彎管流量計

       TWWL系列彎管流量計是根據流體力學(xué)和動(dòng)力學(xué)理論設計制造的新一代全新概念的差壓式流量測量系統。彎管流量計廣泛應用于冶金、化工、熱電、紡織、制藥、石油、天然氣、造紙、煙草、食品加工、熱力等行業(yè)的液體、氣體、蒸汽的測量，可直接聯(lián)入DCS系統，適用于各種工業(yè)現場(chǎng),可作為長(cháng)期監測流量的測量裝置。彎管流量計主要由彎管傳感器、專(zhuān)用儀表或DCS系統、差壓變送器及一些管道閥門(mén)組件組成，當流量測量需溫度壓力補償時(shí)，還應配備壓力變送器、溫度變送器、溫度傳感器。

一、HJWL系列彎管流量計的特點(diǎn)
  ●彎管流量計測量準確度高、重復性好：彎管流量計系統測量精度高達1％或 1.5％，重復性準確度則高達0.2%。
  ●無(wú)附加壓力損失：彎管傳感器沒(méi)有任何插入件或節流件，因此在測量流量過(guò)程中不會(huì )對被測流體造成附加壓力損失，可節省流體輸送的動(dòng)力消耗，節約能源。
  ●適應性強：彎管傳感器可在高溫、高壓、粉塵、振動(dòng)、潮濕及其它惡劣環(huán)境中正常使用。
  ●量程范圍寬：流速測量范圍：液體介質(zhì)為0.2～12米/秒, 蒸汽或氣體介質(zhì)為5～160米/秒的。管徑范圍： φ10～φ2000mm。
  ●彎管流量計直管段要求不嚴格：直管段前五（5D）后二（2D）即可充分滿(mǎn)足使用要求。
  ●使用壽命長(cháng)：彎管傳感器耐溫、耐壓、耐腐蝕、耐磨損、耐振動(dòng)性能好，并對微量磨損不敏感。傳感器經(jīng)特殊加工處理后壽命至少與管道壽命相同。
  ●安裝方便、耐磨損、免維護：由于彎管傳感器對磨損不敏感，所以可以直接焊接安裝在管道上，一次焊接完成后再也不存在泄漏等令人頭痛的問(wèn)題，不需維護。

二、TWWL系列彎管流量計主機的特點(diǎn)
  ●多回路、多參數顯示
  ●的觸摸式按鍵,外形和結構設計新穎，操作方便
  ●掉電保護功能，保護掉電后重要數據不丟失
  ●完備的實(shí)時(shí)運算補償和數字濾波功能，提高了系統測量精度和穩定性。
  ●智能邏輯判斷和自診斷功能
  ●RS－232（或485）串行接口輸出，可直接與其他儀表或計算機系統通訊聯(lián)網(wǎng)，滿(mǎn)足用戶(hù)和外部設備之間的實(shí)時(shí)通訊，或者外部控制、打印功能。
  ●標準（4－20mA）模擬量輸出（可以根據用戶(hù)需要選擇）
  ●熱量累計功能，可用于測量水蒸氣、供暖熱水的累計熱量
  ●時(shí)鐘功能，不受主機電源影響，能為用戶(hù)提供準確的時(shí)間
  ●體積小、低功耗、運行穩定、測量精度高
 
三、 原理及系統組成
其中：  
    α(R．D)： 流量系數
    △P： 45°截面內、外側壓差
    D： 彎管內徑
    R： 彎管彎曲半徑
    ρ：流體密度
   流體流經(jīng)彎管時(shí)，由于彎曲管壁的導流作用，其內側流速增大，外側流速逐漸減小，形成了各個(gè)過(guò)流斷面的梯形速度分布規律，且在彎管45°截面處達到。如圖所示。 根據質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律，由于各質(zhì)點(diǎn)流速的變化，就形成了彎管的內外側壓差△P。這個(gè)壓力 差在45°截面時(shí)達到，。流體平均速度與壓差△P符合平方比例關(guān)系，流量愈大，差壓愈大。 因此當彎管傳感器的幾何結構尺寸確定之后，只要測取彎管45°截面的內、外側壓差△P和流體的密度ρ就可以確定流體的平均流速 。
將流速乘以管道的截面積和流體的密度，流體的流量即可計算確定。

