磷酸流量計概述
我公司生產的V型錐形流量計是一種高精度、高穩定性、量程比寬、可測介質廣的新型流量計。可測量介質包括液體、氣體、蒸汽等,幾乎涵蓋了所有流動性介質。流體的最高工況溫度可達800℃,最高壓力可達10.5Mpa。若選用特種材質的表體,介質的工況溫度、壓力還可以更高。V型錐形流量計可測量最高雷諾數為500萬,最低雷諾數為8000甚至更低。產生滿刻度差壓信號從最低小于0.1千帕到最高幾十千帕。
磷酸流量計工作原理
V型錐流量計[1]屬高精度、高穩定性的新型差壓式流量儀表。和其他差壓式儀表一樣,也是基于流動連續性原理和伯努利方程來計算流體工況流量的。我們知道在同一密閉管道內,當壓力降低時,速度會增加,當介質接近錐體時,其壓力為P+,在介質通過錐體的節流區時,速度會增加,壓力會降低為P-,如圖一所示,P+和P-都通過V型錐形流量計的取壓口引到差壓變送器上,流速發生變化時,差壓值會隨之增大或減小。也就是說對于穩定流體,流量的大小與差壓平方根成正比。當流速相同時,錐體節流面積越大,則產生的差壓值也越大。
特點
1、具有良好的準確度(≤0.5%)和重復性(≤0.1%)。
2、具有較寬的量程比(10﹕1~15﹕1)
3、自整流功能,只需要極短的直管段(前1~3D后0~1D)。
4、自清潔功能,可測臟污和易結垢流體,適合高爐煤氣等雜質較多的介質。
5、自保護功能,節流件關鍵部位不磨損,能保持長期穩定地工作。
6、耐高溫、高壓、耐腐蝕、不怕震動。
7、可測流體的種類非常廣泛(液、氣、蒸汽),流量測量范圍寬(微小流量~大流量),適應的管道DN15~DN3000。
8、流量計結構設計是流體掃過型結構,不可能截留流體中任何夾帶的氣、液或固相污物,非常適用于臟污流體的流量測量,如焦爐煤氣,濕氣體等
9、無可動部件
10、當流體流經具有特殊廓形的內錐體時,會在其周邊形成邊界層并疏導流體離開錐體尾部的邊緣,從而減少它被磨損的可能性。
11、在換熱站測量蒸汽,熱水,無需直管段。由于換熱站空間比較小,選擇一般流量計要求直管段較長,影響運行精度,用在測量高爐煤氣,有自清潔作用,引壓管不易堵塞。
2、參數及外形示意圖
法蘭連接型表體
公稱口徑:Φ15-Φ2000測量介質:液體、氣體、蒸汽
測量介質溫度范圍:-200℃~+800℃
壓力等級:1.0MPa~10.5MPa
精度等級:0.5級、1.0級、1.5級、2.5級
表體材質:錐體材質為不銹鋼,管道、
法蘭為碳鋼。(其它材質協議供貨)
β值范圍:0.45……0.85
法蘭取壓型表體
公稱口徑:Φ80-Φ2000
測量介質:液體、氣體、蒸汽測量介質溫度范圍:-200℃~+800℃
壓力等級:1.0MPa~10.5MPa
精度等級:0.5級、1級、1.5級、2.5級
表體材質:錐體材質為不銹鋼,管道、
法蘭為碳鋼(其它材質協議供貨)
β值范圍:0.45……0.85
管道焊接型表體
公稱口徑:Φ15-Φ2000
測量介質:液體、氣體、蒸汽測量介質溫度范圍:-200℃~+800℃
壓力等級:1.0MPa~10.5MPa
精度等級:0.5級、1級、1.5級、2.5級表體材質:錐體材質為不銹鋼,管道、
法蘭為碳(其它材質協議供貨)
β值范圍:0.45……0.85
3、組成
V錐傳感器和差壓變送器組成的V錐流量計
依照用戶要求不同,利用V錐傳感器和差壓變送器組成流量檢測儀表供貨分為二類:
1.V錐傳感器
只提供差壓信號的檢測部分(V錐體及測量管道),不提供差壓變送器、三閥組和流量顯示部分,輸出信號為差壓。由用戶自己進行配套。
2.V錐流量計
由V錐傳感器和差壓變送器組成。有分體型安裝和一體型安裝兩種結構。
分體型安裝由獨立的V錐傳感器和差壓變送器組成。V錐傳感器和差壓變送器之間的引壓管連接由用戶自己完成。而差壓變送器可以配套供應。
