概述:
一體化平衡流量計對傳統(tǒng)節(jié)流裝置進行了*地改進,且該流量計具有平衡整流等顯著特征,傳統(tǒng)節(jié)流裝置只有一個流通孔徑,節(jié)流后使流體失去了理想狀態(tài);而平衡流量計有多個函數(shù)孔徑,能zui大限度地把流場平衡整流成理想流體,從而將差壓式流量計的優(yōu)勢發(fā)揮的*。沒有活動的部件,安裝和使用非常方便簡單,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(yīng)用前景的節(jié)能儀表。
一體化平衡流量計對傳統(tǒng)節(jié)流裝置進行了*的改進,具有平衡整流的顯著特征。傳統(tǒng)節(jié)流裝置只有一個流通孔徑,節(jié)流后使流體失去了理想狀態(tài);而平衡流量計有多個函數(shù)孔徑,能zui大限度地把流場平衡整流成理想流體,從而將差壓式流量計的優(yōu)勢發(fā)揮的*。
測量原理:
是一種革命性的差壓式流量儀器儀表,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(zhuǎn)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(jù)方程即可計算出管道中流量,平衡流量傳感器是一個多孔的圓盤節(jié)流整流器,安裝在管道的截面上,每個孔的尺寸和分布是基于特殊的公式和測試數(shù)據(jù)而定制的,稱為函數(shù)孔。當流體穿過圓盤的函數(shù)孔時,流體將被平衡整流,渦流被zui小化,形成近似理想流體,通過取壓裝置,可獲得穩(wěn)定的差壓信號,根據(jù)流體力學中的質(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(shù);
ρ—流體密度(kg/m3)。
一體化平衡流量計性能特點:
1、線性度高、重復(fù)性好:
平衡流量傳感器具有對稱多孔結(jié)構(gòu)特點,能對流場進行平衡,降低了渦流、振動和信號噪聲,流場穩(wěn)定性大大提高,使線性度比孔板提升了5~10倍,重復(fù)性提高了54%,為0.15%,從其綜合性能來看,平衡流量計屬于高檔流量計行列。
5:1量程比時,線性度可達±0.3%;
7:1量程比時,線性度可達±0.5%;
10:1量程比時,線性度可達±1.0%
2、直管段要求低:
平衡流量傳感器由于流場穩(wěn)定,且壓力恢復(fù)比孔板快兩倍,大大所短了對直管段的要求其前后直管段一般為前3D后1D,zui小可以小于0.5D,從而省去大量直管段,尤其是特殊昂貴的材料的管道。
3、減少*壓力損失:
多孔對稱的平衡設(shè)計,減少了紊流剪切力和渦流的形成,降低了動能的損失,在同樣的測量工況下,與孔板相比減少了2.5倍的*壓力損失,從而節(jié)省了相當大的運行能量成本,是一種節(jié)能型儀表,值得大量推廣。
4、耐臟污不易堵:
多孔對稱的平衡設(shè)計,減少了紊流剪切力和渦流的形成,從而大大降低了滯留死區(qū)的形成,保證臟污介質(zhì)順利通過多個孔,減小了流體孔被堵塞的機會。
5、可直接替換孔板:
其與孔板具有相同的使用方法和外形,因此可以直接進行替換,不需要任何配管的變化和相關(guān)儀表的更改,很適合全廠能源計量改造中將孔板改為平衡流量計。
6、流量測量范圍寬:
根據(jù)試驗結(jié)果,我們了解到: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(shù)可低于200,zui大雷諾數(shù)大于107;β值可選0.25~0.90。
7、*穩(wěn)定性好:
由于其紊流剪切力的明顯減小,大幅度降低了介質(zhì)與節(jié)流件直接的摩擦,其β值*保持不變,整個儀表無可動部件,因此可以*保持穩(wěn)定性。
8、可測高溫高壓介質(zhì):
與孔板等節(jié)流裝置一樣,工作溫度壓力取決于管道和法蘭的材質(zhì)和等級,工作溫度可達850℃,工作壓力可達42MPa。
9、可測復(fù)雜工況介質(zhì):
由于其特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計,使其具有特殊的性能,它可以進行氣液兩相 ,各種混合氣體(如瓦斯、沼氣、煤氣等等)、各種低溫氣體(如LNG、液氮、液氧、液氬、液氫、液氯、液化乙烯、液化石油氣等等)、氣液兩相介質(zhì)(如濕氣)、漿料、多相水流、震動水流、電磁干擾介質(zhì)和雙向流(因為平衡流量計左右*對稱)。
一體化平衡流量計技術(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(shù)據(jù)可以做到更寬;
6、重復(fù)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(shè)計和計算;
