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彎管流量計
關鍵字：彎管流量計,流量計 |
HJ-WL彎管流量計是根據(jù)流體力學和動力學理論設計制造的新一代全新概念的差壓式流量測量系統(tǒng)。HJ-WL彎管流量計廣泛應用于冶金、化工、熱電、紡織、制藥、石油、天然氣、造紙、煙草、食品加工、熱力等行業(yè)的液體、氣體、蒸汽的測量。可直接聯(lián)入DCS系統(tǒng)，適用于各種工業(yè)現(xiàn)場,可作為長期監(jiān)測流量的測量裝置。彎管流量計主要由彎管傳感器、專用儀表或DCS系統(tǒng)、差壓變送器及一些管道閥門組件組成，當流量測量需溫度壓力補償時，還應配備壓力變送器、溫度變送器、溫度傳感器。
一、彎管流量計產(chǎn)品特點
1、彎管流量計測量準確度高、重復性好：彎管流量計系統(tǒng)測量精度高達1％或1.5％，重復性準確度則高達0.2%。
2、無附加壓力損失：彎管傳感器沒有任何插入件或節(jié)流件，因此在測量流量過程中不會對被測流體造成附加壓力損失，可節(jié)省流體輸送的動力消耗，節(jié)約能源。
3、適應性強：彎管傳感器可在高溫、高壓、粉塵、振動、潮濕及其它惡劣環(huán)境中正常使用。
4、量程范圍寬：流速測量范圍：液體介質為0.2～12米/秒,蒸汽或氣體介質為5～160米/秒的。管徑范圍：φ10～φ2000mm。
5、彎管流量計直管段要求不嚴格：直管段前五（5D）后二（2D）即可充分滿足使用要求。
6、使用壽命長：彎管傳感器耐溫、耐壓、耐腐蝕、耐磨損、耐振動性能好，并對微量磨損不敏感。傳感器經(jīng)特殊加工處理后壽命至少與管道壽命相同。
7、安裝方便、耐磨損、免維護：由于彎管傳感器對磨損不敏感，所以可以直接焊接安裝在管道上，一次焊接完成后再也不存在泄漏等令人頭痛的問題，不需維護。
二、彎管流量計主機特點：
1、多回路、多參數(shù)顯示
2、觸摸式按鍵,外形和結構設計新穎，操作方便
3、掉電保護功能，保護掉電后重要數(shù)據(jù)不丟失
4、完備的實時運算補償和數(shù)字濾波功能，提高了系統(tǒng)測量精度和穩(wěn)定性。
5、智能邏輯判斷和自診斷功能
6、RS－232（或485）串行接口輸出，可直接與其他儀表或計算機系統(tǒng)通訊聯(lián)網(wǎng)，滿足用戶和外部設備之間的實時通訊，或者外部控制、打印功能。
7、標準（4－20mA）模擬量輸出（可以根據(jù)用戶需要選擇）
8、熱量累計功能，可用于測量水蒸氣、供暖熱水的累計熱量
9、時鐘功能，不受主機電源影響，能為用戶提供準確的時間
10、體積小、低功耗、運行穩(wěn)定、測量精度高
三、彎管流量計原理及組成：
其中：
α(R．D)：流量系數(shù)
△P：45°截面內、外側壓差
D：彎管內徑
R：彎管彎曲半徑
ρ：流體密度
流體流經(jīng)彎管時，由于彎曲管壁的導流作用，其內側流速增大，外側流速逐漸減小，形成了各個過流斷面的梯形速度分布規(guī)律，且在彎管45°截面處達到。如圖所示。根據(jù)質量守恒定律、能量守恒定律和動量守恒定律，由于各質點流速的變化，就形成了彎管的內外側壓差△P。這個壓力差在45°截面時達到穩(wěn)定。流體平均速度與壓差△P符合平方比例關系，流量愈大，差壓愈大。因此當彎管傳感器的幾何結構尺寸確定之后，只要測取彎管45°截面的內、外側壓差△P和流體的密度ρ就可以確定流體的平均流速。
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。
四、彎管流量計技術參數(shù)：
1.測量范圍：
管徑：Φ25～Φ2000mm
溫度：0～500℃
