一、儀表概述:
S型彎管流量計的一次傳感元件—彎管傳感器適用于惡劣的工業環境,對于高溫、高壓、潮濕、粉塵、震動等各種惡劣現場條件有很好的適用性,在智能儀表或轉換模塊的配合下,可滿足電力,熱力,冶金,化工,城市供水供熱,樓宇空調等不同行業的各種測量,輸出等需求。其應用及發展前景廣闊。
二、測量原理:
S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一個管道,當其流經轉彎時,該流體將做相應的圓周旋轉運動。根據流體強制旋流理論,流體在管道內作圓周運動與固體在空間狀態下作圓周運動類似,因此流體必然會產生慣性離心力,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的曲率半徑(也就是彎管傳感器的曲率半徑)等因素有關。
由于彎管傳感器曲率半徑是已知的,流過彎管傳感器的流體密度又可通過對流體的溫度、壓力等參數的測定利用主機的計算機準確地求得,因此在彎管傳感器上產生的離心力的大小就只是流體流速的函數。只要測出離心力的大小,就可測出流體在管道內的流速,將流速乘以管道的截面積和流體的密度,流體的流量即可計算確定。其計算關系如下:
式①給出了流過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、介質動力粘度、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、結構形式:
的一次傳感元件—彎管傳感器依安裝管線上的不同分為如下三種:
1、90°彎管傳感器—用于工藝管線90 °轉彎連接處,替代原彎頭;
2、180°彎管傳感器—用于直管線上,替代部分直管段;
3、135°彎管傳感器—用于工藝管線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之為取壓體,彎管弧長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,其它安裝形式無意義。
四、結構特點與適應性:
系統構成:
屬于差壓式流量計的一種,其中彎管傳感器、二次儀表或轉換器、差壓變送器是系統的部分。壓力變送器、冷凝器、溫度組件(可以用pt100鉑電阻或其和溫度變送器的組合)可根據測量介質工況條件和實際生產要求而相應取舍。彎管是一個有著確定的幾何尺寸的90℃彎頭。
結構特點:
1、彎管具有+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。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,呆保證長周期穩定工作。
3、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”等問題,大大減輕了現場維修工作量,節省維修費用。
適應性好:
1、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、幾乎可以在任何復雜、惡劣的環境條件下工作,如高溫、粉塵、震動、潮濕等不利因素,都能正常工作,量程比10:1以上。
3、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、無論哪一種彎管,弧長大的一方為正壓側,接差壓變送器的正壓(差壓變送器說明書中詳細介質和標注)。事實上,彎管采用安裝在測量管道的九十度轉彎處,其空間安裝狀態原則上可以是任意的,也就是說彎管在安裝時沒有嚴格的方位或方向要求。
五、測量介質:
1、液體:熱水、冷水、化工液、輕體質油。
2、氣體:高爐煤氣、焦爐煤氣、各種單組分多組分氣體。
3、過熱蒸汽、飽和蒸汽。
4、壓縮空氣。
5、天然氣,火炬氣,液化氣。
六、性能特點:
1、無附加阻力損失、節省流體輸送的動力消耗、降低運行費用;
2、安裝方便、無泄漏、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、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。
七、技術指標:
適用范圍(特殊管材可有更廣大的適用范圍)
1、介質:所有單相流體或者可認為是單相流體的氣體、液體、蒸汽等介質都可以應用彎管流量計來進行流量測量。
2、管徑:φ25~φ2000mm(或矩形大管道)。
