彎管流量計是一種差壓式的流量計,是利用流體流經(jīng)彎管傳感器產(chǎn)生離心力的原理來測量流體流量的。當(dāng)流體流經(jīng)彎管時,由于彎管的約束,迫使流體在彎管內(nèi)作類似的圓周運動,根據(jù)流體強(qiáng)制旋流理論,流體作圓周運動遵循的規(guī)律與固體在空間狀態(tài)下作圓周運動相似。彎管內(nèi)的流體由于作圓周運動而產(chǎn)生離心力,該離心力的大小與流體流速、流體的質(zhì)量(密度)以及作圓周運動的曲率半徑等因素有關(guān)。離心力的作用使流體對彎管內(nèi)、外側(cè)產(chǎn)生壓力差,測出此差壓值就可計算出管道內(nèi)流體的流速,進(jìn)而計算出流體的流量值,這就是彎管流量計的基本測量原理。
彎管流量計的流量測量傳感器是一個90°直角彎頭,它無任何插入件,是靠流體流過彎頭時所產(chǎn)生的慣性離心力的大小通過測量其內(nèi)外側(cè)的壓力差來檢測流體流量的,無附加節(jié)流件或插入件,可大大降低流體在管道內(nèi)輸送的動力消耗。
彎管流量計巧妙的利用管道本身的特性,在不增加任何節(jié)流件、阻流件和中間媒介的情況下,利用管道的自然轉(zhuǎn)彎,同時解決了流量計量的問題,既是管道,又是流量計,因地制宜、因勢利導(dǎo)、事半功倍。它保留了傳統(tǒng)差壓式流量計的優(yōu)點,克服了其缺點,避免了因計量而引發(fā)的任何“副作用”和“并發(fā)癥”,實現(xiàn)了輸送和計量的*統(tǒng)一。
彎管流量計的優(yōu)勢
由于彎管流量計具有壓力損失小、測量精度高、不易堵塞、抗腐蝕等特點,其在石化、熱電、煤化工等領(lǐng)域應(yīng)用迅速推廣。總結(jié)彎管流量計的優(yōu)點,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
壓力損失小,節(jié)能
彎管流量計與普通的節(jié)流型孔板流量計相比壓力損失大大降低,這樣更節(jié)能,因節(jié)流而產(chǎn)生的壓力損管流量計失高達(dá)該流量壓差的70%至80%,為了達(dá)到某一設(shè)計參數(shù),只能提高進(jìn)口壓力,這對設(shè)備是極其不利的,同時也降低了經(jīng)濟(jì)效益。若采用彎管流量計,將其安裝在管道90°轉(zhuǎn)彎處,可用于代替90°彎頭,并無其他插入件和節(jié)流元件,主要依靠流體流經(jīng)90°彎頭所產(chǎn)生的慣性離心力來測量同一截面處內(nèi)外側(cè)的壓力差而確定流量。所以除了流體流過彎管處時有微小壓力損失,整個過程并不會產(chǎn)生節(jié)流損失,也可減少動力消耗,適合應(yīng)用于大流量、大管徑、低壓力的工程中。
量程比大
彎管流量計量程比大,在惡劣的環(huán)境下也能適用。彎管流量計的量程比高達(dá)1:10,即使在流量波動很大的情況下,也同樣能得到準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù),彎管流量計適應(yīng)性強(qiáng),測量范圍廣。在一些較惡劣的環(huán)境下,如潮濕高溫的環(huán)境或者有粉塵有振動的條件下,彎管流量計依然能夠測量出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
測量精度高
彎管流量計測量精度高,穩(wěn)定性強(qiáng)。彎管流量計的實驗精度可達(dá)0.5級,實際精度可達(dá)1.0級。根據(jù)實際測量的偏差可補償0.2%的誤差,使得測量精度更高。與超聲波流量計相比,雖然沒有其精度高,但是超聲波流量計要求流動穩(wěn)定,在震動情況下測量精度低于彎管流量計。
穩(wěn)定性強(qiáng),維護(hù)量小
彎管流量計無運轉(zhuǎn)部件,其損耗僅為流體的磨損,對其精度影響小,重復(fù)精度高達(dá)0.2%,其使用壽命與管道的壽命相同。管道內(nèi)無其它突出部件,不易堵塞,安裝后不必拆下,大大減小了維護(hù)工作量和檢修費用,保證了運行的連續(xù)和安裝的精度。
安裝簡單
從整體上來看,彎管流量計就是一節(jié)管道,安裝過程與管道安裝無異。若采用焊接方法,解決了傳統(tǒng)流量計的跑冒滴漏現(xiàn)象。傳統(tǒng)流量計在其前要安裝一段其直徑10倍長度的直管,在其后要安裝其直徑5倍長度的直管。彎管流量計只需在其前安裝5倍口徑長度的直管,其后安裝2倍即可,彎管流量計更適合空間狹小地方的流量測量。
耐高溫高壓抗震
傳統(tǒng)流量計在高溫高壓下易發(fā)生變形,對其精度影響較大,同時降低了內(nèi)部精密部件的壽命,需要定期更換和維護(hù)。震動不會影響彎管流量計和孔板流量計,但是對于渦街流量計會造成影響,渦街流量計通過形成卡門渦街,再對渦旋的頻率進(jìn)行測量得出流量,管道震動的頻率渦旋的頻率進(jìn)行疊加,造成測量值不真實。
相比較其他流量計,彎管流量計的優(yōu)勢如下:(點擊表格可放大)
安裝要點
彎管傳感器的現(xiàn)場安裝方式有水平轉(zhuǎn)水平、水平轉(zhuǎn)垂直、垂直轉(zhuǎn)水平等,建議盡可能選擇水平轉(zhuǎn)水平方式。因為選擇水平轉(zhuǎn)垂直或者垂直轉(zhuǎn)水平方式,首先在45°方向上的取壓口會存在一定的高度差,給測量結(jié)果帶來誤差。其次需考慮對垂直方向流體重力加速度的修正問題。zui后是同一彎管不同的安裝方式,流量修正系數(shù)是不同的。水平安裝方式可實現(xiàn)流體雙向測量。
當(dāng)彎管傳感器采用焊接方式與前后直管段相連時,應(yīng)采用合適焊接工藝,保證彎管傳感器和管道的內(nèi)徑精確對接;當(dāng)采用法蘭連接方式時,法蘭應(yīng)與彎管傳感器具有相同的內(nèi)徑,安裝時應(yīng)保證同軸,保證內(nèi)部流體通道的光滑,避免存在擾動流體的障礙。
為避免高溫差對測量的影響,彎管傳感器盡可能安裝在只產(chǎn)生彈性變形的工業(yè)管道上,前后直管段長度相等,并對前后直管段采取加固措施,減少溫差引起的彎管傳感器彎徑比變化造成的測量誤差。