流速：0.2～12.0米/秒（液體介質）；7～120米/秒（蒸汽或其他氣體）
壓力：0～5.5MPa
2.精度：
溫度測量誤差：0.2%；
壓力測量誤差：0.2%；
瞬時熱量測量誤差：小于2.0％F.S；
瞬時流量測量誤差：小于1.5％F.S；
3.主機功耗：工作電源為220V時小于25W；
4.主機工作環(huán)境要求：
溫度：－10～45℃；濕度：小于85％；
5.顯示方式：
液晶顯示，可顯示實時時鐘（T）、累計時間（∑T）、累計流量（Kt）、累計熱量（GJ）；右側由上到下分別為溫度（℃）、壓力（MPa）、瞬間流量（t/h）、瞬時熱量（GJ/h）。還可根據(jù)具體要求進行相應的顯示。
6.輸出模式(訂貨時選擇，沒有說明時儀表不具備輸出功能)：
A）RS－232或RS-485串行接口輸出；
B）4～20mA標準信號輸出。
7.報警功能（訂貨時選擇，沒有說明時儀表不具備報警功能）：主機可對流量、溫度、壓力、差壓四種被測參數(shù)進行高、低限位報警，并有一對輸出接點可供用戶外接聲、光報警用。
8.外形尺寸：160×80×200(mm)；
9.儀表主機重量：2kg
正常工作狀態(tài)時顯示功能及操作
Enter鍵為參數(shù)設置檢查鍵；
>>鍵為自動循環(huán)顯示鍵；
鍵為定點顯示鍵；
1.多參數(shù)循環(huán)顯示：
按一下循環(huán)鍵“>>”，主機就會進入循環(huán)顯示模式，其循環(huán)顯示的次序是：介質溫度→介質壓力→瞬時流量→瞬時熱量→實時時間→運行累計時間→積累流量→積累熱量→介質溫度。循環(huán)顯示時每個參數(shù)的顯示時間為五秒鐘。對于空氣、煤氣等則根據(jù)需要沒有熱量顯示。
2.定點顯示：
當主機處于循環(huán)顯示狀態(tài)時，為了更好地觀察某個參數(shù)，可以在顯示屏顯示這個參數(shù)時，按一下定點顯示鍵“>”，則主機變循環(huán)顯示為定點顯示，如果不在進行其它操作，主機將一直保持定點顯示模式，這一設計將有利于該表作為過程流量計使用時長期檢測瞬時流量的操作需要。在定點顯示模式下要想重新恢復循環(huán)顯示模式，只要再按一下循環(huán)鍵“>>”即可。
3.檢查設置參數(shù)值：
所謂檢查設置參數(shù)值就是在顯示屏上循環(huán)顯示各參數(shù)的預設值，一個循環(huán)結束后主機自動返回到顯示測量值的正常運行狀態(tài)。
具體操作解釋如下：按一下參數(shù)設置檢查鍵enter，主機即進入密碼參數(shù)輸入狀態(tài)，按enter鍵略過密碼，進入?yún)?shù)查看狀態(tài)。這時顯示屏前兩位將顯示參數(shù)的標志符，后五位則是該參數(shù)的設置值，其循序顯示的次序見表一。然后，繼續(xù)按enter鍵顯示下一個參數(shù)。當所有參數(shù)的設置值按次序全部顯示一遍后，主機返回到顯示測量值的正常運行狀態(tài)。
彎管流量計的基本組成除彎管傳感器和主機之外，還需要配置差壓變送器（必須配置）、壓力變送器和溫度變送器（可以根據(jù)被測對象的要求選配）以及其他配件。（參見附圖）
差壓變送器是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測量系統(tǒng)不可缺少的配件
系統(tǒng)是否配置壓力和溫度變送器，這要依具體的測量對象來決定。對于測量蒸汽或者其他氣體介質的系統(tǒng)，在測量彎管傳感器差壓的時候，必須同時測量介質的溫度、壓力，以便能對蒸汽或者氣體進行必要的實時溫、壓密度補償，以保證系統(tǒng)的測量精度。因此，原則上必須配置溫度和壓力變送器；在測量液體介質的時候，只要介質的溫度，壓力不是太高或者太低，波動范圍不大，液體的密度變化不是很大，系統(tǒng)可以不配置溫度變送器和壓力變送器及相應裝置。
