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彎管流量計(jì)的實(shí)用分析 彎管流量計(jì)技術(shù)指標(biāo)

時(shí)間:2020-07-29    來(lái)源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     
摘 要: 介紹彎管流量計(jì)的工作原理。采用彎管流量計(jì)對(duì)前進(jìn)熱電廠3臺(tái)65t/h鍋爐、3臺(tái)1.2萬(wàn)kW機(jī)組進(jìn)行改造,較好地解決了能源的計(jì)量問(wèn)題。
關(guān)鍵字: 彎管流量計(jì);差壓;特點(diǎn);節(jié)能

引言

隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,企業(yè)對(duì)能源的要求越來(lái)越重視。工藝過(guò)程控制、生產(chǎn)成本核算、能源計(jì)量考核等能源調(diào)控方面的問(wèn)題對(duì)流量測(cè)量越來(lái)越依賴(lài),因此準(zhǔn)確測(cè)量蒸汽、天然氣、水等介質(zhì)的流量在工業(yè)能源節(jié)能方面越來(lái)越重要。彎管流量計(jì)的研究、設(shè)計(jì)已有80余年的歷史,但因各種技術(shù)的限制其工業(yè)應(yīng)用存在很大困難。隨著彎管加工技術(shù)和測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步,在最近幾年得到廣泛關(guān)注和有效推廣。對(duì)傳統(tǒng)流量計(jì)與彎管流量計(jì)的應(yīng)用性能進(jìn)行比較,經(jīng)過(guò)比對(duì)、測(cè)算分析,彎管流量具有壓損小、易維護(hù)、測(cè)量精度高、重復(fù)性好等特點(diǎn),能夠較好地解決能源的計(jì)量問(wèn)題。

1 彎管流量計(jì)的工作原理

彎管流量計(jì)與傳統(tǒng)的孔板流量計(jì)一樣,同屬于差壓式流量計(jì)的范疇,只是彎管流量計(jì)產(chǎn)生差壓的方式與孔板流量計(jì)不同??装迨抢昧黧w的縮放原理產(chǎn)生差壓的,而彎管傳感器是利用流體的慣性原理產(chǎn)生差壓的。當(dāng)流體通過(guò)彎管時(shí),由于受彎管的約束流體被迫作類(lèi)似的圓周運(yùn)動(dòng),流體在作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力作用于彎管的內(nèi)外兩側(cè),使彎管傳感器內(nèi)外兩側(cè)之間產(chǎn)生一個(gè)壓力差。該壓力差的大小與流體的密度、平均流速、管道的曲率半徑、管道內(nèi)徑有關(guān),其表達(dá)式為:

式中,υ為流體值彎管中的平均流速;R為彎管中心曲率半徑;D為彎管的內(nèi)徑;R/D為彎管中心曲率半徑;ΔP為流體通過(guò)彎管傳感器時(shí)產(chǎn)生的差壓值;ρ為介質(zhì)的密度。

管道內(nèi)流體的流量:

式中,S為管道的內(nèi)截面積;α為流量系數(shù)。

從以上可知,只要準(zhǔn)確測(cè)量出壓力差,在進(jìn)行運(yùn)算的同時(shí)再考慮到溫度、壓力對(duì)于介質(zhì)密度的影響進(jìn)行必要的溫度補(bǔ)償,就能準(zhǔn)確地測(cè)量介質(zhì)的流量。

2 彎管流量計(jì)與其他流量計(jì)性能比較

(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,性?xún)r(jià)比高。

彎管傳感器實(shí)際上是一個(gè)90°標(biāo)準(zhǔn)彎頭,沒(méi)有比它結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單的流量傳感器了。隨著機(jī)械加工工業(yè)的發(fā)展和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化及規(guī)范化管理的不斷完善,用作彎管傳感器的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制彎頭質(zhì)量越來(lái)越好,價(jià)格也越來(lái)越低。

