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一、仪表概述:
法兰靶式流量计于六十年代开始应用于工业流量测量,主要用于解决高粘度、低雷诺数流体的流量测量,先后经历了气动表和电动表两大发展阶段。ZW-BSL系列是在原有应变片式靶式流量计测量原理的基础上,采用了型电容力传感器作为测量和敏感传递元件,同时利用了现代数字智能处理技术而研制的一种新式流量计量仪表。
二、结构与测量原理:
1、结构:
法兰靶式流量计由1、变送器表头 2、弹力管传感器 3、靶杆 4、靶板 5、测量管组成。根据不同介质工况条件,必须选用不同的弹力管传感器、靶杆、靶板、测量管结构形式,因此,用户需提供准确完整的工艺参数,这对使用好仪表至关重要。
2、测量原理:
是当介质在测量管流动时,流动介质冲击在靶板上,使靶板受到一个冲击力F,靶的受力经靶杆传递给弹力管传感器,F的大小与流速V,介质密度ρ和靶板受力面积A之间有如下关系:靶式流量计
式中:F:靶板上受的力 C:阻力系数 A:靶板受力面积 ρ:介质密度 V2/2g:特征流速 其中V:介质流速可见,在靶板一定的情况下,对于特定的介质流速与靶板所受到的力的平方根成正比。V∝ F。因此在测量管一定的情况下:介质流量Q∝ F,另外弹力管传感器所受到的靶力又正比于其电信号输出,再通过前置放大器将信号放大,经过A/D转换器、微处理器,D/A转换器,zui终将靶力F转换成与介质流量成正比的4-20mA信号输出。
三、适用场合:
管道式靶式流量计除能替代常规流量所能测量的流量计量问题,尤其在高粘度、脏污介质、易凝易堵、高温、低温、强腐蚀等流量计量困难的工况中具有很好的适应性。广泛使用于石油、化工、能源、食品、环保、水利等各个领域。从其使用后的效果上看,具有极为广阔的适用性,即:
1、适用于各种管径:从Φ15~Φ2000mm至更大。
2、适用于高低温介质:从-196℃~+450℃。
3、适用于高压力工况:从0~42Mpa(表压)。
四、性能特点:
1、感测件为无可动部件,结构简单牢固;
2、应用范围和适应性很广泛,一般工业过程中的流体介质,包括液、气和蒸汽,口径范围(DN15以上),各种工作状态(高、低温,常压、高压)皆可应用,可以说其应用范围可与孔板流量计相比美。
3、准确度高,总量测量可达0.2%R;
4、范围度宽,4:1~15:1至30:1;
5、可解决困难的流量测量问题,如测量含有杂质(微粒)之类的脏污流体;原油、污水、高温渣油、浆液、烧碱液,沥青等;
6、灵敏度高,能测量微小流量,流速可低至0.08m/s;
7、用于小口径(DN15~DN50),低雷诺数(Red=103~5×103)的流体,它可以弥补标准节流装置难以应用的场合,如小口径蒸汽流量测量等;
8、可适应高参数流体的测量,压力高达数十MPa,温度达450℃;
9、可用于双向流动流体的测量;
10、压力损失较低,约为标准孔板的一半;
11、抗上游阻流件*力强,上游侧直管段长度一般5~10D即可;
12、可采取干式(挂重法)校验,给用户周期校验带来方便;
13、直读式仪表无需外能源,清晰明了,操作简便,亦可输出标准信号(脉冲频率或电流信号);
14、仪表性能价格比高,为经济实惠的流量计;
15、安装简单方便,易维护。
五、技术指标:
1、测量范围0-400t/h;
2、精度等级:0.5%FS 1.0%FS 2.0%FS;
3、输出信号:4~20mA 二线制输出与流量成线性关系;
4、供电电压:12~36VDC;
5、公称压力:1.6 2.5 4.0 6.4MPa;
6、环境温度:-30℃~60℃(特殊:-40℃~80℃);
7、介质温度:普通型≤100℃(无散热片);
高温型≤400℃(带散热片);
8、接液材质:测量室为碳钢或1Cr18i9Ti;其余为1Cr18Ni9Ti;
9、外壳材质:铸铝;
10、法兰标准:DIN2501 特殊型由用户选择;
11、电缆接口:M20*1.5(内螺纹);
12、防护等级:IP65;
13、负载特性:zui大负载电阻=50*(电源电压-12)=600Ω@24V;
14、报警输出:集电极开路形式,zui大输入电流100mA,zui大开关电压30VDC,带有偏差带控制;
15、 脉冲输出:zui小脉宽50ms,可双路输出;
16、 zui大累积流量显示值50000单位,自动复位;
17、阻尼时间:1~100秒任意可调;
18、 防爆形式、防爆标志、防爆合格证编号。
六、安装使用注意事项:
(1)安装注意事项