四、  技術(shù)參數
1.測量范圍：
     管徑：Φ25～Φ2000mm

     溫度：0～500℃

     流速：0.2～12.0米/秒（液體介質(zhì)）；7～120 米/秒（蒸汽或其他氣體） 

      壓力：0～5.5MPa
         
   2.精度：
     溫度測量誤差： 0.2%；                 

     壓力測量誤差： 0.2%；

     瞬時(shí)熱量測量誤差：小于2.0％F.S；     

     瞬時(shí)流量測量誤差：小于1.5％F.S；

3.主機功耗：工作電源為220V時(shí)小于25W；

4.主機工作環(huán)境要求：
     溫度：－10～45℃； 濕度：小于85％；

5.顯示方式：
       液晶顯示，可顯示實(shí)時(shí)時(shí)鐘（T）、累計時(shí)間（∑T）、累計流量（Kt）、累計熱量  （GJ）；右側由上到下分別為溫度（℃）、壓力（MPa）、瞬間流量（t/h）、瞬時(shí)熱量（GJ/h）。還可根據具體要求進(jìn)行相應的顯示。

6.輸出模式(訂貨時(shí)選擇，沒(méi)有說(shuō)明時(shí)儀表不具備輸出功能)：
     A）RS－232或RS-485串行接口輸出；
     B）4～20mA標準信號輸出。

7.報警功能（訂貨時(shí)選擇，沒(méi)有說(shuō)明時(shí)儀表不具備報警功能）： 主機可對流量、溫度、壓力、差壓四種被測參數進(jìn)行高、低限位報警，并有一對輸出接點(diǎn)可供用戶(hù)外接聲、光報。