12、可以測量雙向流。
一體化平衡流量計系列安裝示意圖如下:
平衡閥與三閥組的安裝要求:
平衡閥或三閥組的作用
1、調(diào)整差壓變送器的零點;
2、防止差壓變送器的正負、壓室過壓請按下圖所示方法與引壓管路連接。
壓變送器的安裝要求:
1、將平衡流量計正壓則引壓管導(dǎo)入三閥組接至差壓變送器的正壓室,將平衡流量計負壓側(cè)引壓管導(dǎo)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(yīng)注意考慮下面情況:
A、 防止變送器與腐蝕性或過熱的被測介質(zhì)直接接觸;
B 、防止渣滓在引壓管內(nèi)沉積,堵塞;
C 、正負壓兩側(cè)引壓管的長度應(yīng)盡量相同;
D 、正負壓兩側(cè)引壓管內(nèi)的液柱壓頭應(yīng)保持平衡;
E 、引壓管安裝在溫度梯度和溫度波動zui小的地方。
3、測量液體流量時,差壓變送器應(yīng)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,差壓變送器應(yīng)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,差壓變送器應(yīng)安裝在被測管道的下面,以便冷凝水能充滿在引壓管中。應(yīng)特別注意,測量蒸汽或其它高溫介質(zhì)時,要防止差壓變送器接觸介質(zhì)的溫度超過變送器使用的極限溫度。
溫度、壓力變送器的安裝要求:
1、測量過熱蒸汽介質(zhì)時,必須要加溫度一體化變送器和壓力變送器,進行動態(tài)補償。測量飽和蒸汽介質(zhì)時,必須要加壓力變送器,進行動態(tài)補償。
2、 測量天然氣、煤氣介質(zhì)時,必須要加壓力變送器進行動態(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,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,必須再平衡流量計前5D 只管段或或后2D 直管段以外溫度探頭頂端應(yīng)插入超過管徑二分之一,以保證測量精度。
5、 差壓變送器的壓力取壓點,必須在平衡流量計前5D 直管觀段或后2D 直管段以外,其間安裝開關(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(guī)的安裝規(guī)范就可以滿足本系統(tǒng)的要求,其具體的安裝要求可分別參見各自的安裝說明書。
調(diào)試及運行:
按安裝原則和程序安裝完成后,在系統(tǒng)調(diào)試之前要檢查所有設(shè)備、管道、閥門、接頭、導(dǎo)線、接線端子、信號插頭等是否齊全、正確、牢靠,管道和設(shè)備有無堵塞、泄露現(xiàn)象,導(dǎo)線和信號接插點有無接錯、短路、斷線、接觸不良等問題,經(jīng)檢查確認無誤后方可進行系統(tǒng)調(diào)試,其調(diào)試步驟如下:
1、引壓管排污:
a、將平衡流量計兩側(cè)取壓閥打開(注意:必須講閥全部打開);
b、將三閥組兩側(cè)的正負壓閥關(guān)閉、中間的平衡閥打開;
c、將引壓管兩側(cè)正負壓派無閥打開,進行排污。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,直到整個管道內(nèi)全部充滿冷凝水為止(大概需要4個小時)。
b、當引壓管中已有足夠的冷凝水時,可將三閥組兩側(cè)的正負壓閥打開(此時中間的平衡閥仍處于開啟狀態(tài)),讓冷凝水分別進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間,因此開始差壓變送器的顯示值不會準確,等冷凝水*充滿整個測量系統(tǒng)(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趨于正常(大概需要2個小時)。
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(diào)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(cè)的正負壓閥關(guān)閉(此時中間的平衡閥仍處于開啟狀態(tài))。
注:差壓變送器調(diào)零注意事項:
a、零位調(diào)整螺釘和量程調(diào)整螺釘切勿搞混、搞錯。安裝現(xiàn)場切勿
進行差壓變送器的量程調(diào)整;
b、變送器調(diào)零時正負壓室及兩側(cè)引壓管溫度必須相同,如果兩側(cè)
有溫差則調(diào)整的零點會隨時間產(chǎn)生漂移;
c、若在現(xiàn)場用變送器進行正、負遷移補償,則應(yīng)在偷運狀態(tài)下做零位調(diào)整。若遷移量過大,則不能再差壓變送器上進行遷移補償。
