弯管流量计说明书

1、1、概述ZWL型(原ZLRJ型)理智系列智能弯管流量计是以李志教授为学术带头人的河北理工大学课题组经过十几年的潜心研究而推出的弯管式流量测量仪表。一九九二年通过了河北省技术监督局新产品鉴定，同年获国家制造计量器具许可证，并颁发CMC证书，登记号为92量制冀字02000118号；一九九四年通过了国家定型鉴定，获得了“中华人民共和国计量器具型式批准证书”(允许使用CPA标志，编号为：94F101-13) ；2001年列为重点国家级火炬计划项目（编号Z2001007）。弯管流量计已广泛应用于电力、热力、冶金、钢铁、石油、化工、机械、纺织、造纸、制药、食品加工、公用事业等部门的液体、气体和蒸汽的流量测

2、量，它是由ZWLC型90°弯管传感器、差压变送器、压力变送器、温度变送器以及ZWLY型二次仪表配套组成的测量系统。弯管流量计能在DN10DN2000mm的各种管道中精确地测量各种流体的流量。其弯管传感器可耐高温、耐高压，可在潮湿、粉尘、振动等各种恶劣的环境中正常工作，它没有插入元件，无附加阻力损失，结构简单，安装方便，维护量极小，是一种典型的节能型流量仪表。2、弯管流量计的工作原理理智系列智能弯管流量计的研制成功，具有坚实的理论基础和实验研究基础。在理论研究方面主要是通过直接求解流体流过弯管的微分方程数值解的方法，全面揭示流体流经弯管的流动规律。在实验研究方面既有实验室的大量实验研究

3、，又有在国家三大流量检定站（开封、烟台、华阳）对不同介质的流量测量的权威验证。理论研究和大量的实验研究表明：流体在流经弯管时，由于弯曲管壁的导流作用，使流体在流进弯管时其内侧流速会逐渐增大，而外侧流速却逐渐减小，这就形成了各个过流断面的近似梯形速度分布，且这种梯形速度分布状态在弯管45°截面处达到极限状态。弯管45°截面各质点流速分布如图2-1所示。根据质量守恒定律、能量守恒定律和动量守恒定律，流体在管道中流动时，在相同过流断面各元流质点的能量不变，但由于各质点流速的变化(内侧大、外侧小)就形成了弯管的内外侧压差P。这个压力差在45°截面时达到最大、最稳定。且45

4、°弯管断面的流体平均流速与压差P的对应关系符合平方比例关系。深入的理论研究和大量的试验分析证明流体流过弯管形成的差压与流速的严格对应关系同弯管的几何结构尺寸(弯曲半径R和内径D)有密切关系。由以上分析可知弯管传感器的几何结构尺寸确定之后，只要测取流体流经弯管45°截面的外侧、内侧的压差P和流体的密度就可以确定流体的平均流速。其数学表达式为： u (1)式中:：流体流速（m/s）(R·D)：流量系数（无量纲）P：45°截面外侧、内测差压（pa）D：弯管内径（mm）R：弯管弯曲半径（mm）：流体密度（kg/m3）r其对应的流量计算公式为：=3.61/4D2（

5、t/h） (2)3、弯管流量计的基本特点3.1、全 测量介质全，包括液体、蒸汽、气体等。液体包括热水、冷水、油、液氨以及其它液体；蒸汽包括过热蒸气、饱和蒸气；气体包括高炉煤气、焦炉煤气、氧气、空气、天然气、乙炔、硫化氢等等。3.2、宽管径范围宽：DN10DN2000mm；安装范围宽：管道转弯处和直管道上均能安装，管道的转弯处用90°标准传感器，直管道上用“V”型传感器；量程比宽： 10：1；流速范围宽：它适用于管道内流速为0.212米秒(液体介质)和5160米秒(气体介质包括蒸汽)的流体流量测量，且都能满足测量准确度的要求；适用环境条件宽：弯管传感器可在高温、高压、粉尘、振动、潮湿及

6、其它环境恶劣，安装条件极差的现场中正常使用，如果采用耐腐蚀材料(如：不锈钢、工程塑料、玻璃、陶瓷等)制造的弯管传感器也可测量各种腐蚀性介质的流量。3.3、短直管段要求短也是其适应性强的重要特点，前五(5D)后二(2D)倍管径长的直管段就能满足其对直管段的要求，从而方便了这种流量计在工业现场的推广应用。3.4、省弯管传感器是通过机床加工或用其它方式加工而成的几何结构尺寸精确的90°弯管，在实际流量测量工作中，只要用弯管传感器代替原来管道上的弯头即可进行流量测量。由于弯管传感器本身相当于是一个九十度标准弯管，没有任何插入件或节流件，因此在测量流量过程中不会对被测流体造成附加阻力损失，可节