一體型安裝是產品出廠時己將差壓變送器、三閥組與V錐傳感器連接成一體,用戶購買一體型V錐流量計后,使用時不需再連接引壓管。若需配接相應的流量積算器、壓力變送器和溫度變送器可以配套供應。
4、可測量的流體
1.氣體
煤氣:焦爐煤氣、高爐煤氣、城市煤氣
天然氣:包括含濕量5%以上的天然氣
各種碳氫化合物氣體:烷烴類,烯烴類等氣體
各種氣體制造:氫、氦、氬、氧、氮氣等
腐蝕性氣體:濕的氯化物氣體等
空氣:包括含水,含塵埃的空氣、壓縮空氣等
煙道氣:各種鍋爐、加熱爐排放的煙道氣
2.蒸汽:飽和蒸汽、過熱蒸汽
3.液體
油類:原油、燃料油、含水乳化油、柴油、液壓油等
水:原水、飲用水、生產水、污水等
各種水溶液:酸、堿、鹽水溶液等
有機物化學品:甲醇、乙二醇、二甲苯等
4.特殊流體
油+HC氣+沙
加氣的水:H2O+N2+空氣;H2O+CO2等
5、安裝方法
1:管道法蘭安裝的方法為:V錐流量計的兩端各有一個法蘭,與管道上的法蘭進行連接,是通常工業比較常用的連接方式,特別適用于各個管道口徑的連接,此種安裝方式可與差壓變送器進行分體安裝,通常使用于測量蒸汽的流量和高溫介質的流量。
2:法蘭夾裝式安裝方法為:V錐流量計兩端各配有法蘭,當連接的管道無法蘭連接時,可選用焊接的方式進行連接,再把V錐流量計安裝在法蘭之間。
3:管道焊接式安裝方法為:V錐流量計與安裝管道沒有法蘭連接的情況下,采用直接焊接的方式,直接把流量計與管道焊接在一起,此種方法安裝成本較低,減少了4片法蘭的成本,適用于大口徑流量計的安裝場所,屬于一次性安裝方式。
6、V錐流量計主要特點
1.精度高:磷酸流量計的精度為測量值的±0.5%,貿易計量級為±0.3%(系統精度需參照應用條侏及二次儀表的精度)。
2.重復性好:磷酸流量計的重復性很好,為±0.1%。
3.量程比寬:磷酸流量計的量程較其它類型的差壓流量計大得多,正常情況下為10:1,若有必要不是也可加大。在雷諾數高于8000時輸出信號為線性,若低于8000也可測量,但需對輸出信號根據曲線進行修正。
4.直管段要求低:伯努力方程要求受測流體為理想流體,在實際應用中這是根本不可能的,很多情況會造成流體分布不均勻,如彎頭,閥門,縮徑,擴徑,泵,三通等等,對其它儀表而言,這是一個很難解決的問題。V錐流量計可在極為惡劣的情況下均勻流體分布,如在緊鄰儀表上游有單彎管,雙彎管,經過錐體“整流”后的流體分布比較均勻可保證儀表在惡劣的條件下獲得較高的測量精度,由于V型流量計可均勻流體分布曲線,因此同其它類型的差壓流量計相比,對上下游直管段的要求小,建議安裝時在上游留0-3D的直管段,在下游留0-1D的直段管。當用戶的管道尺寸大,管道價格高或直管段不夠的情況下,磷酸流量計將是最佳選擇。在過去十年內,對V型流量計的上游有一個90℃的單彎管或兩個不在一個平面上的雙彎管的情況進行了測試,測試結果表明,磷酸流量計可在緊鄰它的地方裝有一個彎管或不在同一個平面上的雙彎管而不會對測量精度有影響。
5.流量計特有結構所形成的邊界層效應,使節流件關鍵部位不會磨損,因此可以保持幾何尺寸長期不變,因此能長期穩定工作而無須標定。流量計是純機械體,因此耐高溫、耐高壓、耐腐蝕及不怕振動。
6.可測的流體廣泛(液體、氣體、蒸汽),測量范圍寬(微小流量~大流量),適用的管徑DN15~DN3000。
7、連接方式介紹
1、管道法蘭式:是指流量計兩端有安裝法蘭。與工藝管道兩端同規格的安裝法蘭(也稱用戶法蘭)連接,是比較常用的結構形式,適用的口徑(DN50mm~3000mm)。此種形式適用于節流裝置與差壓變送器分體安裝時選用,一般常用于測量蒸汽流量時使用,在測量其他高溫介質時也可以使用。
2、法蘭夾裝式:用于小口經流量計的安裝形式,每臺流量計玉工藝管道只需2片法蘭。法蘭與工藝管道焊接在一起,再把流量計夾裝在兩法蘭之間。此中安裝方法與渦街流量計(≤300mm)安裝方法相同。
