E+H热式气体质量流量计-basic

Prolinet-mass热式气体质量流量计1整理课件全球热式质量流量计市场份额

从2004到2005

销售增加了$3.6ME+H-0.4%

市场份额E+H增加+1.6%

台数

Kurz11%FCI(FluidComponentsInternationalLLC)14%Sierra（美国思雅乐）24%E+H6.9%Others27.6%ABB7.3%<TotalUS$76.8Mio.

2005全球热式质量流量计销售市场份额（US$）2024/1/72t-mass的成功

2006年12月31日已销售1708

台t-mass65!2024/1/73Endress+Hauser气体流量测量解决方案测量原理t-mass热式质量流量计Deltabar–差压流量计Promass–科氏力质量流量计Prowirl–涡街流量计2024/1/74气体的物理根底:…气体的物理性质…根本气体定律…气体质量计算…气体性质和他们之间的影响…常态和标准体积计算ThermalMassflowmeter5什么是气体?气体三相点临界点液体固体2024/1/76聚集状态液体有固定体积但形状易变固体有固定体积和形状气体无固定体积和形状2024/1/77气体的定义任何流体在常态下(1bar,20°C)以气态形式存在的称作气体气体分子与液体和固体分子相反，不是互相结合的而是自由运动的气体可以通过膨胀或压缩充满任何体积气体可以压缩的2024/1/78理想气体–玻意尔〔Boyles〕定律在1662,RobertBoyle发现了气体的体积与它的压力成反比假设压力增加而温度保持不变那么体积减小k=PxVk=常数P=压力V=体积2024/1/79理想气体–盖-吕萨克〔GayLussac‘s〕定律在1802年，法国科学家盖-吕萨克通过实验发现的表达气体的体积随温度而改变的规律：一定质量的气体在压力不变时，它的体积随温度的变化呈直线关系.假设容器里常压的气体加热时，体积增加。k=P/Tk=常数P=压力T=温度2024/1/710质量流质量流的计算看起来很简单....Qm=质量流=密度Qv=体积流Qm=

.Qv2024/1/711理想气体定律两个原理....12p=压力V=体积m=质量R=

气体常数T=温度2024/1/712温度上升，压力增加冷轮胎P1=2barT1=20°C热轮胎P2=??barT2=40°C轮胎的压力随着温度的升高而增加问题:在温度从20to40°C后，轮胎的压力是多少?假定:轮胎体积保持不变解答:2024/1/713p-V-T的相互关系Tabs0K273K546K0,512确定体积温度V=1/

1bar2bar假设温度不变，压力增加一倍那么体积减半。假设温度增加一倍，无论压力如何体积增加一倍。2024/1/714气体的可压缩性–真实气体因子1>1<1ZpT1T2T3Z<1 比理想气体压缩Z=1 理想气体Z>1 比理想气体膨胀当理想气体受到压缩时，真实气体因子来说明这个偏差

2024/1/715真实气体因子-Z真实气体因子与以下有关:气体,压力和温度1bara5bara10bara20bara40baraAir@20°C0.99970.99860.99720.99440.9889Air@100°C1.00011.00071.00131.00271.0053CO2@20°C0.99450.97270.94530.8906-CO2@100°C0.99780.98920.97850.95700.9140He@20°C1.00021.00121.00241.00481.0096He@100°C1.00021.00091.00191.00381.0076Ammonia@100°C0.99590.97970.95930.91870.8374Chlorine@100°C0.99390.96970.93950.8789-Argon@20°C0.99930.99660.99330.98660.97312024/1/716气体潮湿的影响250260270280290300310-45-40-35-30-25-20-15-10-505参考流量t-mass显示露点露点Kg/hr从自然空气变成干燥的空气

ReferenceFlow只要湿气不冷凝，影响不大。用t-mass流量计作试验测量2024/1/717例如:压力和温度对CO2的影响

当过程压力增加时,气体特有的冷却效应也增加,这就需要补偿.为了精确测量就要乘以修正系数.FT010BPEB18体积或质量流量测量??例如:压缩空气体积温度压力密度质量1m3/min20°C1bar1.2kg/m31.2kg/min0,183m3/min100°C7bar6.5kg/m31.2kg/min0,148m3/min20°C6,8bar8.1kg/m31.2kg/min到用户Counter1Counter2从压缩机吸入空气2024/1/719标准/规格化条件下的体积1m1m1mP=1013mbarT=0°C例子:Air =1.293kgHydrogen =0.089kgChlorinegas =3.220kg规格化条件下的体积在标准〔规定〕工况下气体体积的质量。也可以认为气体的特定质量单位。标准条件ReferenceConditions最常见的是0°C和1013mbara在美国是:

1013mbar@15°C1Nm32024/1/720质量流计算体积测量稳定的工况直接转化成质量不稳定的工况用压力，温度和体积计算质量2024/1/7210%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%198019972005质量流量计在线压力和温度补偿的体积测量固定压力和温度的体积流量计纯体积流量计气体测量的趋势2024/1/722内容…热消散〔冷却〕质量流量计的物理原理…热式质量流量计的根本设计…流量传感器器的概念和设计…制造工艺的限制和影响…有关气体的性质和影响因素…过程条件(压力和温度)的影响…此技术的优缺点FT010BPEB23传感器有两个PT100的热电阻组成，一个测量管道内气体的温度，另一个由电流进行加热，保持这两个热电阻之间的温度差恒定。

当气体流经热电阻，就会有冷却效应。当流量增加，冷却效应就增加，为保持两个热电阻的温度差恒定所需的传感器功率就增加。加在加热电阻上的功率与质量流量成正比测量原理-热传导原理(金氏定律)