8.外形尺寸： 160×80×200(mm)；

9.儀表主機重量：2kg

 TWWL 系列測量系統的組成 彎管流量計的基本組成除彎管傳感器和主機之外，還需要配置差壓變送器（必須配置）、壓力變送器和溫度變送器（可以根據被測對象的要求選配）以及其他配件。（參見(jiàn)附圖）
•  差壓變送器是用來(lái)檢測彎管傳感器產(chǎn)生的差壓值，因此它是彎管流量計測量系統的配件
•  系統是否配置壓力和溫度變送器，這要依具體的測量對象來(lái)決定。對于測量蒸汽或者其他氣體介質(zhì)的系統，在測量彎管傳感器差壓的時(shí)候，必須同時(shí)測量介質(zhì)的溫度、壓力，以便能對蒸汽或者氣體進(jìn)行必要的實(shí)時(shí)溫、壓密度補償，以保證系統的測量精度。因此，原則上必須配置溫度和壓力變送器；在測量液體介質(zhì)的時(shí)候，只要介質(zhì)的溫度，壓力不是太高或者太低，波動(dòng)范圍不大，液體的密度變化不是很大，系統可以不配置溫度變送器和壓力變送器及相應裝置。
•  系統的其他構成組件
差壓變送器配套使用的三閥組
•  測量蒸汽或者其他高溫可凝性氣體時(shí)增加的盤(pán)式冷凝器
•  彎管傳感器上配套的針閥和旋塞閥
•  溫度變送器配套的安裝臺、保護套管的溫度傳感器（ Pt100）
•  壓力測量口的截止閥和差壓變送器的排污閥
•  其他安裝材料：導壓管（φ 14×2的無(wú)縫鋼管）和信號線(xiàn)（0.5左右的雙芯屏蔽線(xiàn)）等（用戶(hù)自備）
系統的安裝 對于壓力、差壓、溫度變送器、溫度傳感器的安裝，原則上只要是符合常規的安裝規范就可以滿(mǎn)足本系統的要求。具體的安裝要求可以參看壓力、差壓、溫度變送器及溫度傳感器的安裝說(shuō)明書(shū)，在這不作詳細的介紹。
•  彎管傳感器的安裝要求
         彎管傳感器采用焊接法安裝在測量管道的九十度轉彎處，其空間安裝狀態(tài)原則上可以是任意的，也就是說(shuō)彎管傳感器在安裝時(shí)沒(méi)有嚴格的方位或方向要求，總體來(lái)說(shuō)有以下四種安裝狀態(tài)可供選擇：
●水平轉水平；
● 正壓測在上垂直安裝 ；
● 正壓測在下垂直安裝 ；
●任意空間狀態(tài)。
以上四種狀態(tài)在彎管傳感器安裝時(shí)原則上都可以使用，但對于有些被測介質(zhì)，選擇適當的安裝狀態(tài)，既可以大大簡(jiǎn)化安裝、調試工作，又對提高系統測量精度大有好處。因此如何正確選擇彎管傳感器的安裝狀態(tài)是十分重要的。具體表現為以下幾個(gè)原則和方法：
•  對于測量一般液體介質(zhì)的彎管傳感器，它可以以任意狀態(tài)的形式進(jìn)行安裝，這是因為管內液體與導壓管內的液體幾乎處于同樣的工況條件下，無(wú)論彎管傳感器兩個(gè)引壓口處于什么樣的相對位置上（指上下關(guān)系），都不需要對差壓變送器進(jìn)行遷移和補償，因此彎管傳感器的安裝方位與系統的測量精度無(wú)關(guān)。
•  對于測量熱水或冷水（指管道內的液體溫度與環(huán)境溫度相差較大）的系統，如果這時(shí)彎管傳感器不是采用水平轉水平的安裝狀態(tài)，那么彎管傳感器的兩個(gè)引壓口之間必然會(huì )有一高度差 H值存在 ，由于主管道內液體與導壓管內液體處于不同的溫度條件下，其密度有一定的差別，為了提高系統的測量精度，必須對這一高差和溫差所共同造成的差壓變送器的偏差值進(jìn)行遷移補償。其遷移量可用下式計算：
Δ P= H（ρ 1 -ρ 2 ）＊g
其中：
ΔP--－差壓變送器的遷移量；
H--－兩個(gè)取壓口的高度差；
ρ 1 --－導壓管內液體密度；
ρ 2 --－管道內液體密度；
g--－重力加速度
具體采用正向遷移還是負向遷移要看管道安裝的方位和管道內是熱水還是冷水來(lái)決定。彎管流量計中采用計算機自動(dòng)遷移補償技術(shù)，根據固定高差 H值和實(shí)測溫度值實(shí)時(shí)計算導壓管和主管道中流體密度差值，直接從差壓變送器測量差壓值中消除該差壓誤差。
•  測量蒸汽或其他可凝性氣體的彎管傳感器的安裝，這里主要考慮的安裝要點(diǎn)是這些介質(zhì)在常溫下會(huì )冷凝為液體，致使導壓管內最終會(huì )積滿(mǎn)液體。因此當彎管傳感器不是采用水平轉水平的安裝狀態(tài)時(shí)，就必須對由兩個(gè)引壓口的高差所造成的引壓管內液柱的高差進(jìn)行遷移補償。這一遷移補償的精度是保證該測量系統精度的最重要的條件之一。由于工藝管道內介質(zhì)的密度很?。ㄒ驗樗鼈兪瞧?、氣體狀態(tài)），而導壓管內的介質(zhì)密度很大（它們是液體狀態(tài)），這兩種介質(zhì)的密度相差極大，因此差壓變送器的遷移量相對來(lái)說(shuō)是比較大的，而彎管傳感器又是一種低差壓傳感器，在正常工作范圍內它所能產(chǎn)生的差壓值比較小，于是如何保證差壓變送器的遷移精度就十分重要。
