3、投運(yùn):三閥組兩側(cè)閥打開,中間閥關(guān)閉,系統(tǒng)投入運(yùn)行即可。
在選擇流量計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)實(shí)際參數(shù),選擇比較適合的流量計(jì),在目前的工業(yè)自動化過程中,用來測量空氣流量的儀表有很多種,但是按照其原理分類并不多。在實(shí)際應(yīng)用中,通常有以下幾種原因會導(dǎo)致流量計(jì)產(chǎn)生誤差: 1、壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)出口流體大多數(shù)包含一定的脈動。流體脈動會引起差壓式流量計(jì)、渦街流量計(jì)等多種流量計(jì)示值偏高,引起金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)中轉(zhuǎn)子上下跳動。為了消除脈動的影響,一般會在壓縮機(jī)的出口設(shè)置一只緩沖罐濾除脈動,而將流量計(jì)裝在緩沖罐的后面;或是將流量計(jì)安裝在遠(yuǎn)離脈動源的地方?! ?、壓縮空氣取自大氣,而大氣中總含有一定數(shù)量的水蒸氣。用來測量壓縮空氣流量的較大口徑孔板流量計(jì),孔板前常有積水,會影響測量精度。引壓管中常有一段水,導(dǎo)致差壓變送器測到的差壓同節(jié)流裝置所產(chǎn)生的差壓不一致。這些都是空氣帶水引起誤差的常見原因?! ?、測量壓縮空氣的流量計(jì),一般會安裝在壓縮機(jī)房和鼓風(fēng)機(jī)房里,而壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的振動會通過空氣管道或風(fēng)管傳到很遠(yuǎn)的地方。振動導(dǎo)致渦街流量傳感器產(chǎn)生同振動頻率相對應(yīng)的干擾信號,引起流量示值大幅度偏高。 4、阿牛巴流量計(jì)對大口徑空氣流量測量具有其獨(dú)有的優(yōu)勢,價(jià)格便宜、簡單可靠、彎管流量計(jì)安裝維修方便是其顯著優(yōu)點(diǎn),是渦街流量計(jì)和節(jié)流式差壓流量計(jì)的補(bǔ)充。