质量流量=密度.流速FT010BPEB24热传感器(PT100)2xRTD

=PT100(100R@0’C)

可靠的结构设计

对气体温度更加敏感FT010BPEB25Prolinet-mass65F/I热式质量流量计

焊接式传感器–无密封圈

带有S-DAT模块存储标定数据

在现场可进行更换2024/1/726热消散〔冷却〕

流量FT010BPEB27热消散〔冷却〕+++++++流量传感器加热以保持固定的温差。FT010BPEB28热消散〔冷却〕+++++++流量当气体分子流过加热的铂金丝时带走热量。带走的热量取决于分子数量〔与流速和压力有关〕和气体的性质〔比热，热导率等〕。FT010BPEB29热消散〔冷却〕+++++++++流量传感器驱动电路在PT100上加上更多的功率以保持高于气体温度的温度差。FT010BPEB30典型的流量特性

非线性的流量特性低流量时很高的灵敏度在整个流量量程段通常需要几点校验FT010BPEB31典型的流量特性?

压力

温度

流速

气体性质:-热导率-比热-粘度-湿度传导外表条件如.污染,冷凝…随着压力和温度的变化而变化FT010BPEB32压力和温度的影响气体的热性质会随着压力和温度的变化而变化不同气体的影响也不一样:如空气受温度的影响大一些而CO2那么受压力的影响更大些温度可动态补偿–即实时测量气体的温度并实时校正气体的性质假设压力稳定的话可以在面板上输入一设定值假设压力变化很大的话,如>5bar,那么用压力变送器的mA输出/PROFIBUS/ModbusRS485作为它的输入FT010BPEB33压力和温度的影响以下示列生动地展现空气受压力和温度地影响.假设压力和温度改变得不大的话,空气受此影响不大.否那么的话,那么由于热性质的改变而需要修正其偏差.APPLICATOR软件能用来估算可能的影响.FT010BPEB34应用范围AirOxygen O2Nitrogen N2CarbonDioxide CO2Argon ArMethane (甲烷） CH4

建议用在t-mass说明书的范围内

Biogas(沼气）

Naturalgas Hydrogen H2 Helium He Butane(丁烷)CH3CH2 Propane(丙烷) C3H8

必须小心从事:检查下列:

压力

温度

组分

潮湿流量用户期望值

其它气体:如氯化氨对于没在上列的请求专家支持!FT010BPEB35潮湿影响潮湿气体会在传感器上增加冷却效应只要防止冷凝的话,这种影响就会减少到最低全年季节改变而引起的湿度改变会增减输出高达7%.假设传感器上有冷凝,输出会明显地上升.只要没有冷凝发生，湿气的影响可以忽略不计。旧的传感器对于任何液相其读数都会增大。测量误差总是负的〔仪表读数高〕而且很难量化误差多少。运用以下露点计算冷凝的影响假设过程温度小于露点=冷凝考虑过程压力!FT010BPEB36传感器上的冷凝物++++

流量++++++++FT010BPEB37气体混合物只要混合气体的组分保持恒定,就可用热式质量流量计.假设混合气体的组分改变,就会出现测量的不确定性.对于质量流量速率的影响可用Applicator®来计算.假设几个组分具有相同的性质,那么仪表的性能不会发生很大影响,如空气和氮气.假设改变氢气和氦气气体组分,就会极大地改变混合气体地性质并导致极大地测量误差.查阅Applicator®!FT010BPEB38与空气比较的其它气体在某一固定的过程条件下与空气比较,由于各不相同地热性质以下气体流量量程不同:Air 100%Argon 262%Biogas/NaturalGas 94%CO2 159%O2 106%N2 100%H2 1%FT010BPEB39优势单点质量流量测量宽的量程比100:1可测很低的流速忽略不计的压损(<10mbar)适合低压或真空大管道能用于矩形管道FT010BPEB40缺陷有直管段的要求对所测气体的性质和不稳定的混合气体敏感仅对某些普通气体测量精度不高也不能做计量交接仪表受温度和压力所限

尽管有以上条件所限,热式质量流量计仍不失为满足气体流量测量应用所需的常用的流量计!FT010BPEB41测量原理-热式流量计的结构加热电阻热电阻气体温度测量测量管道2024/1/742t-massAT70–超过12,000台的现场应用2024/1/743Prolinet-mass65–基于在线系列的全新设计

外壳

电子ProlineI/O模块Proline4线制供电

新的放大板–紧凑和远传软件气体引擎

机械传感器,仪表本体和插入管

新的标定平台FT030BPEB44主要特性内置“气体引擎〞从仪表上直接选择单一气体测量或者从20种气体中选择1…8种组成混合气体无需重新标定在现场即可改变气体类型和特性动态温度补偿流量和气体温度输出最多4路I/O，各种现场总线可选传感器和电路板在现场即可更换而不影响标定结果S-DAT&T-DAT现场修正,诊断和在线标定2024/1/745测量系统–t-mass65变送器:“t-mass65〞法兰式传感器:“F〞插入式传感器:“I〞FT030BPEB46Prolinet-mass

65I插入式过程连接:G1A,1“NPT外螺纹

插入式传感器长度:Standard235,335,435,608mm测量口径DN80-DN1500圆形/方形管道ColdTapHotTap(inprep.)测量管/过程连接材质:316/316L/1.4404传感器材质:

316L/1.4404orC-22过程压力:

-0.5…20bargauge过程温度:

–40…+130°C过程连接密封圈(forG1A):Nitrile-35°C,Kalrez-20°C,

EPDM-40°C测量误差:±1.5%o.r.plus±0.5%o.f.s2024/1/747Prolinet-mass65F法兰式过程连接:DN15…100(PN16,40,10K/20KJIS)½“…4“ANSICl.150,Cl.300(Sch.40,80)测量管材质:

DN15…25(CF3M(316L不锈钢)–A351)DN40…100

(316/316L/1.4404)传感器材质:

316L/1.4404orC-22过程压力:

-0.5…40bargauge过程温度:

–40…+100°C过程连接密封圈:Viton-20°C,Kalrez-20°C,EPDM-40°CPED:Cat.III(DN40…100)测量误差:±1.5%o.r.for100to20%o.f.splus±0.3%o.f.sfor20to1%o.f.s2024/1/74865F传感器仪表本身是标定过的其数据放在S-DAT现场更换不损失精度节省停机时间和维护本钱对于EXzone0/1(Cl.1Div.1)的表只能在原厂更换别离型一体化传感器

温度计FT030BPEB4965I传感器提供已标定的传感器其数据放在S-DAT现场更换而不影响精度节省停机时间和维护本钱一体化的防爆仪表必须在制造商那儿全焊接的加热电阻-不可更换一体化别离型FT030BPEB50一体化和别离型(最远100m)用户界面2-line背光LCD,按键操作12种语言Exapprovals:ATEX,FMandCSA

固定和灵活的输入输出1.25kHz脉冲/频率2x0/4-20mA输出2x继电器输出1x0/4-20mA输入2xTotalizersT-DAT环境温度:–20…+60°C(-40°Cinprep.)通讯:Prolinet-mass65F/I变送器2024/1/751诊断电路板和传感器的自诊断故障和注意这二种过失分类清楚地以文本方式显示保存最后的16个错误条件保存复位后运转时间过程和系统出错举列:流量极限值–已经到达最大流量超出流量范围–流量超出精度范围以外(注意或出错信息)流体温度的最小/最大.–气体温度太高或太低传感器故障SensorDefect–测量传感器出错或故障FT030BPEB52别离型传感器的组态非防爆

墙装式防爆现场安装变送器传感器法兰式“F〞插入式“I〞电缆长度可达100米FT030BPEB53别离型放大板和S-DAT数据储存在S-DAT流量标定值传感器性能管子数据标定或没标定的流量调节装置FT030BPEB54固定的输入输出板选项I/O1I/O2I/O3I/O4AmAHARToutputFrequencyoutputBmAHARToutputFrequencyoutputRelayRelayRmAHARTExia,activemAExia,activeSmAHARTExia,activeFrequency,Exia,passiveTmAHARTExia,passiveFrequency,Exia,passiveUmAHARTExia,passivemAExia,passive固定的输入输出板和ProlineX0系列相同FT030BPEB55灵活的输入输出板选项I/O1I/O2I/O3I/O45mAHARToutputFrequencyoutputmAinputStatusinput6mAHARToutputmAoutputmAinputStatusinput8mAHARToutputmAoutputFreq.outputStatusinput灵活的输入输出板和

ProlineX3系列仪表相同

毫安输入信号可以是压力补偿输入信号或在线标定参考值FT030BPEB56数据通讯板OptionI/O1I/O2I/O3I/O4J+5V(Termination)ProfibusDPQStatusInputMODBUSRS485数据通讯板在固定功能板上FT030BPEB57防爆证书Zone0/1Zone2ATEXII1/2G,2DEExd/de(ia)ATEXII2GD

EExd/de(ia)FM/CSACl.1Div.1;XPATEXII3GEExnFM/CSACl.1Div.2;NI65FRemoteSafeArea65FCompact65IRemote65ICompact--------------------------NonExFT030BPEB58快速设置用户专用设置可不在现场.预先设置标准操作程序所需的参数

(工厂里已预先设置好了).因此,

快速设置提供了一条功能:快速改变仪表参数.即插入式传感器可用在其它的管子上FT030BPEB59Prolinet-mass–易于维修

易于维修

所有板子都可在现场更换变送器参数存储在T-DAT带有S-DAT的传感器更换无需标定Fieldtool&Fieldcheck与参考仪表输入的在线标定FT030BPEB60附件：ColdTap插入式安装组件ColdTap在大气环境下拆离传感器–不带过程压力关闭球阀后才能从新开启工况过程连接:1〞NPT,G1A压力等级:-0.5…20bargauge套管材质:316/316L/1.4404球阀材质:1.4404/CF8M密封:PTFE2024/1/761附件：HotTap插入式安装组件HotTap在线安装和拆离传感器－过程压力过程连接:1〞NPT,G1A压力等级:-0.5…20bargauge准备中2024/1/762附件：ProlineT-mass65F整流器如果没有足够输入直管段的话,流量整流器会改善测量条件

19孔整流器订货号DK6ST-***2024/1/763

“气体引擎〞-模块化(自动模式)修正的体积流量气体温度固定压力或所测压力值气体性质气体温度质量流量功率系数单一气体或混合气体气体性质计算器传感器流量模型用户定义的变量所测的过程变量=编程的=所测的=计算的FT030BPEB64传感器的驱动和控制

A/D调制器的脉冲宽度A/D加热功率PW加热器温度TH气体温度TG比例调节器

T=TH-TG~常数

只有到达最大功率才PW=常数气体引擎II计算质量流量

仪表编程:Gas/Gas 过程TypeMixture 压力Ref.Temp/Press.PWDT热导率.粘度比热密度参考密度普朗特数PrandtlNum.NusseltNum.(努塞尔数)雷诺数.马赫数.输出流量气体引擎I标定.气体性质内含软件reFT030BPEB65气体引擎的优势直接在变送器上从空气的标定改成其它气体或混合气的标定而无需设置或重新标定20种气体的选择菜单从给定的气体菜单里选择8种组成混合气体.过程压力可以是恒定的或作为变量输入(mA)用另一支温度传感器提供实际气体温度补偿容许超出标定范围的流速和动态流量范围—延伸测量范围可以现场更换部件而无需再次校验FT030BPEB66优点：无需从新标定即可直接改变气体、混合气体和过程压力测量范围动态调整〔标定的测量范围实际测量范围〕可从20种标准工业气体中进行选择内置“气体引擎〞沼气氦气甲烷氩气氮气天然气垃圾气二氧化碳空气2024/1/767在线压力补偿过程压力波动大(>5bar)