7、省流体输送的动力消耗，降低运行费用，对于那些系统压力低、管径大、流量大的应用场合更具有特殊的意义。弯管流量计的工作原理依赖于传感器的宏观几何结构尺寸，该特点决定了弯管传感器的微量磨损（磨损是相对均匀的）对系统测量准确度的影响不明显，因此弯管流量计安装运行后的维护工作量很小，这也是弯管传感器可用焊接方法直接安装的原因，需要经常比对应用的场合，建议弯管传感器采用法兰安装。3.5、准弯管流量计系统测量准确度等级为0.51.5级（实流标定精度可以达到0.5级）。3.6、稳重复性精度为0.2，长期运行性能不变。由于弯管传感器一次安装之后，不再需要重复拆装，因此其安装精度也能得到很好的保证。4、主要技术指

8、标4.1、测量范围管径：DN10DN2000mm;流速：液体介质:0.212米秒； 蒸汽或其他气体:5160米秒；温度：50600；压力：032MPa；4.2、准确度系统测量准确度：0.51.5级；4.3、直管段长度要求要求前5D后2D直管段（V形弯管传感器已配直管段，不需要前后再增加直管段）。4.4、二次仪表工作环境要求温度：1050；湿度：小于85；4.5、打印可定时打印(每间隔1、2、4、8、24小时整点自动打印一次)或随机打印(每按下一次打印健即打印一次)。订货时须选择有打印功能的二次仪表，才可以配接微型打印机。5、系统组成图5-1图5-1、5-2、5-3分别为弯管流量计在蒸汽、液体、

9、气体测量系统中的结构图，其基本组成及各部件功能如下：1、弯管传感器：整流并输出差压信号，其几何结构尺寸的准确是测量精度的保障。2、二次仪表（或流量转换器）：通过信号线与变送器连接，计算（显示）流量、热量、温度、压力等参数，串行输出RS232、RS485配接计算机系统，模拟量输出控制执行器。3、差压变送器：测量弯管传感器内外侧压力差，转换为420mA标准电流信号。4、三阀组：与差压变送器连接，主要为调零点时使用。图5-25、一次阀：必备件；液体及气体测量时一般选用三通阀，便于处理堵塞；蒸汽采用高温针阀或焊接阀。6、排污阀：必备件:液体及气体测量时一般选用二通阀，蒸汽采用高温针阀或焊接阀。7、导压

10、管：差压变送器与弯管传感器连接用；采用14×2或16×3的无缝钢管，其长度视差压变送器与弯管传感器的现场安装距离而定，一般由用户自备。8、信号线：二次仪表与现场变送器连接；采用直径1.0的双芯屏蔽电缆，其长度视变送器与二次仪表距离而定，一般由用户自备 图5-3另外根据测量介质的不同，还需配置其他设备，如下：9、盘式冷凝器：蒸汽测量必备件；与弯管传感器连接，平衡正负压侧液位。10、压力变送器：过热蒸汽及其他气体测量中，压力波动较大时为必备件；饱和蒸汽可以选择压力变送器或温度组件其中一种，不需同时配备；作用：测量介质压力，对流量在线补偿。11、温度组件：当测量介质温度波动较大时

11、为必备件，需要热量计量时，需选用2台温度组件；作用：测量介质温度，对流量实时补偿并参加热量计算。6、弯管传感器6.1、弯管传感器命名方法（见表一）6.2、弯管传感器几何结构尺寸及重量（见表二）公称通径公称压力机加工弯管传感器推制弯管传感器DL重量DL重量DN10PN162.515700.5参见图推制弯管传感器结构示意图DN25PN163.5321100.9DN32PN163.5381721.3DN40PN163.5452061.9DN50PN164.5572603.9PN166763156.56761341.6PN104761401.1PN165.5893729.87.5891562.6PN1

12、05891631.9DN100PN10610839715.661081983.4PN106.51333582271332456PN6.451332515DN150PN6.461594122561593008PN4.0721953049621942015PN6.4821941420PN101221940228PN4.0827363688627352824PN6.41027351638PN101427350451PN4.010325785147832562645PN6.41232561465PN101732559988PN4.011377887217837773061PN 6.4133777159

13、6PN4.012426983297942682588PN6.415426807141PN4.014478108339610478926124PN 6.416478908190DN500PN4.0参见图机加工弯管传感器结构示意图125291022181DN600PN4.0126301224259DN700PN2.5107201410287DN800PN2.5118201607410DN900PN1.6109201810472DN1000PN1.61010202010583DN1100PN1.61011202210704DN1200PN1.61012202410837DN1400PN1.01014