3、小口徑一體化式:適用口徑≤DN40mm,介質溫度≤120℃的流體。該結構是把差壓變送器直接與塔形流量計組合成一個整體。二者之間無導壓管、取壓閥、三閥組。使安裝變的非常簡單(與渦街流量計安裝方法相同)。差壓變送器調節零點時需要關閉工藝管道的閥門,就可以調零。
注意:此安裝方式,不能用于測量高溫介質的場合,是因為高溫介質會進入差壓變送器測量室內,損壞變送器測量膜片。
4、管道對焊式:是指塔形流量計與工藝管道無法蘭連接(流量計本體無法蘭),安裝時直接把流量計與工藝管道焊接在一起。該結構成本相對較低(減少4片法蘭的成本),屬于一次性安裝。一般用于較大口徑的場合。
5、常規流體一體化式:是指介質溫度≤120℃的流體,適用管徑:DN50~DN3000。生產廠家根據不同的流體和用戶要求,出廠時在流量計上為用戶焊接(或裝配)好閥門和三閥組。在現場安裝時由用戶把流量計與變送器組裝在一起即可。
6、蒸汽一體化式:是指測量蒸汽流量時,把變送器與塔形流量計組裝在一起,變送器與流量計之間要裝配我公司“蒸汽專用三閥組”部件,從而取消了導壓管并大大簡化了取壓結構。
7、液體防凍式:是指塔形流量計與變送器之間裝由我公司“液體專用隔離罐”,罐中裝有特殊介質,該介質能在較低的溫度下不凍結。此種安裝方式在測量液體時,特別在北方冬天室外環境比較低的情況下。往往變送器測量室種的液體容易凍結,損壞變送器。
8、方形管道法蘭式:是指工藝管道為方形管,而流量計測量管為圓形管道,二者通過一個特制的“方-圓”連接件進行連接。
V錐流量計對安裝場所的要求
錐流量計是在管道中心懸掛一個錐形截流件,錐形件阻礙介質流動,重塑流速曲線,測量介質包括水、蒸汽、空氣、天然氣、氮氣、焦爐煤氣和有機氣體等。V錐流量計對安裝場所有哪些要求呢?
通常V錐流量計傳感器外殼防護等級為IP65,安裝場所要求是:
1、選擇振動小的場所,特別對一體型儀表;
2、測量混合相流體時,選擇不會引起相分離的場所;測量雙組分液體時,避免裝在混合尚未均勻的下游;測量化學反應管道時,要裝在反應充分完成段的下游;
3、盡可能避免測量管內會變成負壓;
4、環境相對濕度在10%~90%范圍內;
5、盡可能避免受陽光直照;
6、避免雨水浸淋,不會被水浸沒。
7、避免附近有大電機、大變壓器等,以免引起電磁場干擾;
8、易于實現傳感器單獨接地的場所;
9、盡可能避免開周圍環境有高濃度腐蝕性氣體;
10、環境溫度在-25/-10~50/60℃范圍內,一體型結構溫度還受制于電子元器件,范圍要窄些;
11、V錐流量計如果防護等級是IP67或IP68,則無需上述8、10兩項要求。
8、優越性及局限性
1優越性:
(1)、對流體的均速作用,信號穩定:“信號波動”是孔板的1/10,因此安裝所需要的直管段短,解決了長期困擾用戶的差壓儀表直管段太長的難題(前0~3D直管段,后0~1D直管段)
(2)、精確度高±0.5%,重復性好±0.1%,量程比寬10∶1
(3)、耐磨損,具有長期的穩定性和精度,不需要重復標定
(4)、具有自清潔功能,臟污流體不會堵塞。對于特臟流體采用本公司獨立知識產
權的防堵專利技術,徹底解決了在高爐、焦油煤氣測量中節流件、導呀壓管堵
塞、粘附的難題。
(5)、傳感器是金屬體不含電子器件,因此耐高溫、耐振動。
(6)、適用的流體非常廣泛,低、高流速的流體均可準確測量,規格齊全適用口徑
DN15~DN3000。
(7)、壓力損失小:同樣的β值,壓損是孔板的1/3~1/5
(8)、安裝方式靈活:可選管道法蘭式,直接焊接式,方管式
注:V錐流量計需選配:差壓變送器、三閥組、針型閥、冷凝罐、冷凝圈、壓力變送器、溫度變送器、流量積算儀。
金湖統創儀表有限公司是國內重點測控工程成套單位,渦街流量計、渦輪流量計、超聲波流量計、電磁流量計、玻璃轉子流量計、面板式(管道)流量計、金屬管浮子流量計、孔板流量計、旋進旋渦流量計、蒸汽流量計、磁翻板液位計、壓力表、壓力變送器等