弯管流量计在36MPa蒸汽计量中的应用

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摘要:阐述了弯管流量计在蒸汽计量中无附加压力损失、一次传感元件免维护、精度高、重复性好、测量范围宽、直管段要求低、耐高温、耐高压等特性,表达了在蒸汽计量中弯管流量计的主要特点,重点进行了弯管流量计蒸汽计量节能效益分析,同时给出了弯管流量计测量流量的基本原理,使用证明,弯管流量计作为一种新型流量计量仪表可以替代孔板在蒸汽计量中的应用,节能效果显著。

关键词:弯管流量计蒸汽计量压力损失节能效益

1、引言

3.6MPa蒸汽一直是我厂自产能源和全厂蒸汽平衡的重要指标。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,焊接法安装解决了蒸汽流量测量装置现场跑、冒、滴、漏等令人头痛的问题,弯管流量计用于蒸汽流量的测量,使蒸汽流量测量装置简单泄漏的难题得到根本性的解决,无阻力损失的优点,可获得更好的经济效益,耐磨损、长周期运行不需要进行繁杂维护和修理,使运行维修费用降到最低点,所以,弯管流量计用于蒸汽流量计量不仅可以提高我厂的经济效益,同时对我厂节能也有着深远的意义。

2、弯管流量计特点和测量原理

2.1弯管流量计特点

2.1.1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最低廉的流量计,弯管流量计的价格完全可以和它相比。

2.1.2免维护的流量传感器

弯管流量计在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、确凿性不会发生明显变化;能在最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。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。

2.1.3无任何附加节流件或插入件,无附加压力损失,俭约能源

弯管流量计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。弯管流量计用于蒸汽流量的测量,使蒸汽流量测量装置简单泄漏的难题得到根本性的解决,无阻力损失的优点,可获得更好的经济效益,耐磨损、长周期运行不需要进行繁杂维护和修理,使运行维修费用降到最低点。

2.1.4适应性强,量程范围宽、直管段要求不严格

只要是能用孔板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、耐震动等方面,弯管流量计远远优于其它流量计。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一致材质的标准弯头,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,假使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协同,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,大量流量测量装置都由于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。

2.1.5介质密度温压补偿对流量测量确凿性的影响

为了保证蒸气介质流量计量的确凿性,必需在测量介质流量的同时测量出介质的温度和压力值,利用二次仪表的运算补偿功能在线对介质的密度进行计算和补偿。在流量计算公式中,介质的密度与流量传感器产生的差压值是处于同样重要的位置上,密度偏差造成的流量测量不确凿与差压变送器不确凿造成的测量误差是完全一样。

Q=α(△P/ρ)1/2或者G=α(△P/ρ)1/2

其中,△P是差压变送器显示的差压值,而ρ就是介质的密度。过去使用的流量二次仪表一般不具备在线温压补偿运算的功能,而不能对实际工作中密度的变化进行必要的在线补偿和修正。随着微电子技术的广泛应用,特别是智能型二次仪表的开发和应用,使它的实用功能大大地扩展和加强,现在我公司生产制造的仪表提供的流量测量装置具备温压在线密度运算补偿已经成为现场测量不可或缺的功能。

2.2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像。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。见图1。

3、终止语

综上所述,弯管流量计在3.6MPa蒸汽计量上的应用,使测量装置简单泄漏的难题得到根本性的解决,弯管流量计代替孔板流量计进行蒸汽流量计量,每年可降低运行费用9万元人民币,由于无阻力损失的优点,提