(2)可測(cè)量容易臟污、易堵塞的介質(zhì)。

煤氣(包括高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、發(fā)生爐煤氣等)、煙氣等屬臟污介質(zhì),容易堵塞、粘連傳感器關(guān)鍵部位,直接影響測(cè)量。傳統(tǒng)孔板流量計(jì)及渦街流量計(jì)基本無(wú)法保證長(zhǎng)期運(yùn)行的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性。循環(huán)水水質(zhì)較差,對(duì)流量測(cè)量裝置的污染影響較大??装辶髁坑?jì)的節(jié)流件或渦街流量計(jì)的插入件極易被循環(huán)水玷污或堵塞,尤其是孔板節(jié)流口的直角部分,即使是輕微的玷污也會(huì)對(duì)測(cè)量精度造成極大的影響。彎管傳感器對(duì)于類(lèi)似煤氣、循環(huán)水這樣的介質(zhì)其適應(yīng)性良好,即使是長(zhǎng)期的運(yùn)行也能保證彎管流量計(jì)的正常工作,保證其足夠的測(cè)量精度。

(3)適應(yīng)性強(qiáng),量程范圍寬,直管段要求不高。

只要是可以用孔板、渦街、均速管流量計(jì)來(lái)測(cè)量的管道內(nèi)流體流量都可以用彎管流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量,而且在耐高溫、耐高壓、耐沖擊、耐振動(dòng)、耐潮濕、耐粉塵等方面,彎管流量計(jì)遠(yuǎn)優(yōu)于其它流量計(jì)。對(duì)于渦街流量計(jì)來(lái)說(shuō)其使用性是十分有限的,這與其測(cè)量原理有關(guān),實(shí)測(cè)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大的附加誤差影響了測(cè)量精度,造成測(cè)量不準(zhǔn)。所有這些問(wèn)題對(duì)彎管流量計(jì)來(lái)說(shuō)幾乎沒(méi)有影響。而高溫、高壓等問(wèn)題對(duì)于彎管傳感器來(lái)說(shuō),只要采用與工藝管道相同材質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)彎頭,就可以得到解決。

彎管流量計(jì)的量程比可達(dá)1:10。量程范圍寬一方面是指彎管流量計(jì)對(duì)于其測(cè)量介質(zhì)的流速適用范圍寬,對(duì)于蒸汽或其它氣體介質(zhì),流速范圍為0~70m/s,可以較好地滿(mǎn)足蒸汽流量測(cè)量的要求;液體介質(zhì)流速范圍為0~5m/s。以上所說(shuō)的流速范圍也沒(méi)有嚴(yán)格的限制,如果被測(cè)介質(zhì)沒(méi)有上限流速的限制,則流速范圍還可更大;有足夠精度的微差壓變送器相配合,則流體流速的低限可取得很小。高質(zhì)量微差壓變送器的應(yīng)用使彎管流量計(jì)能夠適應(yīng)低流速、小信號(hào)測(cè)量的要求??傊?,彎管流量計(jì)的量程范圍完全可以滿(mǎn)足不同對(duì)象的流量測(cè)量的要求。量程范圍寬的另一方面是指彎管傳感器的幾何尺寸沒(méi)有限制,管徑可從十幾毫米到1m甚至2m以上。

直管段要求不高也是彎管流量計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)使用中十分重要的特點(diǎn)之一,許多流量測(cè)量裝置都因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)直管段不能滿(mǎn)足要求而不能進(jìn)行測(cè)量或不能保證其測(cè)量精度。彎管流量計(jì)由于其特殊的測(cè)量原理,使其在實(shí)際應(yīng)用時(shí)對(duì)直管段的要求不高,一般只要求前5D、后2D即可,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他流量測(cè)量裝置的要求。

(4)彎管流量計(jì)精度高,重現(xiàn)性好,測(cè)量精度可達(dá)1%,重現(xiàn)性精度可達(dá)0.02%,一次安裝后,不再需要重復(fù)拆裝,因此,其安裝精度也能得到較佳保證。

