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弯管流量计在测量过程中如何提高准确性的实施_

2020-01-04    

弯管流量计在测量过程中如何提高准确性的实施方法

提高弯管流量计测量准确性的工程实施方法

   分析了被测介质电导率、流速分布与直管段、电极结垢与附着层、安装条件和运行环境5 方面工程因素对弯管流量计准确测量的影响, 提出了提高电磁流量测量准确性的工程对策。从而保证弯管流量计在工程应用中能够准确测量, 使其充分发挥其计量作用, 为流量检测提供可靠的测量数据. 

弯管流量计     

    流量测量广泛应用于工农业生产、国防建设、科学试验、国内外贸易等各个领域, 然而, 流量测量是一项复杂的技术. 由于流量是一个动态量, 被测流体的特性复杂、测量条件又各不相同, 因此流量测量的准确可靠性较难保证. 为了准确的测量流量, 人们已研究开发出速度式流量计、容积流量计、动量式流量计、弯管流量计、超声波明渠流量计等几十种流量计. 其中, 弯管流量计以其优越的性能, 在诸多领域广泛采用. 但在实际使用中, 影响流量计测量的因素较多, 经常会出现流量计本身检定合格, 而实际却感觉计量.. 不准..的现象. 本文在确保弯管流量计本身计量检定合格的基础上, 分析了工程上影响弯管流量计测量准确性的因素, 提出了提高弯管流量计测量准确性的工程实施方法.

   1 影响弯管流量计准确测量因素

   图1 .. 弯管流量计工作原理弯管流量计是根据法拉第电磁感应定律来工作的, 即导电流体以平均速度v 流过垂直于流动方向的磁场, 其感应电势E 通过与流体直接接触的电极( 又称传感器) 检测出来. E = K BvD .. , ( 1) 式中: K 为仪表常数; B 为磁感应强度( T) ; v 为流体运动平均速度( m/ s) ; D 为管道内径(m) . 当K 、B 、D 确定下来后, E 与v 成正比. 其工作原理和结构如图1 所示. 根据流体的体积流量公式: Q = 1/ 4..D2v .. , ( 2) Q 是v 的正比函数, 代入公式( 1) , 那么E 也是Q 的正比函数, 由此, 测出了感应电压E 也即测出了介质的体积流量Q. 弯管流量计由流量传感器和转换器两大部分组成. 传感器测出的感应电压E 由电缆送至转换器, 通过智能化处理, 然后LCD 显示, 或转换成标准信号4~ 20 mA 输出. 根据以上测量原理, 实际使用中, 影响弯管流量计准确测量的工程因素主要有以下5 个方面:

   ( 1) 被测介质电导率的影响. 被测流体的电导率决定了转换器所需的输入阻抗大小, 流体电导率降低, 电极的输出阻抗将增加, 并且由转换器输入阻抗引起负载效应而产生误差. 因此, 弯管流量计应用中规定了流体的电导率的下限. 理论上, 把电极看作点电极, 忽略其大小, 实际上, 电极有一定尺寸, 当直径为d 的圆形电极与电导率为..的半无限展宽的流体接触时, 其展宽电阻为1/ ( 2..d ) , 因此, 如果管道直径D .. d, 则电极的输出阻抗为两个展宽电阻之和, 即等于1/ ( ..d ) . 一般测量的流体电导率..的下限为5 ~ 10 ..s/ cm, 所以, 若电极直径d 为1 cm, 则电极的输出阻抗就为1/ ( ..d ) = 100 ~ 200 k.. , 为使输出阻抗的影响限制在0. 1% 以下, 转换器的输入阻抗应为200 M .. 左右. 对于弯管流量计, 选型时必须考虑流体电导率要大于5 ..s/ cm 的阈值( 即下限值) 要求.

