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弯管流量计在工业上应用的优势


发布日期:[2009-05-14] 共阅[1378]次

一、弯管流量计的原理弯管流量计是一种差压式的流量计,是利用流体流经弯管传感器产生离心力的原理来测量流体流量的。当流体流经弯管时,由于弯管的约束,迫使流体在弯管内作类似的圆周运动,根据流体强制旋流理论,流体作圆周运动遵循的规律与固体在空间状态下作圆周运动相似。弯管内的流体由于作圆周运动而产生离心力,该离心力的大小与流体流速、流体的质量(密度)以及作圆周运动的曲率半径等因素有关。离心力的作用使流体对弯管内、外侧产生压力差,测出此差压值就可计算出管道内流体的流速,进而计算出流体的流量值,这就是弯管流量计的基本测量原理。

  二、弯管流量计的基本特点及与其它流量计性能比较

  1、结构简单,性能价格比优越弯管传感器是用标准几何90度弯管加工制作而成的,法兰式取压的孔板流量计是市场上价格zui便宜的流量计,弯管流量计的价格完全可以和它相比。

  2、免维护的流量传感器真正意义上的免维护流量测量装置是没有的,我们这里所谓的免维护流量测量装置应该具备如下的基本品质:工作中不会磨损或者对磨损不敏感;在高速流体冲击下不会变形、扭曲、震动;长期高低温工作条件下敏感元件不会老化、变质而降低稳定性和灵敏度;对于环境中可能出现的震动、粉尘、潮湿、电磁场干扰不敏感;经过长周期运行它的稳定性、灵敏度、准确性不会发生明显变化;能在zui大程度上防止传感器被粘污、结疤、堵塞等等。符合免维护传感器的标准,保证了流量计长期高精度测量的工作状态。而孔板流量计的节流口对微量磨损就十分敏感。规程规定,计量用孔板流量计的孔板每年必须进行一次或一次以上的强制性磨损检查,这是保证孔板流量计准确计量的必要条件。对于那些大管径的孔板和蒸汽孔板,其拆装难度之大,维修费用之高,给使用者带来了额外的负担。弯管传感器因耐磨损、免维护、长周期高精度运行的特点,可满足直接焊接安装的技术条件,焊接法安装解决了流量测量装置现场跑、冒、滴、漏等令人头痛的问题。

  3、无任何附加节流件或插入件,无附加压力损失,节约能源这一特点给弯管流量计的工业化应用带来了巨大的便利和经济效益。对孔扳流量计来说,流体在孔板上的压力损失是不可恢复的,其损失可达孔板在该流量下产生的差压值的60%~80%,为了提高其测量精度,设计人员在选定孔板流量计的工作差压值时一般都取高值,使该压力损失成为不可忽视的数值。弯管流量计则不存在管道附加阻力损失的问题,孔板的节流损耗可简单地看作是弯管流量计的节能效果,这对于那些大系统、大管径、大流量、低压力的测量对象好处更加明显。下面举一个简单的例子予以说明。为维持一台安装在每小时数千吨流量供热管道的孔板流量计正常运行,一个采暖季节约需多耗电数万度,折合人民币数万元。这里仅考虑孔板流量计压力损失为几千帕,实际运行时远远超过这个值。即便是这几千帕的压力损失,它所造成的附加运行费用也是不可忽视的。表1给出的数据为目前热力管网用主管道流量范围在不同的压力损失时,孔板流量计引起的循环泵额外耗电量、电耗费用、折合标准煤量、购煤费用的单台孔板流量计在一个取暖季节运行费用的数据,其中运行天数按120天、电价按0.35元/度、标准煤价按200元/t计算,一个流量为4000m3/h的中型热网,当孔板压力损失为30千帕时,仅一台孔板流量计就多耗9.6万度电,运行费用为3.12万元,对于流量为10000m3/h的大型热网,额外耗电量达24万度,运行费用7.8万元。而弯管流量计是没有附加阻力损失的,如果用弯管流量计替代孔板流量计进行计量,就可大大地减少运行费用,获得可观的经济效益.

  4、可测量容易脏污、易堵塞传感器的流体循环水水质较差,对流量测量装置的污染影响较大。孔板流量计的节流件或涡街流量计的插入件极易被循环水玷污或堵塞,尤其是孔板节流口的直角部分,即使是轻微的玷污也会对测量精度造成极大的影响。弯管传感器对于类似循环水这样的介质(如高炉煤气等)其适应性是不用怀疑的,即使是长期的运行也能保证弯管流量计的正常工作,保证其足够的测量精度。我们的措施是:

  (1)在允许的范围内尽可能加大取压孔的孔径;

  (2)取压孔连接的根部阀选择三通旋塞阀,方便对取压孔进行必要的疏通;

  (3)定期用低压蒸汽对取压阀以及取压孔进行吹扫、清洗,对易结疤的介质可以在一定程度上改善弯管传感器的工作状态。

  5、适应性强,量程范围宽、直管段要求不严格只要是能用孔板、涡街,均速管等流量计进行测量的流体都可用弯管流量计来进行流量测量,且在耐高温、耐高压、耐冲击、耐震动、耐潮湿、耐粉尘等方面,弯管流量计远远优于这些常用的流量计。高温、高压、冲击、震动使涡街流量计适用范围十分有限,这与它的测量原理有关。震动、冲击对弯管传感器的正常工作几乎没有影响,而高温、高压对于弯管传感器来说只要采用与工艺管道相同材质的标准弯头,就可以得到解决。量程范围宽一方面是指弯管流量计对于其测量介质的流速适用范围宽,蒸汽或其它气体介质,流速范围为0~7~70m/s;液体介质流速范围为0~0.3~5m/s。以上所说的流速范围也没有严格的限制,如果被测介质没有上限流速的限制,则流速范围还可更大;有足够精度的微差压变送器相配合,则流体流速的低限可取得很小。高质量微差压变送器的应用使弯管流量计能够适应低流速、小信号测量的要求。总之,弯管流量计的量程范围完全可以满足不同对象的流量测量的要求。量程范围宽的另一方面是指弯管传感器的几何尺寸没有限制,管径可从十几毫米到一米甚至两米以上。直管段要求不严格也是弯管流量计在现场使用中十分重要的特点之一,许多流量测量装置都因为现场直管段不能满足要求而不能进行测量或不能保证其测量精度。弯管流量计在实际应用时只需保证前5D、后2D,远远低于其它流量测量装置的要求。

  6、测量精度高、重现性好实验证明,弯管流量计的测量准确度可达到1.0%。重现性精度高达0.2%。

  7、测量数据可直接接入DCS系统测量数据可直接输入DCS系统。专用主机配有RSR-232、485通讯接口。

 

 
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