(5)無(wú)任何附加節(jié)流件或插入件,無(wú)附加壓力損失,節(jié)約能源。

對(duì)孔扳流量計(jì)來(lái)說(shuō),流體在孔板上的壓力損失是不可恢復(fù)的,其損失可達(dá)孔板在該流量下產(chǎn)生的差壓值的60%~80%。彎管流量計(jì)與其他流量計(jì)相比較為重要的是無(wú)任何附加節(jié)流件或插入件,不存在管道附加阻力損失的問(wèn)題,孔板的節(jié)流損耗可簡(jiǎn)單地看作是彎管流量計(jì)的節(jié)能效果,這對(duì)于那些大系統(tǒng)、大管徑、大流量、低壓力的測(cè)量對(duì)象好處更加明顯。這一特點(diǎn)給彎管流量計(jì)的工業(yè)化應(yīng)用帶來(lái)了巨大的便利和經(jīng)濟(jì)效益。

(6)免維護(hù)。

彎管流量計(jì)傳感器耐磨損,對(duì)微量磨損不敏感,在高速流體沖擊下不會(huì)變形、扭曲、震動(dòng),長(zhǎng)期高低溫工作條件下敏感元件不會(huì)老化、變質(zhì)而降低穩(wěn)定性和靈敏度;對(duì)于環(huán)境中可能出現(xiàn)的震動(dòng)、粉塵、潮濕、電磁場(chǎng)干擾不敏感,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)周期運(yùn)行它的穩(wěn)定性、靈敏度、準(zhǔn)確性不會(huì)發(fā)生明顯變化,能在最大程度上防止傳感器被粘污、結(jié)疤、堵塞等等。而孔板流量計(jì)的節(jié)流口對(duì)微量磨損就十分敏感。一般計(jì)量用孔板流量計(jì)的孔板每年必須進(jìn)行一次或一次以上的強(qiáng)制性磨損檢查,這是保證孔板流量計(jì)準(zhǔn)確計(jì)量的必要條件。對(duì)于那些大管徑的孔板和蒸汽孔板,其拆裝難度大,維修費(fèi)用高,給使用者帶來(lái)了額外的負(fù)擔(dān)。彎管傳感器因耐磨損、免維護(hù)、長(zhǎng)周期高精度運(yùn)行的特點(diǎn),可采用直接焊接法進(jìn)行安裝,使現(xiàn)場(chǎng)跑冒滴漏的問(wèn)題得到徹底的解決。

(7)測(cè)量數(shù)據(jù)可直接輸入DCS系統(tǒng)。專(zhuān)用主機(jī)配有RSR-232/485通信接口。

3 彎管流量計(jì)的應(yīng)用分析

以前進(jìn)熱電廠現(xiàn)有3臺(tái)65t/h鍋爐,3臺(tái)1.2萬(wàn)kW機(jī)組的流量計(jì)改造為依據(jù)進(jìn)行分析。

3.1 改造方案

3臺(tái)65t/h鍋爐改造前的生產(chǎn)工藝如圖1所示。每臺(tái)鍋爐主蒸汽管道原安裝2個(gè)孔板流量計(jì)。由于孔板流量計(jì)采用截流產(chǎn)生壓差的原理計(jì)算蒸汽流量,因此,蒸汽在流過(guò)孔板時(shí)造成壓力損失。經(jīng)測(cè)定,蒸汽流過(guò)孔板流量計(jì)造成壓力損失約0.05MPa,蒸汽由鍋爐進(jìn)入汽輪機(jī)需經(jīng)過(guò)2個(gè)孔板流量計(jì),在孔板流量計(jì)上造成的壓力損失約0.1MPa,加上蒸汽管道及閥門(mén)造成的壓力損失,使鍋爐過(guò)熱器集汽聯(lián)箱出口至汽輪機(jī)進(jìn)汽口之間管道損失達(dá)到0.4MPa。即使鍋爐壓紅線(xiàn)運(yùn)行(3.82MPa),汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力只能達(dá)3.4MPa(設(shè)計(jì)進(jìn)汽壓力為3.47MPa),致使發(fā)電汽耗上升,發(fā)電煤耗上升,一年造成420萬(wàn)kWh電能的損失,折合原煤達(dá)到4200t/a,增加二氧化硫排放量21.5t。