14、2028101139DN1600PN1.010162032101486注：1、（壁厚）、D（管外径）、L（最大外形尺寸）的单位为mm；2、根据公称压力的变化，壁厚可作调整，同时重量也随着变化。3、V型传感器是专门为在直管道上安装弯管流量计而设计的。它由标准的90°弯管传感器及其两侧的一定长度的直管段、两个45°弯管组成，L一般为4.247.07D。7、二次仪表ZWLY“理智”系列二次仪表为高档智能型仪表，其测量原理先进，数学模型严谨，动、静态补偿合理，除采用实时温、压补偿外，同时具有对弯管传感器管径的热膨胀修正和空间安装状态差压值的修正，使系统测量准确度得到了保证，因此可适

15、用于介质状态参数大范围动态变化的测量需要。还可实现多通道数据的采集及处理，既节省用户费用，又方便盘面布置。可靠性设计方面，在测量、变换、计算、存储等环节都设置了数字滤波环节和多重逻辑判断，确保了仪表的稳定性和准确性，最大限度地消除干扰信号对系统测量精度的影响。因此该流量计可以满足各种不同工业现场长期使用的要求。二次仪表分B、C，C(C加强型)、D、E型及转换器六种型号。用户根据需求选择对应仪表型号。7.1、选型7.1.1、二次仪表命名（见表四）举例：ZWLY-C-110 A21R4 该二次仪表为测量水介质的C型二次仪表，测量1路流量、1路温度、不测压力，1路420mA模拟量输出，带RS485串

16、行接口。7.1.2、功能简介（见表五）表五、功能简介一览表型号输入通道总数流量测量通道数显示内容其他功能安装方式显示方式ZWLY-B供热回路153显示循环水流量、供回水温度压力、瞬时热量、流速、差压、传感器热态管径、累计流量、累计热量和累积运行时间、当前时钟等13个参数。 、可进行历史数据查询、参数超限报警；、可选配微型打印机接口；、掉电保护，重要数据十年不丢失。盘装或壁挂显示蒸汽气体15/5显示瞬时流量、压力、温度、过热度、热焓、密度、流速、差压、传感器热态管径、累计流量、累计热量和累积运行时间、当前时钟等13个参数。ZWLY-C3/1单屏定点或循环显示瞬时流量、累积流量、介质温度、压力、差

17、压（或流速）等5个参数。 、掉电保护。ZWLY-C6/2显示供、回水流量积累流量温度压力差压、瞬时热量和积累热量等12个相关参数。ZWLY-D3/1显示瞬时流量、累积流量、介质温度、压力、差压（或流速）、瞬时热量、累积热量、当前时钟和停电累计时间等9个相关参数。1、可选配微型打印机接口；2、掉电保护，重要数据十年不丢失。供热回路153显示循环水流量、供回水温度压力、瞬时热量、流速、差压、传感器热态管径、累计流量、累计热量和累积运行时间等12个相关参数。 、精度（）；、能完成天然气组分输入和压缩因子计算；、掉电保护；、面板可配装微型打印机。、输入采用隔离方式，抗雷击。壁挂液晶显示蒸汽气体15/5

18、显示瞬时流量、压力、温度、过热度、热焓、密度、流速、差压、传感器热态管径、累计流量、累计热量和累积运行时间等12个相关参数。ZWLY流量转换器3/1无显示，接收差压、压力、温度信号，输出流量线性信号，用于与计算机或DCS、PLC系统连接。1、掉电保护。无显示通用功能：1、测量系统中，2、二次仪表内部已串接24V.DC电源，3、不4、需另外加装配电器；5、具有如下输出功能：a、标6、准05v、15v、010mA、420mA输出；累积量频率输出；b、RS-232或RS-485串行接口；（具有打印功能的二次仪表，已占用串行接口）c、开关量报警输出。3、具有完备的实时补偿运算、自诊断、数字滤波等功能。

19、功能说明：、输入通道总数流量测量通道数：指一台二次仪表最多输入的通道数和流量通道数；差压、压力和温度等测量通道之和不得大于输入通道数。、停电时间累计功能：利用该功能可以确定二次仪表的停电时间，便于贸易结算。、随机定点打印功能：具有打印输出接口的二次仪表可外接面板式微型打印机，根据用户的需要可设置成定点打印模式(每1、2、4、8、24小时整点打印一次)或随机打印模式。、历史数据查询：可以随时查询由当前时间上溯五天内每一整点时刻的所有运行、管理参数。、报警功能：可对流量、温度、压力等设置报警上下限。当实时数据超出设定的报警上、下限时，该数据将不断闪动。另外，本二次仪表还提供一组“报警”输出接点，供