一體化平衡流量計傳感器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(jù)訂購產(chǎn)品而定;
b、在安裝之前,將上游管道吹洗干凈,防止焊渣管銹等進入儀表;
c、分體式引壓管尺寸可選用¢14X4.5-¢18X4.5的無縫鋼管(高壓時要用厚壁管)。
應(yīng)用范圍:
一體化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)的一場技術(shù)革命,目前平衡流量計已經(jīng)廣泛應(yīng)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。
管道式外形尺寸及參考重量如下:
管徑 DN(mm) | 長度 L(mm) | 取壓口內(nèi)螺紋 (RC) | 參考重量 ( Kg) |
10 | 228 | 1/4 |
|
20 | 228 | 1/4 |
|
25 | 228 | 1/4 |
|
32 | 228 | 1/4 |
|
40 | 228 | 1/4 |
|
50 | 228 | 1/4 |
|
65 | 292 | 1/2 |
|
80 | 292 | 1/2 |
|
100 | 292 | 1/2 |
|
125 | 312 | 1/2 |
|
150 | 312 | 1/2 |
|
200 | 312 | 1/2 |
|
250 | 355 | 1/2 |
|
300 | 395 | 1/2 |
|
350 | 395 | 1/2 |
|
400 | 430 | 1/2 |
|
450 | 460 | 1/2 |
|
500 | 500 | 1/2 |
|
600 | 560 | 1/2 |
|
對夾式外形尺寸及參考重量如下:
管徑 DN(mm) | 長度 L(mm) | 取壓口內(nèi)螺紋 (RC) | 參考重量 ( Kg) |
10 |
102 | 1/4 |
≤10 |
20 | 1/4 | ||
25 | 1/4 | ||
32 | 1/4 | ||
40 | 1/4 | ||
50 | 1/4 | ||
65 | 1/4 | ||
80 | 1/2 | 15 | |
100 |
122 | 1/2 | 16 |
125 | 1/2 | 21 | |
150 | 1/2 | 29 | |
200 | 1/2 | 33 | |
250 | 1/2 | 45 | |
300 | 1/2 | 57 | |
350 | 1/2 | 69 | |
400 | 1/2 | 87 | |
450 | 1/2 | 96 | |
500 | 1/2 | 111 | |
600 | 1/2 | 159 | |
700 | 218 | 1/2 | 200 |
800 | 228 | 1/2 | 220 |
900 | 238 | 1/2 | 260 |
1000 | 258 | 1/2 | 340 |
1200 | 248 | 1/2 | 380 |
1400 | 258 | 1/2 | 520 |
1600 | 278 | 1/2 | 740 |
1800 | 298 | 1/2 | 910 |
2000 | 318 | 1/2 | 1130 |
直焊式外形尺寸及參考重量如下:
管徑 DN(mm) | 長度 L(mm) | 取壓口內(nèi)螺紋 (RC) | 參考重量 ( Kg) |
10 |
102 | 1/4 |
≤10 |
20 | 1/4 | ||
25 | 1/4 | ||
32 | 1/4 | ||
40 | 1/4 | ||
50 | 1/4 | ||
65 | 1/4 | ||
80 | 1/2 | 15 | |
100 |
122 | 1/2 | 16 |
125 | 1/2 | 21 | |
150 | 1/2 | 29 | |
200 | 1/2 | 33 | |
250 | 1/2 | 45 | |
300 | 1/2 | 57 | |
350 | 1/2 | 69 | |
400 | 1/2 | 87 | |
450 | 1/2 | 96 | |
500 | 1/2 | 111 | |
600 | 1/2 | 159 |
一體化平衡流量計安裝直管道要求:(數(shù)值以管徑D倍數(shù)表示)
平衡流量計上游側(cè)入口 | β | 0.20 | 0.40 | 0.65 |
單個 90° 彎頭或 T型三通 | 2 | 2 | 2 | |
兩個或兩個以上 90° 彎曲在同一面上 | 2 | 2 | 2 | |
兩個或兩個以上 90° 彎曲在不同面上 | 2 | 2 | 2 | |
漩渦流體偏離達 10° | 2 | 2 | 2 | |
減壓閥(管線尺寸的 1 倍) | 2 | 2 | 2 | |
蝶閥(75% 開) | 2 | 2 | 2 | |
流量計下游側(cè)入口 | 2 | 2 | 2 |