1、测量管前后应有直管段,直管段的管径应与流量计测量管管径相等,如管径不同要用异径管连接使入口处管径相同。流量计上游侧直管段长度一般不小于6~20D之间,按不同上游阻流件类型确定,下游直管段不小于3—4D。 流量计通常是按水平位置校验的,一般安装于水平管道使用,当必须安装于垂直管道时,须用挂重法对流量计进行垂直安装状态校验,流体方向应自下向上。
2、为便于维修使用及防止流量计启用时单向受力,并联安装旁路管道流量计下游安装排泄管,便于对仪表清洗和吹扫,对于测量脏污流体或易凝固及结晶的介质更有必要。靶板与测量管(表体)应同轴安装,据曾对某口径的试验证明,靶板中心与管道中心若上下偏离1mm,可能引起流量系数1%一2%的偏离,但左右偏离1mm,则影响不大明显;
3、安装防爆型靶式流量计时,应注意检查是否有防爆标记以及防爆合格证,防爆设备是否完好。
4、对于小口径流量计,由于管径小而流量计相对较重,为防止管道变形或工作时产生振动,应另设支架支撑流量计。对于大口径流量计可不必另设支架。
(2)使用注意事项
1、流体流动前,应先关闭流量计下游阀门,打开上游阀门,让流体进入流量计管段。然后缓慢打开流量计下游阀门,同时关闭旁路阀门,使流体缓慢增加,切忌突然打开阀门冲击靶板损坏仪表。
2、流量计长期运行后,除清洗靶板、测量管的积垢外,应采用挂重法检查力转换器的特性是否有变化。挂重法是在靶板中心施加与流动相同方向的砝码重力,调整仪表,对应于流量计流量上限的力,即按式(16.6)计算的F一,其他流量点则加相关的砝码,读取仪表的输出信号,检查各点的基本误差和线性度。“挂重法”在制造厂的产品使用说明书或其他资料 ‘上皆有叙述,亦可参阅。
3、流体作用于靶板的力与挂重作用的力还是有区别的,因此挂重法并不能*代替实流校准。要获得高精确度,必要的实流校准还是需要的。
4、在复制或改制靶板时,要注意靶板的加工精度,否则将影响流量系数。试验数据证明,对于口=0.8的靶式流量计,管径DN=25mm时,若靶径偏差0,03mm,流量系数偏差1%。靶板的加工精度和表面粗糙度对流量系数亦有影响。
5、流量计运行时,若发现输出值晃动,检查力转换系统是正常的,则可能是由于流体流经靶板在其下游产生涡街,使靶受力发生颤动所致,它与流速大小,介质的物性参数(密度,粘度)等有关,可在力转换及电信号系统中采取阻尼措施改善之。
七、故障处理:
靶式流量计带故障自检程序,用户通过显示屏可查知部分原因:
1、当管道内被测介质流速为零时,流量计示值瞬时流量值不为零,造成该现象的主要原因有:
a、安装前后流量计水平度不*,以至靶片和靶杆因倾斜而产生轴向水平分力导致瞬时流量存在;
b、流量计长期运行,其传感器内部应力释放产生微变;
c、安装或运行过程中,严重过载造成零点飘移;
以上三种方式均可参照有关流量计清零的步骤和方法处理。
d、流量计壳体接地不良;
处理方法:用户重新接地。
e、靶片、靶杆与测具之间被杂物卡住;
处理方法:关闭流量计前后阀门,用工具松开流量计过度部件与测量管之间的连接螺栓,并轻轻的晃动过渡部件或取出,清理杂物后照原样复位即可。
2、流量计工作过程中示值出现非正常增大,造成该现象的主要原因有:
a、靶片以及靶杆上挂有丝状及带状杂物;
处理方法:参照处理杂物方法。
b、高结圬条件下,靶片和靶杆产生严重结圬,使受力元件靶板沿测量管轴线上投影面积增加,即靶片与测量管之间环形过流面积减少,进而在相同流量下,传感器受力增大,zui终导致流量示值非正常增加;
处理方法:取下过渡部件,用工具将靶片和靶杆以及测量管内壁上的圬物清除即可。
3、计量误差大,造成该现象的原因很多,其zui主要的原因为以下几种:
a、安装时流量计与连接管道相对同心度出现较大错位,密封垫片未同心,从而形成节流阻件,极大影响被测介质流态;
处理方法:调整安装状态。
b、流量计前后直管段太短,并于流量计前直接安装了弯头,阀门等极大干扰被测介质流态部件;
处理方法:按照说明书要求进行安装或对流量计进行实地实流标定。
c、旁通管道泄漏 ;
处理方法:检查及更换旁通管路。
d、靶片上绕缠有带状杂物,增大了靶片受力;
处理方法:参照前面处理杂物方法。
4、流量计无示值或无发信号,其原因主要有以下四种:
a、电源接触不良或脱落 ;
处理方法:对于自带电池的流量计,检查电池是否装稳,触点是否良好,以及电池是否有电。对于外接电源,
应检查连接导线之间连接是否完好,导线是否导通,外供电源是否正常。
b、流量计电路损坏;
处理方法:返厂修理。
c、显示屏损坏 ;
处理方法:返厂更换。
d、用户信号接收系统故障;
处理方法:检查、排除故障。
5、流量计运行过程中示值一直为零,此种现象主要原因有:
a、受力元件(靶片)脱落,导致传感器无力感应;
处理方法:装配相同规格的靶片。
b、流量计传感器无电压输出信号 ;