会影响主要的测量信号对于氨气这类气体进行补偿特别有用利用电流输入和绝压压力变送器注意：

大多数应用中压力的变化很小，不需要进行补偿，例如：CompressedAir@±0.5bar

也可通过ProfibusDP或者ModbusRS4852024/1/768t-mass65支持的标准气体AirAmmoniaArgonButaneCarbonDioxideCarbonMonoxideChlorineEthane(乙烷)Ethylene(乙烯)Helium4Hydrogen(normal)HydrogenChlorideHydrogenSulphideKrypton(氪)MethaneNeon〔氖〕NeonNitrogenOxygenPropaneXenon(氙)FT030BPEB69气体混合物运行在〞自动的〞气体引擎模型上.输入气体组分从1…8从20种单一气体中选1…8种气体总的组分必须是100.00(百分摩尔%)FT030BPEB70混合气的例子:压缩天然气

沼气81.470Mole%氮气13.940Mole%Ethane02.900Mole%CarbonDioxide00.990Mole%Propane00.500Mole%Butane00.150Mole%Helium00.050Mole%FT030BPEB71精度指标

65F传感器:±1.5%ofreadingfor100to20%offullscale

±0.3%o.f.sfor20to1%o.f.s

65Isensor:±1.5%ofreadingplus±0.5%offullscaleFT030BPEB72Prolinet-mass–范围测量范围

标定范围受制造商标定装置的限制用空气在1bar和23°C标定有赖于仪表尺寸有效的准确度

外延范围受速度和不同温度所限编程范围按照过程要求缩放测量量程但必须在外延范围之内FT030BPEB73t-mass65I/F标定范围由于标定装置容量的限制而决定t-mass标定的范围标定在24°C接近真空的条件下完成限制有赖于所要标定仪表的尺寸因此t-mass精度指标有赖于标定范围因为标定的气体是空气所以指标是以空气做依据的.FT030BPEB74标定范围外的应用软件假设流量计用在标定的参考条件之外,测量范围就会改变用E+HAPPLICATOR来计算范围.如下所示:管径GasProcessPTemperatureMax.FlowDNBara°Ckg/h50Air12491050Air324330050CO2124130050CO2324395050Methane12479550Methane3241500FT030BPEB75外延流量范围t-mass65具有外延流量范围能力`:容许流量测量超出流量标定的范围.受以下限制:最大流速

或传感器的差值温度T>3°C这些流量极限值决定于管径,气体类型,过程压力和温度.当超出极限值使用时就会出现过程误差.流量外延用户可以把它编成出错信息或注意信息FT030BPEB76外延流量范围对外延流量范围不保证其精度温度不超出.3°K或最大流速不超过136米/秒.标定范围外延范围FT030BPEB77流量极限如果满足以下条件就会出现过程误差:超出最大流速或传感器的温差小于最小极小值(min.T<3°C)在这种情况下,“所测的最大流量太高了〞在这种条件下不能进行测量!选择大的尺寸或减小流速FT030BPEB78外延流量范围定径

1bar,24°C=最大外延流量是1108kg/h极限:Mach0.410bar,24°C=最大外延流量是4300kg/h极限:

T<3°CFT030BPEB79在线标定用一个基准流量计在管路或旁路中定期进行性能或漂移检查调整不良安装的影响在流量计的下游安装另一流量计如皮托管或质量流量计假设波动很大的话,那么需压力和温度补偿作为选择,泵曲线,压力曲线都可做参考值0/4–20mAoutputFT030BPEB80在线标定在线重新标定用可选的电流输入作为基准信号建立一标定曲线0/4–20mA

输入0/4–20mA

输出ReferenceMetert-mass65F/I记录仪可选NotsupportedviaPROFIBUSDPandMODBUSRS485好处:与送到工厂重新标定相比节约时间和本钱修正不良安装的影响特殊气体(不在气体引擎上)的标定FT030BPEB81流量计在在工厂已经预先设置和标定—即装即用

以下参数需要在用户处设置:单一纯洁气体或多达8种混合气体(inMole%)过程压力参考温度和参考压力(为修正体积流量)管道类型:圆形或方型(插入型)管子尺寸:内径或管道尺寸变化(插入型)输出选项:质量流,修正的体积流量和温度输出电流1…2:范围0/4mA,20mA值,时间常数,失效平安模式脉冲输出:脉冲值,输出信号,失效平安模式用户特殊设置FT030BPEB82用户处设置

xxxxxkg/h输入最高温度和最大流量(仅能用正值),选择单位xxxxs输入时间常数0.0to100.0sMin.Current

输入失效模式Temperature

选择质量流量,修正后的体积流量或温度4-20mA

选择电流范围(注意:只能从Current1中作不同的选择)xxxxxºC输入最小温度(+/-值),流量值从零开始,选择单位.xxxxxºC输入最大温度或流量值(只能选正值),选择单位xxxxs选择时间常数0.0to100.0sMin.Current