20、用户外接声、光报警器。接点负荷为DC24VlA。、完备的实时补偿运算功能：理智系列二次仪表借助CPU的运算能力，除采用实时测量补偿法进行流量测量的温、压补偿外，同时包括了对弯管传感器管径的热膨胀修正和空间安装状态差压值动态的修正，使系统测量准确度得到了保证。可适用于介质状态参数大范围动态变化的测量需要。、自诊断功能：二次仪表具有电源电压过低，测量参数异常等自诊断功能。对于B型表，当某一回路某参数的测量值超限时，显示屏显示“UUUU×”，其中X表示一个数字, 该数只能是13，（其中：1表示差压；2表示温度；3表示压力)。当二次仪表内+5V电源电压低于正常值10时，二次仪表将始终处于复位

21、状态提醒用户及时处理。、数字滤波功能：具有数字滤波和逻辑判断功能，提高系统的稳定性和抗干扰能力。7.1.3、外形尺寸及安装开口尺寸我厂目前生产的各种盘装表均按照国家标准尺寸设计，其具体几何尺寸情况如表六所示。表六 不同型号二次仪表外型尺寸及安装开孔尺寸型号外形尺寸（mm）安装开口尺寸(mm)宽 高深abZWLY-B160160300152+1152+1、16080250152+1761152+1C、C、D壁挂15022080无无ZWLY-E300430150无无流量转换器14026064无无7.2、C型二次表7.2.1、简介ZWLYC仪表是在B型表基础上开发的单回路多

22、参数单屏显示表，可实现瞬时流量、累积流量、介质温度、压力、流速（或差压）五个参数的定点和循环显示，触摸式按键；具有极强的数字滤波和逻辑判断、实时补偿、自我诊断、掉电保护等功能。7.2.2、主要性能指标7.2.2.1、输入信号：差压信号：420mA温度信号：420mA压力信号：420mA机内串接24V电源，不需外接电源。7.2.2.2、输出信号（根据用户订货要求配备）：模拟量输出：420mA或 010mA、开关量输出：24V-DC-1A接点频率信号：累积量7.2.2.3、测量精度：优于0.27.2.2.4、运算精度：优于0.017.2.2.5、通讯功能（根据用户订货要求配备）：具有RS232或R

23、S485通信接口。7.2.2.6、具有弯管传感器热态管径修正、空间状态差压修正、弯管传感器管径对流量系数修正、实时密度补偿等计算功能。7.2.2.7、显示功能：可显示瞬时流量、累积流量、介质温度、压力、流速（或差压）五个参数。7.2.2.8、自诊断功能：当二次表内+5V电源电压低于正常值10时，二次表将显示8888888，提醒用户及时处理。7.2.2.9、断电保护功能：主机表内配有微型蓄电池，断电时，运算结果和用户设定的数据一年不会丢失。7.2.2.10、工作电源：AC：220V； 功耗：小于10W7.2.2.11、工作环境：温度：-1050； 湿度：小于857.2.2.12、安装方式：横式、

24、竖式盘装和壁挂7.2.2.13、开孔尺寸：（单位mm）横表：152+0.5×76+0.5（宽×高）竖表：76+0.5×152+0.5（宽×高）7.2.2.14、外形尺寸：（单位mm）宽 ×高× 深 横表：160×80×250竖表：80×160×250壁挂：150220807.2.2.12、重量： 约17.2.4、显示功能图7-3、7-4、7-5是C型表三种表型的前面板显示和按键分布图。7.2.4.1、显示内容： 显示屏为一行七位数码管，在显示屏的右侧有5个发光二极管作为显示指示灯，每个指示灯对应

25、一个工作参数，它们分别是：瞬时流量t/h 单位：吨（m3）小时累积流量Kt 单位：千吨(km3)工作温度 单位：摄氏度工作压力MPa 单位：兆帕流速m/s 单位：米秒另外，将主机板上的流速差压显示转换短路环开关（如图7-6）拔下，流速显示将变为差压显示：差压Pa 单位：帕便于弯管流量计系统调试使用。7.2.4.2、显示状态按键功能： 键为循环显示键 键为定参数显示键 键为设定参数显示键7.2.4.3、显示方式：7.2.4.3.1、循环显示：按下键，即进入循环显示状态，依次循环显示流量、累积流量、温度、压力、流速（或差压值）等参数。7.2.4.3.2、定参数显示：按下键，即进入定参数显示状态，显

26、示当前显示指示灯所指的参数，再次按下键可进行参数切换显示。7.2.4.3.3、设定参数显示：按下键，即进入设定参数显示状态，依次显示表七中的参数，显示结束后，即进入循环显示状态。 表七 参数代码表标志代码及有效数字表示参数名称单位应用范围 X X X X.X 弯管传感器管径mm通用 X X X X X.差压量程Pa通用 X X X X.X温度量程通用 X X X X.X温度量程下限通用 X X.X X X压力量程MPa通用 X X.X X X压力量程下限MPa通用 X X X X X.流量报警上限T/h通用 X X X X.X小信号切除Pa通用 X X X X X.差压零点迁移Pa蒸汽 X X X X X.气体标态密度Kg/ m3气体 X X X X X