处理方法:首先判断传感器是否损坏,具体的方法是看传感器数据有无变化。
c、被测介质流量太小,低于流量计的zui小刻度流量;
处理方法:返厂重新更换受力元件。
八、选型注意事项:
靶式流量计适合多种场合,多种介质的测理,为保证得到满意的使用效果,建议在选型时,注意以下事项:
1、确定所需的常用流量,并按常用流量的1.5-2.5倍确定zui大流量。
2、指明安装法兰的标准,密封形式,尤其对特殊安装要求,应明确告之。
3、用户订货时,应说明被测流体的介质,并给出介质密度。
4、如需测量特殊介质,除选用公司提供的测量管材料外,可直接推荐所需的测量管材料。
九、参数对照表:
被测介质 | 液体;气体;蒸汽 | |||
公称直径 | 法兰式 15~520mm | 夹装式 15~500mm | 插入式 65~3200mm | |
公称压力 | 0.5~48MPa | 0.6~42MPa | 0.6~42MPa | |
介质温度 | -200℃~+500℃或更高温度 | |||
精确度 | ±0.2% | ±0.5% | ±1.0% | ±1.5% |
范围度 | 1:3(液体) 1:10(蒸汽) | 1:5(液体、气体) | 1:10(液体、气体) | 1:10(蒸汽) |
补偿形式 | 温度补偿;压力补偿 | |||
重复性 | 0.05%~0.08% | |||
供电电源 | 机内自备锂电池(3.6V);外供电源 24VDC | |||
输出形式 | 现场显示;4~20mA 二线制;脉冲 0~5V;RS465/RS132;GPRS 无线远传 | |||
测量管材料 | 碳钢;不锈钢;亦可按用户要求协商提供 | |||
防爆等级 | 本安型(ExiaIICT4); 隔爆型(ExdIICT4) | |||
防护等级 | IP65;IP67 | |||
法兰规格 | 流量计连接法兰规格执行 GB/T 系列标准,也可以根据用户要求特殊加工。 |
十、选型编码及型号说明:
1、选型一览表:
型号 | 口径 | | ||||
SBL | 10~5000 | |||||
|
| 代号 | 仪表类型 |
| ||
A* | 锥管螺纹式 | |||||
A | 管道法兰式 | |||||
B | 夹装式 | |||||
C | 插入式 | |||||
D | 在线可拆装式 | |||||
E | 其它 | |||||
| 代号 | 介质类型 | ||||
Y | 液体 | |||||
Q | 气体 | |||||
Z | 蒸汽 | |||||
| 代号 | 介质温度 | ||||
D | 低温(-30℃~-200℃) | |||||
C | 常温(-20℃~+80℃) | |||||
Z | 中温(+80℃~+200℃) | |||||
G | 高温(+200℃~+500℃) | |||||
| A:0.6MPa B:1.0MPa C:1.6MPaD:2.5MPa E:4.0MPa F:5.0MPaG:10.0MPa H:15.0MPa I:20.0MPaJ:25.0MPa K:42.0MPa L:2.0MPaM:6.3MPa N:11.0MPa O:16.0MPaP:26.0MPa | |||||
补偿形式 | P:压力补偿 | T:温度补偿 | ||||
| N | 无输出(内置锂电池表头显示) | ||||
S | 脉冲输出 | |||||
R | 通讯输出 | |||||
I | 4~20mA电流输出(二线制) | |||||
K | 报警开关量输出 | |||||
G | GPRS无线远传 | |||||
防爆结构 | X | 本安型 | ||||
Y | 隔爆型 | |||||
| T | 碳钢 | ||||
N | 不锈钢 | |||||
Q | 特殊材料 | |||||
传感器材质 | 1 | 哈氏合金 |
2、选型示例:
SBL-100AQCDPIXN含意为:流量计为管道法兰式,测量介质是气体,公称口径100mm,介质温度为常温,公称压力为2.5MPa(法兰规格)带压力补偿,4~20mA电流输出,防爆标志为本安型,测量管材料是不锈钢。
3、选型说明:
a、流量计法兰规格执行GB/T系列标准中规定的相关技术参数,技术条件和类型。亦可按照客户要求加工;
b、在流量计选型中,用户应按照型号说明的格式,写明所需流量计的各项要求;
c、用户如需采用本型号说明以外的口径、公称压力及输出形式请加以说明;
d、在选择高温型流量计时,除按照型号说明格式填写外,应特别注明被测介质的zui高工况温度;
e、对带温压补偿的流量计,除按照型号说明格式填写外,应特别说明需补偿的工况温度及工况压力范围;
f、用户需要特殊测量管材质,应加以说明。