   ( 2) 流速分布与直管段的影响. 根据公式( 1) 知, 如果流速以中心轴为对称流动, 感应电势与流速分布无关, 仅正比于平均流速. 若流速为非中心轴对称分布, 图2 表示90 ..弯头与突扩管的流线分布与速度剖面, 每个流动质点相对于电极几何位置不同, 对电极产生的感应电动势大小也不同, 越靠近电极, 速度大的质点所产生的感应电动势越大, 容易引起误差, 因此, 必须保证流体流速为中心轴对称. 工程上, 正确的安装可以减小此类误差. 图2.. 弯头及突变管的流速分布尽管弯管流量计生产厂家不断追求流量计本身的精度, 但实际工程中, 工艺管道中的弯管、阀门等都会引起流动畸变、二次流或漩涡, 破坏了原有充分均匀的流速分布状况. 只有经过相当长的直管段, 才能让流体恢复其轴对称的流速分布. 若实际工艺管道上下游直管段不足, 可以通过安装流动调整器来调整.
 

  • 产品名称:HQWG弯管流量计

  • 产品型号:HQ-WG
  • 产品厂商:红旗
  • 产品文档下载:  红旗弯管流量计
简单介绍:
HQWG弯管流量计
详情介绍:



弯管流量计
一、弯管流量计的主要特性
HQ-WG型弯管流量计是一种典型的节能型差压式流量测量装置,被广泛应用于冶金、化工、石化、热电、纺织、造纸、制药、食品加工、热力部门的液体、气体、蒸汽的流量测量,既可作为流量计量仪表进行长周期连续流量监测和累计,又可以利用其特殊优良的重复性精度作为流量控制单元中的流量测量装置使用,其适用范围十分广阔。
HQ-WG型弯管流量计可适应各种复杂的现场条件,安装条件及安装方式等方面的特点越来越受到业内人士和相关用户的关注和肯定。作为流量计队伍中的一员新军,近年来弯管流量计的市场覆盖率、增长率都有显著提高。
二、弯管流量计的组成
弯管流量计主要由弯管传感器、智能流量积算仪表、差压变送器及一些配套的管道阀门组件组成,当流量测量需要对介质进行密度补偿(温度压力补偿)时,还应配备压力变送器、温度组件等其它配件。


三、弯管流量计的工作原理
当流体通过弯管传感器时,流体受到传感器的束缚,被迫作圆周运动(即强制旋流)。而流体产生的离心力使传感器的内外侧壁产生压力差△P(P1-P2)。 该离心力的大小与流体的流速v、密度ρ及所做圆周运动的曲率半径R等因素有关,即
△P=F(V、p、R)
该差压值通过安装在弯管传感器内外两侧45°处的导压管引出送入差压变送器,经差压变送器检测转化为4 -20mA电流信号送入二次仪表,进行后续处理。介质的平均流速和差压值之间的函数表达式为:



其中:V:介质的平均流速(m/s)
Cf:流量系数(与弯管传感器的结构形式、流体的雷诺数、动力粘度、压缩系数、管道的粗糙度等参数有关);
△P:弯管传感器内、外侧压力差;
△P=P1-P2 (Pa);p:被测介质的密度(kg/m3) 。
四、弯管流量计的主要特性
1、结构简单
无附加阻力损失——弯管传感器是一个有着确定几何尺寸的圆形或矩形的90°弯头,内部没有任何插入件、节流件、阻流件,结构简单,不会产生附加的阻力损失,是一种节能型的流量测量装置。
2、重复性好
弯管流量计的重复性优于土0.2%以上,它是保证弯管流量计能获得高精度测量结果的基础。
3、耐磨性能好、使用寿命长
弯管传感器使用寿命等同于所替代的标准弯头,耐磨损,长期运行管径的微小磨损对弯管传感器的测量精度影响甚微,可保证长周期稳定工作。
4、直接焊接式安装简单
弯管传感器可采用直接焊接式安装,解决了“跑冒滴漏”等问题,大大减轻了现场维修工作量,节省维修费用。
5、适应性强、测量范围宽
弯管流量计不受现场的高温、粉尘、潮湿、震动、电磁场等不利因素的影响,可在任何复杂的环境中工作。测量管径适用于DN15~2000mm,及各种尺寸矩形管液体流速不低于0.5米/秒、蒸汽或气体流速不低于5米/秒。
6、直管段要求低
弯管传感器对于直管段的要求相对较低,只要能满足前5D后2D即可获得足够的测量精度。
五、弯管流量计的规格类型