系統(tǒng)的其他構成組件
差壓變送器配套使用的三閥組
測量蒸汽或者其他高溫可凝性氣體時增加的盤式冷凝器
彎管傳感器上配套的針閥和旋塞閥
溫度變送器配套的安裝臺、保護套管的溫度傳感器（Pt100）
壓力測量口的截止閥和差壓變送器的排污閥
其他安裝材料：導壓管（φ14×2的無縫鋼管）和信號線（0.5左右的雙芯屏蔽線）等（用戶自備）
系統(tǒng)的安裝對于壓力、差壓、溫度變送器、溫度傳感器的安裝，原則上只要是符合常規(guī)的安裝規(guī)范就可以滿足本系統(tǒng)的要求。具體的安裝要求可以參看壓力、差壓、溫度變送器及溫度傳感器的安裝說明書，在這不作詳細的介紹。
五、彎管流量計安裝要求：
彎管傳感器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(tài)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(tài)可供選擇：
水平轉水平；
正壓測在上垂直安裝；
正壓測在下垂直安裝；
任意空間狀態(tài)。
以上四種狀態(tài)在彎管傳感器安裝時原則上都可以使用，但對于有些被測介質，選擇適當?shù)陌惭b狀態(tài)，既可以大大簡化安裝、調試工作，又對提高系統(tǒng)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(tài)是十分重要的。具體表現(xiàn)為以下幾個原則和方法：
對于測量一般液體介質的彎管傳感器，它可以以任意狀態(tài)的形式進行安裝，這是因為管內液體與導壓管內的液體幾乎處于同樣的工況條件下，無論彎管傳感器兩個引壓口處于什么樣的相對位置上（指上下關系），都不需要對差壓變送器進行遷移和補償，因此彎管傳感器的安裝方位與系統(tǒng)的測量精度無關。
對于測量熱水或冷水（指管道內的液體溫度與環(huán)境溫度相差較大）的系統(tǒng)，如果這時彎管傳感器不是采用水平轉水平的安裝狀態(tài)，那么彎管傳感器的兩個引壓口之間必然會有一高度差H值存在，由于主管道內液體與導壓管內液體處于不同的溫度條件下，其密度有一定的差別，為了提高系統(tǒng)的測量精度，必須對這一高差和溫差所共同造成的差壓變送器的偏差值進行遷移補償。其遷移量可用下式計算：
ΔP=H（ρ1-ρ2）＊g
其中：
ΔP－差壓變送器的遷移量；
H－兩個取壓口的高度差；
ρ1－導壓管內液體密度；
ρ2－管道內液體密度；
g－重力加速度
具體采用正向遷移還是負向遷移要看管道安裝的方位和管道內是熱水還是冷水來決定。彎管流量計中采用計算機自動遷移補償技術，根據(jù)固定高差H值和實測溫度值實時計算導壓管和主管道中流體密度差值，直接從差壓變送器測量差壓值中消除該差壓誤差。
測量蒸汽或其他可凝性氣體的彎管傳感器的安裝，這里主要考慮的安裝要點是這些介質在常溫下會冷凝為液體，致使導壓管內終會積滿液體。因此當彎管傳感器不是采用水平轉水平的安裝狀態(tài)時，就必須對由兩個引壓口的高差所造成的引壓管內液柱的高差進行遷移補償。這一遷移補償?shù)木仁潜ＷC該測量系統(tǒng)精度的重要的條件之一。由于工藝管道內介質的密度很小（因為它們是汽、氣體狀態(tài)），而導壓管內的介質密度很大（它們是液體狀態(tài)），這兩種介質的密度相差極大，因此差壓變送器的遷移量相對來說是比較大的，而彎管傳感器又是一種低差壓傳感器，在正常工作范圍內它所能產(chǎn)生的差壓值比較小，于是如何保證差壓變送器的遷移精度就十分重要。
為了盡可能避免由于遷移不當而造成測量附加誤差的發(fā)生，在測量這些介質時建議采取了如下的技術措施。在彎管傳感器的引壓口處一律加裝盤式冷凝器，以確保導壓管內冷凝液液面的穩(wěn)定；