用彎管流量計(jì)代替孔板流量計(jì)。彎管傳感器安裝于原管道的90°轉(zhuǎn)彎處,取代原90°彎頭,可將節(jié)流孔板流量計(jì)裝置產(chǎn)生的壓力損失完全節(jié)省下來(lái)。改造工藝見(jiàn)圖2。據(jù)測(cè)算,這將減少蒸汽管道上的壓力損失0.1MPa,從而在鍋爐工況不變的情況下提高汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力0.1MPa,使汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力提升至3.5MPa。根據(jù)1.2萬(wàn)kW汽輪機(jī)負(fù)荷特性曲線(xiàn),滿(mǎn)負(fù)荷的情況下進(jìn)汽壓力由3.4MPa提升至3.5MPa,負(fù)荷增加200kWh,發(fā)電汽耗下降0.1kg/kWh,達(dá)到節(jié)能降耗目的。

3.2 改造后經(jīng)濟(jì)效益分析

(1)節(jié)能效益:本項(xiàng)目投入運(yùn)行后,僅從減少蒸汽熱能損失、在相同蒸汽量條件下增加發(fā)電量或在相同發(fā)電量的條件下節(jié)約蒸汽耗量這一點(diǎn)來(lái)計(jì)算,節(jié)約原煤4200t/a,減少生產(chǎn)成本達(dá)到210萬(wàn)元,投資回收期僅3個(gè)月。

(2)環(huán)保效益:本項(xiàng)目是一個(gè)從源頭削減和控制污染物產(chǎn)生的工程項(xiàng)目,減少二氧化硫排放量21.5t/a,減少煙氣排放量3570萬(wàn)m3/a。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)孔板流量計(jì)壓力損失不可小視,由此帶來(lái)的能源消耗很大(一般為孔板差壓值的60%左右),應(yīng)引起企業(yè)的高度重視。

(2)彎管流量計(jì)無(wú)附加阻力損失、免維護(hù)、耐高溫、耐高壓,測(cè)量精度完全滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)需要。

(3)采用新技術(shù)進(jìn)行技改,節(jié)能降耗,為企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)
[1]余朝明.彎管流量計(jì)在福建三鋼的應(yīng)用[J].冶金自動(dòng)化,2008,(增刊2):330-332
[2]景嵐,郭宏,劉永.環(huán)形孔板流量計(jì)的原理與特點(diǎn)[J].冶金自動(dòng)化,2008,(增刊2):317-319
[3]段寶,保立虎,宋洪鵬.彎管流量計(jì)在大型流化床鍋爐上的應(yīng)用性研究[J].電站系統(tǒng)工程,2011,27(1):31-33
[4]張衛(wèi)華.彎管流量計(jì)的工程應(yīng)用[J].測(cè)控技術(shù),2000,19(10):14-15
彎管流量計(jì)的主要特點(diǎn)

  彎管流量計(jì)屬于差壓式流量測(cè)量系統(tǒng),是利用流體離心力原理測(cè)量管道內(nèi)介質(zhì)流量的儀表??捎糜跍y(cè)量液體、氣體、蒸汽各種介質(zhì)。由彎管傳感器、彎管流量計(jì)主機(jī)、差壓變送器及一些管道閥門(mén)組件構(gòu)成。當(dāng)流量測(cè)量需溫度、壓力補(bǔ)償時(shí)還應(yīng)配備壓力變送器、溫度變送器。彎管流量計(jì)測(cè)量范圍寬,重現(xiàn)性精度高,無(wú)附加壓力損失,現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)量小,運(yùn)行費(fèi)用低,可實(shí)現(xiàn)溫壓在線(xiàn)補(bǔ)償。彎管傳感器按照安裝方式分為兩種類(lèi)型:安裝在直管上的S型彎管傳感器、安裝在自然轉(zhuǎn)彎處的L型彎管傳感器。