选择失效模式MassFlow

选择质量流量或修正体积流量

xxxxxkg输入脉冲值,选择单位Passive-Positive

选择输出信号选项.Seenote3.FallbackValue

输入失效模式FT030BPEB83Prolinet-mass-过程条件系统复位运到用户处的所有流量计都有一页文件告诉用户所设置的参数,或有的默认值,有的用户化

FT030BPEB84Prolinet-mass-输出组态FT030BPEB85新的t-mass65系列WaferversionsDIN11851卫生法兰AT70DN25/1〞螺纹法兰AT70FDN150/6〞FlangesensorUltraPurecleaningFT030BPEB86用65I替换AT70 AT70 65I电源 20…30VDC 20-55VAC/16-62VDCI/O 4..20mA ORpulse 4..20mAANDpulse过程连接 NPT1〞,G1A 相同插入深度 235,335,435mm 相同除了608mm/24〞 FT030BPEB87用65F替换AT70F

AT70F 65F电源功率 20…30VDC 20-55VAC/16-62VDCI/O 4..20mA 或脉冲 4..20mA和脉冲过程连接 DIN,ANSI法兰 DIN,ANSI,JISNB 15…150 15…100

(NB150useinsertion)开档一样: 相同长度除了:

NB15=245mm 220mm FT030BPEB88在出厂前T-mass65已经标定并安装用户数据进行预设置－到现场即可安装使用单一气体或者最多8种介质的混合气体过程压力参考温度河参考压力〔用于修正体积的计算〕管道类型：圆形或者矩形〔插入式〕可选输出信号:质量流量、修正体积流量和温度电流输出1…2:Span,0/4mA,20mAvalues,timeconstant,failsafemode脉冲输出:脉冲值,输出信号,失效模式用户可指定出厂设置2024/1/789主要特性和优点总结内置“气体引擎〞选择单一气体测量或者从20种气体中选择1…8种组成混合气体无需从新标定在现场即可改变气体类型和特性动态温度补偿最多4路I/O，各种现场总线可选传感器和电路板在现场即可更换插入式和套管在出厂前即进行一体化标定S-DAT&T-DAT可在现场和参考表一起进行标定2024/1/790标定装置PCFlowtecE+HFlowtecAG11/2005Slide91Classification:INTERNAL2024/1/791世界领先的气体标定装置在同一个环境参数下用空气进行标定环境条件稳定稳定和湿度自动控制流体流态理想不受干扰Mastermeters:turbines,rotarypistonsandsonicnozzlesforvariousflowrangesMax.flowrate:10000kg/h设备不确定度:±0.3%o.r.ISO/IEC17025accredited(pending)

2024/1/792标定标准待测设备自动定位－高精度和重复性法兰式传感器：旋转式标定装置DN15…100(1/2〞…4〞)可选择和整流器一起进行标定(for65Fsensor)提供插入式传感器所需的直管段特殊标定:DN80(3〞),DN100(4〞)andDN150(6〞)2024/1/793标定证书2024/1/794工厂标定：能答复吗?1.t-mass流量计用来标定是哪一种气体?----任何气体—空气-----仅用惰性气体－沼气〔可选〕2.哪一种型号是交货前标定的？----法兰式－所有t-mass型号-----可选－插入式2024/1/795安装的一般要求任何流量计的技术指标都是建立在理想安装根底上的任何款式的流量计都有安装要求.此要求是最低的要求Thet-mass(特别是插入式传感器)受安装情况的影响特别大ThermalMassflowmeter96弯管后仅有2D位置的测试测试点2测试1ThermalMassflowmeter97位置1测试结果t-mass1.2Dfrombendat30°Kg/h%Error05001000150020002500-40.00-38.00-36.00-34.00-32.00-30.00-28.00-26.00-24.00-22.00-20.00-18.00-16.00t-mass[Kg/h]TurbarRig

[Kg/h]Error[%]基准流量=2009Kg/hThermalMassflowmeter98传感器安装在第二点的测试ThermalMassflowmeter99测试点2ThermalMassflowmeter100被推荐的安装点t-mass[Kg/h]Turbar[Kg/h]Error[%]Kg/h-3.-2-101234%ErrorReferenceFlow=2009Kg/hrThermalMassflowmeter101AveragingPitot2pipedia弯管后afterbendThermalMassflowmeter102皮托管

–

测试点11000120014001600180020002200240026008:06:008:06:058:06:108:06:158:06:208:06:258:06:308:06:358:06:408:06:458:06:508:06:558:07:008:07:058:07:108:07:158:07:208:07:258:07:308:07:358:07:408:07:458:07:508:07:558:08:008:08:058:08:108:08:158:08:208:08:258:08:308:08:358:08:408:08:458:08:508:08:558:09:008:09:05Kg/h0.005.0010.0015.0020.0025.00%RefFlow[KG/H]Pitot[KG/H]Error[%]ErrorThermalMassflowmeter103皮托管–正确安装10001200140016001800200022007:38:007:38:067:38:127:38:187:38:247:38:307:38:367:38:427:38:487:38:547:39:007:39:067:39:127:39:187:39:247:39:307:39:367:39:427:39:487:39:547:40:007:40:067:40:127:40:187:40:247:40:307:40:367:40:427:40:487:40:547:41:00Kg/h-2.00-1.50-1.00-0.500.000.501.001.502.00%RefFlow[KG/H]Pitot[KG/H]Error[%]误差rReferenceflow=2007Kg/hrThermalMassflowmeter104缩管或扩管后90°弯管后安装在t-mass

后的控制阀直接安装在t-mass后的流量调节装置法兰式T-Mass最小的直管段ThermalMassflowmeter105缩管或扩管后90°弯管后安装在t-mass

后的控制阀流量调节装置安装在t-mass前20倍管径处插入式T-Mass最小的直管段ThermalMassflowmeter106管径决定插入深度按照技术说明书来决定和调节插入深度理想的插入深度是管径的30%插入式传感器