3、流速:0.3~8m/s(液體介質)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。
八、其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的無縫鋼管,其長度視差壓變送器與彎管的現場安裝距離面定,一般由用戶自備。
5、盤式冷凝器: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,度要為調零點時使用。
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:過熱蒸氣及其他氣體測量中,壓力波動較大時為件;飽和蒸氣可以選擇壓力變送器,作用于測量介質壓力,對流量實時補償。
9、溫度組件:當測量介質溫度波動較大時為備件,當用于供熱量計量時,需選用2臺溫度組件,作用介質溫度,對流量實時補償并參加供熱水熱量計算。
10、二次儀表(或流量轉換器):通過信號線與現場變送器連接,信號線:采用直徑1.0m㎡的雙苡屏蔽電纜,其長度視變送器與二次儀表距離而定,一般由用戶自備。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,供用戶選擇。
九、安裝要求:
采用焊接法安裝在測量管道的九十度轉彎處,其空間安裝狀態原則上可以是任意的,也就是說彎管傳感器在安裝時沒有嚴格的方位或方向要求,總體來說有以下四種安裝狀態可供選擇:
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。
以上四種狀態在彎管安裝時原則上都可以使用,但對于有些被測介質,選擇適當的安裝狀態,既可以大大簡化安裝、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是十分重要的。
十、使用注意事項:
1、在含水量較高的氣體測量中,避免水進入導壓系統,造成系統無法測量。
在壓縮空氣、燃料氣、裂解氣等很多氣體流體中均含有大量的水份,基本是處于飽和狀態,有的在管道的下方形成水層,采用常規安裝方式,水會流入彎管傳感器內側取壓口,進入導壓系統,外側也會有少量的凝結水進入,正負壓導管中進水量不等,給差壓的測量帶來不可確定的附加誤差,應使彎管傳感器的兩側取壓體均向上傾斜,并向上引導壓管,連接差壓變送器,即避免了管道中的水進入導壓系統,又可以使導壓系統中凝結的水順利流回管道中,不會影響計量。
如果考慮差壓變送器維護的方便等原因,要求差壓變送器必須裝在管道下方,可采用取壓體及導壓管先向上,再向下,避免大量的水流入導壓系統,并在導壓系統的zui低點加裝集液罐,使得導壓系統凝結的水流入集液罐中,定期排水,可以保證正常計量。
2、蒸汽流量測量中,導壓系統用于導壓的介質為水,常溫水的密度為998kg/m3(20℃時),1mm水柱產生的壓力約為9.8 Pa,如采用傳統的冷凝罐作為液位平衡器,管道中溫度壓力的突變會打破冷凝罐中的平衡狀態,造成液位波動,對于孔板流量計(產生的壓力差約為10~100kPa)影響很小,但對于彎管在小流量測量中則可能產生較大的影響。
選用盤式冷凝器作為液位平衡器,安裝時只要保證盤面水平,汽、液分界面在同一水平面前后移動,液位高度始終處于同一水平面,起到了良好的液位平衡作用,儀表投用后,遇到蒸汽停止輸送時,對差壓變送器進行零點遷移,可解決液位不平衡造成的零點誤差。
3、任何流量計均存在著小流量問題。彎管雖然相對其它流量計性能良好,但依然存在著一個下限指標(流速≥5m/s),所以在選擇彎管傳感器口徑時,一定保證zui低流速大于5m/s,即使實際流量偏高,彎管流量計在高達120m/s流速情況下,依然保證測量精度(調整差壓變送器量程即可實現)。
十一、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,根閥選用高溫型并加裝冷凝盤。
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,根閥選用高溫型并加裝冷凝盤。
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、盤式冷凝器的盤面要水平,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方向逆向傾斜安裝。
4、管道溫度較高時,盡量避開熱氣流,必要時在管道加裝保溫層,使變送器的工作環境溫度低于60℃。