•  為了盡可能避免由于遷移不當而造成測量附加誤差的發(fā)生，在測量這些介質(zhì)時(shí)建議采取了如下的技術(shù)措施。 在彎管傳感器的引壓口處一律加裝盤(pán)式冷凝器，以確保導壓管內冷凝液液面的穩定；
•  只要現場(chǎng)條件許可，彎管傳、感器采用水平轉水平的安裝方式，使彎管傳感器的兩個(gè)引壓口處于同一水平面上，從根本上消除需對差壓變送器進(jìn)行補償遷移的麻煩；
•  由于彎管傳感器兩個(gè)引壓口處于彎管的兩側，因此要想準確保證兩個(gè)盤(pán)式冷凝器及取壓口在同一水平面上是不容易的，我們在這里提供一個(gè)簡(jiǎn)易測量方法供用戶(hù)安裝時(shí)參考（如圖 5所示）。取一根足夠長(cháng)的透明塑料管灌滿(mǎn)水，將塑料管兩端分放在彎管兩側兩個(gè)測壓口處，利用塑料管兩端可見(jiàn)的管內水平液面仔細調整盤(pán)式冷凝器的高度，就可以方便地使兩個(gè)盤(pán)式冷凝器處于同一水平面上。
•  無(wú)論采用哪一種安裝方法，有一點(diǎn)是需要共同遵守的，那就是在系統正式運行之前，必須將導壓管和變送器中的空氣排凈，這樣才能保證系統的正確運行，因此，對有些測量液體的系統在導壓管的點(diǎn)需要加裝集氣罐，用以捕集運行中可能進(jìn)入導壓管的微量氣體。鑒于同樣的原因，在設備安裝時(shí)，對于水平走向的導壓管必須保證其有 10：1 左右的傾斜度，傾斜的方向以有利于氣體返回主體管道或有利于進(jìn)入集氣罐為原則。
•  彎管傳感器前后直管段的要求
彎管傳感器前面直管段的要求為5D，后面直管段的要求為2D。若傳感器的前方為弱干擾源，其直管段還可相應減小。
•  主機的安裝
主機可安裝在各種儀表盤(pán)或儀表箱的面板上，要注意儀表的良好接地。同時(shí)，主機的安裝也應盡可能遠離強電、磁場(chǎng)干擾的環(huán)境，特別是主機正面方向不應有強電、磁場(chǎng)干擾源存在。
系統的調試與投運 •  按系統配置的要求，檢查所有設備、管道、閥門(mén)、接頭、導線(xiàn)、接線(xiàn)端子、插頭等是否安裝齊全、正確、牢靠，且管道和設備沒(méi)有堵塞和泄漏現象， 導線(xiàn)沒(méi)有錯接、短路和斷線(xiàn) 。必須確認無(wú)誤后方能進(jìn)行系統調試工作。
•  給主機送電，在主機得電的同時(shí)主機也給各變送器供電，此時(shí)主機應該顯示各變送器的相應值，由于運輸等原因，可在此時(shí)對變送器進(jìn)行初步調零操作。
•  溫度和壓力變送器投運十分簡(jiǎn)單，基本上接通導線(xiàn)和打開(kāi)測壓閥門(mén)就可以正常運行了。但對壓力變送器有一點(diǎn)需要注意，當彎管流量計是測量蒸汽或其它可凝性氣體時(shí)，如果壓力變送器安裝位置離取壓口的垂直距離較大時(shí)，（一般變送器處于取壓點(diǎn)的下方）導壓管內的液柱會(huì )造成壓力變送器示值偏高，因此必須對壓力變送器的零位進(jìn)行適當的修正，以保證壓力測量值的準確性。
•  差壓變送器的投運可按以下步驟進(jìn)行（以測量蒸汽介質(zhì)為例）：
•  將三閥組件正負壓閥關(guān)死，平衡閥打開(kāi)，這時(shí)可進(jìn)行差壓變送器的零位調整；
•  打開(kāi)彎管傳感器上盤(pán)式冷凝器后的一次閥，再打開(kāi)兩側兩個(gè)排污閥，用蒸汽吹掃導壓管，其目的一是清潔導壓管，二是將導壓管內的空氣排凈，直到認為滿(mǎn)意為止。 （注意：此時(shí)三閥組件正、負閥必須關(guān)死）
•  這時(shí)關(guān)死排污閥，讓蒸汽在導壓管中自然冷凝，直到整個(gè)管道和盤(pán)式冷凝器內全部充滿(mǎn)冷凝水為止。當導壓管中已有足夠的冷凝水時(shí)，可將三閥組件的正負壓閥打開(kāi)，平衡閥關(guān)死，讓冷凝水分別進(jìn)入差壓變送器正負壓室中。為保證差壓變送器正負壓室中的殘余空氣能全部排除干凈，可適當打開(kāi)正負壓室的排氣閥排氣， 但決不能讓蒸汽進(jìn)入差壓變送器的正、負壓室 。
•  由于冷凝水的積累需要一定的時(shí)間，因此開(kāi)始差壓變送器的示值不會(huì )準確，等冷凝水充滿(mǎn)整個(gè)測量系統（包括導壓管、差壓變送器的正負壓室和盤(pán)式冷凝器）后，差壓變送器的指示即會(huì )趨于正常。
•  所有變送器都投運正常后，即可進(jìn)行主機的正式投運操作。其步驟如下：
•  先檢查、設定或修改各有關(guān)參數值。（如：彎管傳感器管徑、差壓、溫度、壓力等等），并確認與現場(chǎng)實(shí)際情況相符無(wú)誤；
•  使主機進(jìn)入正常運行狀態(tài)，這時(shí)主機開(kāi)始進(jìn)行正常計算；
到此為止，系統進(jìn)入正常運行狀態(tài)。