  彎管流量計(jì)的主要特點(diǎn):

  1、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單、可靠性好;

  2、直管段要求低,為前5D后2D;

  3、抗振性能強(qiáng)、測(cè)量范圍寬、準(zhǔn)確度高、使用壽命長(zhǎng);

  4、可在高溫、高壓、粉塵、振動(dòng)、潮濕等惡劣環(huán)境使用;

  5、管道磨損對(duì)測(cè)量精度影響極小,可與工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)連接。這些獨(dú)有的特點(diǎn)是其他流量?jī)x表很難達(dá)到的,所以也就為它的發(fā)展帶來(lái)了潛力。

標(biāo)簽: 彎管流量計(jì)
彎管流量計(jì) 彎管流量計(jì)的主要特點(diǎn)_彎管流量計(jì) 彎管流量計(jì)的主要特點(diǎn):

1.安裝維護(hù)簡(jiǎn)單、可靠性好;
2.直管段要求低,為前5D后2D;
3.抗振性能強(qiáng)、測(cè)量范圍寬、準(zhǔn)確度高、使用壽命長(zhǎng);
4.可在高溫、高壓、粉塵、振動(dòng)、潮濕等惡劣環(huán)境使用;
5.管道磨損對(duì)測(cè)量精度影響極小,可與工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)連接。

這些獨(dú)有的特點(diǎn)是其他流量儀表很難達(dá)到的,所以也就為它的發(fā)展帶來(lái)了潛力。下面主要介紹下彎管流量計(jì)在安裝的時(shí)候我們應(yīng)該注意的事項(xiàng):

一、對(duì)L型彎管流量傳感器安裝時(shí):

1、首先截取兩段與取壓彎管相同管徑的直管段,長(zhǎng)度在1倍直徑以上。
2、在條件較好的平臺(tái)(或平地)上,將截取的兩段直管段與取壓彎管焊接,呈90o垂直狀態(tài),并保證焊接質(zhì)量
3、將預(yù)制好的管道上架與工藝管道焊接。
4、彎管傳感器與工藝管道焊接,盡可能使其在水平空間狀態(tài)下工作。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)不具備水平安裝條件時(shí),可在垂直空間狀態(tài)下安裝。

二,S型彎管流量傳感器與工藝管道采用法蘭連接,可按傳感器標(biāo)志流向,與工藝管道呈水平空間狀態(tài)對(duì)接。

三、彎管流量傳感器安裝時(shí),前端直管段長(zhǎng)度應(yīng)大于5倍直徑,后端直管段長(zhǎng)度應(yīng)大于2倍直徑。

彎管流量計(jì)的投運(yùn):

投運(yùn)前的檢查

1、檢查各變送器(含差壓、壓力及溫度變送器)的配管、安裝及接線(xiàn)是否正確。
2、檢查所有焊裝接口、絲扣接頭是否做到嚴(yán)密、不泄露。
3、檢查二次儀表接線(xiàn)是否正確,與各變送器之間的接線(xiàn)是否正確,重點(diǎn)檢查電源接頭位置。
4、上述檢查無(wú)誤后,接通二次儀表供電電源。

對(duì)于上面細(xì)致的介紹,相信您對(duì)彎管流量計(jì)的優(yōu)勢(shì)和安裝已經(jīng)大致了解,彎管流量計(jì)作為一個(gè)節(jié)能新產(chǎn)品,正在被慢慢接受,成為趨勢(shì)。大家有什么疑問(wèn)的地方,歡迎與公司聯(lián)系。

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