只要現(xiàn)場條件許可，彎管傳、感器采用水平轉水平的安裝方式，使彎管傳感器的兩個引壓口處于同一水平面上，從根本上消除需對差壓變送器進行補償遷移的麻煩；
由于彎管傳感器兩個引壓口處于彎管的兩側，因此要想準確保證兩個盤式冷凝器及取壓口在同一水平面上是不容易的，我們在這里提供一個簡易測量方法供用戶安裝時參考（如圖5所示）。取一根足夠長的透明塑料管灌滿水，將塑料管兩端分放在彎管兩側兩個測壓口處，利用塑料管兩端可見的管內水平液面仔細調整盤式冷凝器的高度，就可以方便地使兩個盤式冷凝器處于同一水平面上。
無論采用哪一種安裝方法，有一點是需要共同遵守的，那就是在系統(tǒng)正式運行之前，必須將導壓管和變送器中的空氣排凈，這樣才能保證系統(tǒng)的正確運行，因此，對有些測量液體的系統(tǒng)在導壓管的高點需要加裝集氣罐，用以捕集運行中可能進入導壓管的微量氣體。鑒于同樣的原因，在設備安裝時，對于水平走向的導壓管必須保證其有10：1左右的傾斜度，傾斜的方向以有利于氣體返回主體管道或有利于進入集氣罐為原則。
彎管傳感器前后直管段的要求
彎管傳感器前面直管段的要求為5D，后面直管段的要求為2D。若傳感器的前方為弱干擾源，其直管段還可相應減小。
主機的安裝
主機可安裝在各種儀表盤或儀表箱的面板上，要注意儀表的良好接地。同時，主機的安裝也應盡可能遠離強電、磁場干擾的環(huán)境，特別是主機正面方向不應有強電、磁場干擾源存在。
系統(tǒng)的調試與投運•按系統(tǒng)配置的要求，檢查所有設備、管道、閥門、接頭、導線、接線端子、插頭等是否安裝齊全、正確、牢靠，且管道和設備沒有堵塞和泄漏現(xiàn)象，導線沒有錯接、短路和斷線。必須確認無誤后方能進行系統(tǒng)調試工作。
給主機送電，在主機得電的同時主機也給各變送器供電，此時主機應該顯示各變送器的相應值，由于運輸?shù)仍?，可在此時對變送器進行初步調零操作。
溫度和壓力變送器投運十分簡單，基本上接通導線和打開測壓閥門就可以正常運行了。但對壓力變送器有一點需要注意，當彎管流量計是測量蒸汽或其它可凝性氣體時，如果壓力變送器安裝位置離取壓口的垂直距離較大時，（一般變送器處于取壓點的下方）導壓管內的液柱會造成壓力變送器示值偏高，因此必須對壓力變送器的零位進行適當?shù)男拚?，以保證壓力測量值的準確性。
差壓變送器的投運可按以下步驟進行（以測量蒸汽介質為例）：
將三閥組件正負壓閥關死，平衡閥打開，這時可進行差壓變送器的零位調整；
打開彎管傳感器上盤式冷凝器后的一次閥，再打開兩側兩個排污閥，用蒸汽徹底吹掃導壓管，其目的一是清潔導壓管，二是將導壓管內的空氣徹底排凈，直到認為滿意為止。（注意：此時三閥組件正、負閥必須關死）
這時關死排污閥，讓蒸汽在導壓管中自然冷凝，直到整個管道和盤式冷凝器內全部充滿冷凝水為止。當導壓管中已有足夠的冷凝水時，可將三閥組件的正負壓閥打開，平衡閥關死，讓冷凝水分別進入差壓變送器正負壓室中。為保證差壓變送器正負壓室中的殘余空氣能全部排除干凈，可適當打開正負壓室的排氣閥排氣，但決不能讓蒸汽進入差壓變送器的正、負壓室。
由于冷凝水的積累需要一定的時間，因此開始差壓變送器的示值不會準確，等冷凝水完全充滿整個測量系統(tǒng)（包括導壓管、差壓變送器的正負壓室和盤式冷凝器）后，差壓變送器的指示即會趨于正常。
所有變送器都投運正常后，即可進行主機的正式投運操作。其步驟如下：
先檢查、設定或修改各有關參數(shù)值。（如：彎管傳感器管徑、差壓、溫度、壓力等等），并確認與現(xiàn)場實際情況相符無誤；
使主機進入正常運行狀態(tài)，這時主機開始進行正常計算；
到此為止，系統(tǒng)進入正常運行狀態(tài)。 |
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