–

安装ThermalMassflowmeter107工厂通风–薄壁管ThermalMassflowmeter108插入式t-mass-安装ThermalMassflowmeter109直径变化的影响实际内径=177.5mm仪表输入值=160mm误差=19% ThermalMassflowmeter110在线验证结果流量计设置的值是150mm修正后的Sch10S壁厚管:161.5mm湿气值从0.75改成0.85由仪表输入尺寸所产生的误差ThermalMassflowmeter111ID例如一台插入流量计设置成6〞Sch40管但安装在6〞Sch10S管会产生-9%误差6〞Sch40ID=154mm6〞Sch10SID=161.5mm新的流量(Nm3/h)=原来流量x(IDNEW)2

(IDOLD)2 原来100Nm3/h流量现在是:(100x(161.5)2)/(1542)=110Nm3/h皮托管 =-9%误差t-mass =-13%(假设相同尺寸) 知道管道内径的重要性ThermalMassflowmeter1123种最常见引起的测量误差:流体干扰垫圈不应凸出焊接缝不应凸出直径2直径1ThermalMassflowmeter113偏离的垫圈ThermalMassflowmeter114热式流量计安装方向

安装正确安装正确不正确,可能积存冷凝物ThermalMassflowmeter115Endress+HauserMitsubishiZanker流量调节器－解决方案假设流量计由于场地限制而不能按照说明书要求安装，在流量计的前安装流量调节器会改善测量条件。ThermalMassflowmeter11690°弯头后扰动剖面1,251,000,750,50无调节器有调节器5DN40DN5DN26DN介质：空气以上都是弯头后的距离ThermalMassflowmeter117流量调节器–65F传感器减少标准的入口直管段从15xDNto5xDNE+H19孔设计直接能和上游法兰面相配尺寸:DN25…100/1〞to4〞schedule40/80建议传感器和调节器同时订货，一起标定ThermalMassflowmeter118流量调节器–65I传感器减少标准的入口直管段从20xDNto15xDN三菱的35孔设计或相似的就可用(如涡街流量调节器)尺寸:DN80…300/3〞to12〞〔大尺寸不实际也太贵)适合提拉式由于在线尺寸会改变，不能和流量调节器一起标定ThermalMassflowmeter119安装和操作-插入式：插入深度计算安装时必须保证竖直插入管道内部L1,L2=管道的口径B=管壁厚度C=安装口的高度D=工程连接适配长度插入深度=[Lx0.15]+B+C+D)将流量计插入到所计算的深度的刻度即可2024/1/7120ProlineT-massAT-65F/I与AT70相比的变化：产地：英国曼彻斯特→瑞士其整个操作界面和结构与Proline系列的流量计相同〔外壳，操作界面，传感器，电子部件和支持软件都是重新设计〕为此，我们在瑞士的流量厂新建了一个世界上精度最高的气体标定系统〔系统精度：≤0.3%,标定范围0.5~10000kg/hr，口径DN15~DN175〕。2024/1/7121TypicalApplicationsAir

Biogas/NaturalGas

TechnicalGasesFT070APEB122T-MassAT70–

低压工业用气气体: 空气温度: 25°C压力: 常压流量: 30000Nm3/h尺寸: 800*1400mmFT070APEB123压缩空气

–

铜矿(赞比亚)

FT070APEB124污水处理厂的曝气池空气测量曝气池的空气别离式变送器Remoteelectronic理想的安装条件但…螺旋形的焊接小管产生了漩涡以至于引入了测量误差FT070APEB125Subiaco污水处理厂管径1650mm通向曝气池的空气安装在定制的法兰上Subiaco(苏比亚克)位于西澳大利亚州。是首府珀斯(佩斯)的一局部左图的T型装置能引起局部的流体形态失真而产生误差。

如上大管径需要很长的直管段。FT070APEB126澳大利亚Bolivar污水处理厂管径500mm安装在控制伐前注意流量表必须安装在蝶阀前.安装正确,测量精确.FT070APEB127T-MassAT70F-„沼气“污水处理厂的沼气测量隔热管以免凝露防爆场合用别离型由于沼气池管内的温湿沼气会导致管外产生凝露。很显然，冬季时环境温度会冷却管壁很容易产生凝露。外加保温层会解决这个问题。但会增加本钱。FT070APEB128T-MassAT70F–

“煤层气“天然气

在煤气机动力机装置上火炬气测量

防爆场合用别离型t-mass传感器安装火炬相当高的地方。虽然安装和维修都不方便，但要满足直管段要求只能装在这儿。变送器是远传型的操作比较容易。好在传感器是免维护的。FT070APEB129T-MassAT70F-„煤层气“天然气

在煤气机动力机装置上从地下煤层来的主供给管道压力110kPa

温度37C

流量3000Nl/s包括湿度和压力传感器防爆场合用别离型难点:由于来源不同气体的组分也不同.基于外部的气体分析仪信号补偿.FT070APEB130介质沼气压力20mbar温度35°C流速1...3m/sT-MassAT70–低压和低速FT070APEB131T-MassAT70–

天然气介质天然气压力3bar温度20...25°C流速2...20m/sFT070APEB132二氧化碳

流量正比于软饮料所需的二氧化碳的量由于CO2

的含量以g/l表示，这是质量流量测量T-MassAT533-„CO2

控制“FT070APEB133T-MassAT533-„N2

应用“瑞士诺华公司

N2

测量高量程比要求户外安装ExVersionwithAMT551FT070APEB134应用举例：能答复吗?1.Whatsingleapplicationfieldforairiscommerciallythemostinteresting/accessible?MedicalairCompressedair AirtobiobasinAirtoburner2.Whichgaseswouldyougroupingasmixtures?Biogas Oxygen Nitrogen Air Argon Naturalgas CO23.Whatindustriesofferhighpotentialforcompressedairmeasurements?Chemical Food Mining Powerplants Oil/Gas Pulp&Paper2024/1/7135应用举例：能答复吗?4.Wherearepotentialnaturalgasapplicationswithhighpotentialfort-mass?Privatehomes Gaswells Gasburnerusage Boilerhouse Gasengines5.Whatisthetypicalt-masssensorforlargepipes(>100mm)?Dependsonaccuracyexpectations AlwaysinsertionDependingonprice6.Whatisthemostaccuratet-masssensor?