(1)本样本不包含变送器的选型资料,需要时请直接向当地代理商或厂家咨询。(2)其它特殊介质可选,具体情况请同厂家联系。
六、弯管流量计的选型表
弯管流量计选型代码表




*一 体式含焊接式取压阀、三阀组及取压短管与流量本体焊接成套供贷,取压短管/取压阀/三阀组材质与取压口相同(根据现场工艺要求,取压阀可选用承插焊截止阀、承插焊闸阀或其它类型和材质的阀门),配对法兰材质与现场管道材质相同,变送 器按用户需求配套。
**  分体式不含所有安装附件,订货时按用户需求配套,配对法兰材质与现场管道材质相同,蒸汽测量建议采用分体。
***  管道为矩形管道时,公称通径规格按*宽面尺寸选型。
****公称通径DN32选型代码为0D。
七、弯管流量计结构尺寸
(1)HQ-WG-L系列产品
外形结构图


结构尺寸表


(2)HQ-WG-S系列产品
外形结构图


结构尺寸表


(3)HQ-WG-H系列产品
外形结构图


结构尺寸表


(4)HQ-WG-P系列产品
外形结构图


结构尺寸表


(5)HQ-WG-X系列产品
外形结构图


结构尺寸表


八、弯管流量计安装要求
1、直管段要求
 HQ-WGL型弯管传感器流量测量点应选在被测管道的自然拐弯处,VCFS型弯管传感器流量测量点可选在任意直管段上,前后直管段长度应满足前5D,后2D。
2、安装空间位置选择
HQ-WG-H型弯管传感器可采用法兰式连接或焊接法安装在测量管道的转弯处,其空间安装状态原则上可以是任意的,总体来说有以下三种安装状态可供选择:
a. 水平转水平(如附图);
b.水平转垂直向上或垂直向下转水平(如附图);
c. 垂直向下或垂直向上转水平(如附图);
S型弯管传感器可以安装在任意状态(垂直或水平)的直管线上,基本不受现场条件限制
3、HQ-WG-P型弯管流量计取压口安装注意事项
(A)测量一般液体介质的弯管传感器,可以安装在任意状态:
因为管道内与引压管内的液体几乎处于同样的工况条件,无论弯管传感器两个取压口处于什么样的位置上,都不需要对差压变送器进行迁移和补偿。
(B)测量热水或冷水的系统,尽量选择水平转水平安装:如果弯管传感器采用垂直安装状态,弯管传感器的两个取压孔之间会有一高度差H值存在(如右图),由于管内液体与引压管内液体处于不同的温度条件下,其密度有一定的差别,为了提高系统的测量精度,必须对这一高差和温差所造成的差压变送器的偏差值进行迁移补偿。其迁移量可用下式计算:
△P=H (ρ1-ρ2) X9. 81
其中: △P——差压变送器的迁移量,Pa;
H——两个取压口的高度差,m;
ρ1——引压管内液体密度,kg/m3;
ρ2——管道内液体密度,kg/m3。
(C)测量蒸汽或其它可冷凝性气体,弯管传感器*好采用水平转水平的安装方式:
弯管传感器采用垂直安装状态时,引压管内*终会积满液体,必须对两个引压管内液柱的高度差进行迁移补偿。为了避免由于迁移不当造成的测量附加误差,在测量这些介质时只要现场条件许可,弯管传感器*好采用水平转水平的安装方式,或选择S型弯管传感器,使弯管传感器的两个取压口处于同- -水平面上,从根本上消除需对差压变送器进行补偿迁移的麻烦。
4、引压管线的安装






九、弯管流量计的现场实物安装图

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