壓力變送器安裝:
1、壓力變送器為兩線制4~20mA輸出。
2、安裝位置應距彎管傳感器小于2D。
3、測量介質為液體、氣體時取壓位置應在管道的上半面,測量蒸汽時取壓位置在管道的側面。
4、被測介質溫度超過80℃,在截止閥和變送器之間加冷凝彎冷卻至80℃以下。
十二、參數對照表:
DN15~2000(對于現場改造的彎管傳感器,沒有管徑限制) |
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:在流量計選型之前,要確定以下內容,并填寫下面的表格。
①被測介質名稱、介質的成分或密度。
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、傳感器安裝部位。
注:根據客戶的具體要求,我公司可以承接現場彎管傳感器改造工程,對于大管徑,可大幅度降低用戶采購成本。
測量介質 | |||||||
流量 | 刻度流量 | 單位 | Kg/h □ T/h □ Nm3/h□ | 條件 | 溫度 ℃ 壓力 MPa 濕度 % | ||
zui大流量 | 溫度 ℃ 壓力 MPa 濕度 % | ||||||
常用流量 | 溫度 ℃ 壓力 MPa 濕度 % | ||||||
zui小流量 | 溫度 ℃ 壓力 MPa 濕度 % | ||||||
介質密度或組分 | Kg/ m3 | 條件 | 溫度 | ℃ | |||
壓力 | MPa | ||||||
工況壓力 | MPa | 9 | 安裝狀態 | 水平 □ | 垂直 □ | ||
工況溫度 | ℃ | 10 | 安裝方式 | 焊接 □ | 法蘭連接 □ | ||
管道內徑 | mm | 11 | 傳感器類別 | L型 □ | s型 □ | ||
管道外徑 | mm | 12 | 管道材質 | ||||
彎徑比(彎管改造時需填): |
十三、選型一覽表:
型號 | 規格代碼 | 說明 |
LWG | 彎管流量傳感器(中偉測控) | |
結構組成 | A------ | 包括傳感器差壓變送器 溫度一體化 壓力變送器 顯示表及閥門組件 |
B----- | 包括傳感器 差壓變送器 溫度一體化 顯示表及閥門組件 | |
C----- | 包括傳感器 差壓變送器 壓力變送器 顯示表及閥門組件 | |
D---- | 包括傳感器 差壓變送器 顯示表及閥門組件 | |
E---- | 包括傳感器 顯示表及閥門組件 | |
顯示表類型 | 1---- | 顯示表橫式盤裝 |
2---- | 顯示表豎式盤裝 | |
3---- | 顯示表為壁掛表 | |
4----- | 流量轉換卡 | |
傳感器類型 | L---- | L型傳感器 |
S---- | S型傳感器 | |
T---- | 特殊形式傳感器 | |
G---- | 管段式傳感器 | |
加工方式 | 1---- | 機加 |
2--- | 推制 | |
傳感器材質 | 0---- | 20#普通碳鋼 |
1---- | 不銹鋼材質 | |
2--- | 特殊材質 | |
測量介質 | -S | 液體 |
-Q | 普通氣體 | |
-M | 煤氣 | |
-Z | 蒸汽 | |
傳感器管徑- | - | 見公稱直徑代碼表 |
十四、公稱直徑代碼表:
A | 20 | J | 125 | S | 600 |
B | 25 | K | 150 | T | 700 |
C | 32 | L | 200 | U | 800 |
D | 40 | M | 250 | V | 900 |
E | 50 | N | 300 | W | 1000 |
F | 65 | O | 350 | X | 1100 |
G | 70 | P | 400 | Y | 1200 |
H | 80 | Q | 450 | Z | ﹥1200 |
I | 100 | R | 500 |
十五、訂貨須知事項:
用戶訂貨時請提供以下條件以便幫助正確選擇流量計的規格和系數。
1、 管道尺寸:外徑×壁厚(mm);
2、測量介質名稱:介質密度〔kg/m3〕;
3、設定的zui大流量:即流量計的量程上限值〔kg/h或m3/h〕;
4、工藝的zui小流量:〔kg/h或m3/h〕;
5、工作壓力:(Mpa);
6、工作溫度:(°C);
7、如配我公司智能流量積算儀請一齊提供:壓力變化范圍,或壓力變送器型號、量程;溫度變化范圍,或溫度變送器型號、量程。