Fsensor Alwaysinsertion

Isensorwithspecial

calibration

2024/1/7136Information:AProwirl73,setforCarbonDioxidegas,withHARTpressureinputwasusedasareferencetotestthegasenginecalculationsofthenewt-mass65.TheProlinet-masswascalibratedonairandthen,viathekeyboard,programmedforthesamegas.CarbonDioxideFeedtoBreweryProcessSpecs:Gas:CarbonDioxidePressure:8barg.Temperature:32°CFlowRange:1000Kg/hrLinesize:80mm(3〞)Instrument:Model:Prolinet-mass65FLocationScottishCourageBreweryUKApplicationInformationProlinet-mass65137DetailedapplicationinformationApplicationInformationProlinet-mass65138应用-使用的行业和范围行业所测范围压缩空气保温和通风

饮料/啤酒 -CO2&N2

空分系统

气体生产 -氩气,氮气,氧气,CO2,氦气

污水处理

-沼气,压缩空气

垃圾处理厂

钢铁制造

-氩气,氮气,氧气

制药 -氮气，空气

其他 -气体检漏，能源测量2024/1/7139应用-本卷须知2024/1/7140应用-安装实例1：马鞍山钢铁公司三钢厂优点:稳定的小流量的测量免维护.仪表:

AT-70FDN15Flangeversion流体:

Argon(氩气)0~400Nm3/h压力:6~8bar温度:常温2024/1/7141应用-安装实例2：张家港开发区污水厂仪表:

DN200插入式流体:

压缩空气100~1500m3/h压力:6~8bar使用原因:通过对进风量的测量，控制曝气池的氧含量.2024/1/7142应用-安装实例3：福建漳州污水厂优点:稳定的流量测量安装简单，方便仪表:

AT-70DN200插入式流体:

压缩空气100~1500m3/h压力:6~8bar2024/1/7143过程参数:介质:

二氧化碳

压力:13.5Barg温度:25deg.流量:0-1500kg/h仪表:型号:65F40口径/材质:DN40/SS316L,Viton密封软件/总线:

标准用户:Bulmers

国家:Clonmel,爱尔兰

PHOTO工艺:苹果酒生产设备发酵容器CO2测量应用-安装实例4：CO2测量2024/1/7144应用要求:流量范围大-量程比宽应用环境:室外安装天然气仪表:T-MassAT70F优点:稳定的测量相比涡街流量计量程比更宽行业:

食品用户:

Coppers酒厂,澳大利亚应用-安装实例5：天然气测量特殊应用潮湿和脏的沼气氦气和氢气

垃圾气或煤层气….FT100APEB146潮湿和脏的沼气–影响气体成分沼气的成分依赖于有机物的发酵.操作员密切注视着成分变化.所以这种影响可以被补偿潮湿只要能防止凝露,潮湿的影响就可忽略不计.假设有凝露,流量就会高出实际值的30..50%.不可能知道确切的影响因此一定要防止凝露饱和气体的温度下降气体就会冷凝.假设管子是绝热的或甚至是加热的就会把凝露降低到最少或防止.FT100APEB147100150200250300350400010203040506070沼气二氧化碳2温度流量Nm3/hroC管道尺寸: 8〞(200mm)压力: <20mbar温度: 35oC流速: 1…3m/sec举例:从气体采样器采样气体分析FT100APEB148沼气生产

–影响流量计的因素气体成分低压工况(20-200mbarg)低流速(1-3m/sec)湿气微粒安装约束管径的重要性

FT100APEB149潮湿和脏的沼气–发酵后的安装流量计安装在何处由于刚发酵产的沼气含有很高的湿气并会产生凝露,所以流量计决不能紧贴在没有处理过的沼气后面.建议把流量计安装在冷凝罐后.假设没有冷凝罐那么安装在储气罐后.如何安装流量计应该垂直安装以防止管道和流量计内产生冷凝如果可能的话,最好安装在过滤器和冷凝罐后FT100APEB150发酵过程湿气枯燥气FT100APEB151沼气–定径发酵过程产生不同流速的沼气需要大量程比的流量计要确认管径必须知晓最大产气量.由于t-mass能测量很低的流速,所以能安装在现有的管子上但…它不能测非常低的流速,因为此时的流量形态遭到破坏FT100APEB152氦和氢–影响

氦气和氢气具有非常高的热导率.即使在低流速下也会有很高的冷却效应.由于自然对流,即使没有流量气体也会从加热的传感器上吸取热量.在无流量的工况下也会显示流量从而产生零点误差.当压力增加时其密度也会增加,其影响就更大.即使在合理的流速下氦气和氢气在高压下也会产生高压损.FT100APEB153应用–氢气测量FT100APEB154氦气和氢气–必须注意…防止很低的流速增加小流量切除.在无流量的情况下检查流量指示并按照实际情况来调节零点调整会改善其功能请仔细确认测量范围.FT100APEB155垃圾气和煤层气的成分垃圾气和煤层气像沼气一样是带有大量甲烷的混合气.CO2

也占有很大比例依据其场所和来源不同其成分也不同

随着时间的变化它的成分也会变化.因为供转化的有机物会减少,甲烷会减少而CO2

会增加FT100APEB156垃圾气和煤层气

的影响如果气体的成分变化热式质量流量计的输出也会变化知晓实时比例就可重新计算气体转换率如果气体成分在有规律的变化,唯一的方法是用气相色谱仪分析其混合气的成分来加以补偿.步骤

色谱仪提供实际气体成分.从已编程t-mass标准混合气来比对从色谱仪来的实际气体,在PLC上修正流速输出.FT100APEB157T-MassAT70F–“煤层气〞天然气

煤气动力装置从地下煤层来的主供给管道压力110kPa

温度37C

流速3000Nl/s包括湿度和压力传感器由于是防爆场合选别离式难点:由于来源不同其气体成分也不同.由waij气体分析仪反响的信息来补偿FT100APEB158主要的工业气体空气和压缩空气的测量是最大的气体市场,绝大多数的应用场合都是低温(+15…50oC)和低压(常压…7barg),无需高深的专业技术和特殊的解决方案.如果天然气和其它气体如氮气,氧气,氩气和空气相加那么要占超过80%气体测量份额.

FT050BPEB159t-mass

的主要应用压缩空气对大制造商任何气体的使用和泄漏进行监控污水处理厂的空气测量曝气池的空气质量流量的控制工业气体的使用在各种过程和装置气体使用的分配食品和饮料行业的CO2

测量啤酒厂和软饮料生产厂CO2

的使用和生产的控制天然气

燃烧器或内燃机气体的使用和控制FT050BPEB160压缩气体测量大生产厂任何气体总压缩机容量超过150kW压缩空气生产

生产的最优化压缩气的分配费用分摊泄漏检测减少损耗=节省费用FT050BPEB161典型条件压缩空气的压力通常在5到8barg流量计通常安装在室内工厂内的压缩空气通常是无油无水的使用场合需要高量程比的流量计假设流量计用于捡漏场合必须具有测很低流速的能力FT050BPEB162Why压缩空气?CO²/HeatINGERSOLL-RAND100%34%4%WASTEHEAT96%FT050BPEB163压缩空气市场的策略

最大的单一气体市场涵盖每一个行业最贵的气体Fullproductrange立法和政府支持以减少损耗

为何??买气体流量计的老板和买液体流量计的老板目的是一样的:有用!FT050BPEB164压缩空气

–

测量什么?1.测量不同用户的消耗量和泄漏监测2.压力控制和调节压缩机的开关点3.每一用户和分支的压力(本钱计算)4.通过枯燥器,过滤器的差压.5.通过压缩机和其冷却系统的温度来探测其结垢和堵塞6.通过枯燥机的露点温度测量7.当不需要的时候,压力开关关断压缩机8.冷却系统热交换机的流量FT050BPEB165重要的数据

压缩空气的生产占整个工业电耗量的10%.>30%所生产的压缩空气浪费掉(泄漏,损耗).一台典型的200kw压缩机每星期运行5天,每天24小时,那么每年花费$106,000.7bar压力的压缩空气系统中有3mm的漏洞那么每年花费$2080.把浪费从30%减到15%将每年节约$16,000.而一台流量计只不过花费$6,000.FT050BPEB166压缩空气

–

能量提示生产1马力的压缩空气需消耗7马力的电能

(leastefficientsourceofenergy).空气入口应该有冷却装置查找泄漏点(通常有40%的损耗!)测量生产和消费来控制使用维持最低压降(减少13.79KPa的压差就能节约1%能量)维持最低的系统压降;分散压缩机枯燥气体(有效地减少湿气)有规律地改变压缩机过滤装置恰当的管道尺寸FT050BPEB167压缩空气

–

泄漏代价加拿大工业能源节约管理:2002年能效管理指导FT050BPEB168WhyMass?吸入压缩andblowsout通常的速率是l/min体积改变7-14%(夏天/冬季)FT050BPEB169压缩空气

–

转换成工作环境FT050BPEB170体积或质量测量?抽气机或自由空气100m3/min20°C1bar1.2kg/m3120kg/min体积温度压力密度质量Counter1Counter214.4m3/min20°C7bar8.33kg/m3120kg/min18.4m3/min100°C7bar6.5kg/m3120kg/min体积随压力和温度的改变而改变,质量则不变!FT050BPEB171FreeAirDelivered抽气机orFreeAirDelivered体积温度压力密度质量1000m3/hour15°C1.013bar1.14kg/m31140kg/hr1000m3/hour26°C0.98bar1.06kg/m31060kg/hr1000m3/hour0°C1.1bar1.31kg/m31310kg/hr周围环境???夏季冬季?FT050BPEB172压缩机房M主过程环MPaintShopRingMainSM去干燥器工段Nonreturnorzonevalve目标速度6m/secM=测量点SM=次测量点M

RingMainDistributionFT050BPEB173压缩空气

–

铜矿(赞比亚)FT050BPEB174TypicalCostBreakdown75%EnergyCost10%Maintenance15%CapitalFT050BPEB175压缩空气泄漏代价-£/year

压力洞的大小/直径(mm) 12342.5bar(g) 120 450 1144 3600 5bar(g) 200 830 1840 5100 7bar(g) 250 1034 2423 6250 0100020003000400050006000700080001235洞的直径(mm)Costin£speryear2.5bar(g)5bar(g)7bar(g)基于每千瓦小时

4.5英镑FT050BPEB176减少浪费,降低压力–降低本钱012345678951%58%65%72%