弯管流量计

弯管流量计

一、 弯管流量计的特点

测量精度高、重复性好：弯管流量计系统测量精度高达1.5％，重复性精度则高达0.2%。

无附加阻力损失：弯管传感器没有任何插入件或节流件，因此在测量流量过程中不会对被测流体造成附加阻力损失，可节省流体输送的动力消耗，节约能源。

适应性强：弯管传感器可在高温、高压、粉尘、振动、潮湿及其它恶劣环境中正常使用。

量程范围宽：流速测量范围：液体介质为0.2～12米/秒, 蒸汽或气体介质为5～160米/秒的。

管径范围： φ10～φ2600mm。

直管段要求不严格：直管段前五（5D）后二（2D）即可充分满足使用要求。

使用寿命长：弯管传感器耐温、耐压、耐腐蚀、耐磨损、耐振动性能好，并对微量磨损不敏感。传感器经特殊加工处理后寿命至少与管道寿命相同。

安装方便、耐磨损、免维护：由于弯管传感器对磨损不敏感，所以可以直接焊接安装在管道上，一次焊接完成后再也不存在泄漏等令人头痛的问题，不需维护。

适用领域 弯管流量计适用于电热﹑供热﹑冶金﹑钢铁﹑化工﹑机械﹑造纸﹑制药﹑食品﹑轻纺﹑环保等行业各种流体流量测量。

二、弯管流量计原理
　　流体流经弯管时，由于弯曲管壁的导流作用，其内侧流速会逐渐增大，外侧流速会逐渐减小，形成了各个过流断面的梯形速度分布规律，且在弯管45°截面处达到最大。流速的变化，就形成了弯管的内外侧压差△P。流体平均速度 与压差△P符合平方比例关系，流量愈大，差压愈大。

　　当弯管传感器的几何结构尺寸确定之后，只要测取弯管45°截面的内、外侧压差△P和流体的密度ρ就可以确定流体的平均流速 。然后计算工况流量和标况流量。

　　数学表达式：

　　式中： ：流体流速（m/s）；α(R·D)：流量系数（无量纲）； △P：45°截面外侧、内测压差（pa）； D：弯管内径（m）； R：弯管曲率半径（m）；ρ：流体密度（kg/m3）
三、弯管流量计系统构成及应用
3.1、弯管流量计系统组成
　　弯管流量计基本由经下几个部分组成，根据介质的不同再具体选择。传感器由数控机床精密加工而成，是核心部件。
弯管传感器：是机加工而成几何精度很高的90°弯头。它是弯管流量计的核心部件。弯管传感器的内径D、曲率半径R、弧长L决定了弯管传感器的几何结构尺寸。采用数控机床加工的弯管传感器。弯管传感器的安装方式可以分为：水平转水平、水平转垂直向下或垂直向上转水平、垂直向下转水平或水平转垂直向上、垂直直管、水平直管和自由状态等6种空间状态（水平和垂直直管采用V型传感器），正确的安装均可以保证精度。
　　二次仪表：专用于弯管流量计计量，除具有完善的温度和压力的测量和密度在线补偿功能外，还具有弯管传感器的热态管径和不同安装空间状态差压修正，流量系数根据管径变化的在线计算等功能。

　　1.　弯管传感器（与管路焊接或法兰连接）：输出差压信号。
　　2.　差压变送器：将弯管传感器输出的差压信号转换为4-20mA电流信号。
　　3.　流量转换器：通过接收差压变送器、温度、压力变送器信号。计算并显示流量、温度、压力、热　　　　量等参数。
　　4.　三阀组：差压变送器和引压管之间的连接体。
　　5.　根阀：液体、气体选用三通阀，蒸汽选用二通阀（高温针阀或球阀）。
　　6.　盘式冷凝器：高温介质（蒸汽）测量时用于介质的降温。
　　7.　排污阀：二通阀。
　　8.　引压管：差压变送器与根阀连接用。
　　9.　压力变送器：被测介质（蒸汽、气体）压力变化较大时选用。
　　10. 温度变送器：被测介质（蒸汽、气体）温度变化较大时选用，测量饱和蒸汽时可以选择压力变送　　　　器或温度变送器其中一种，对流量补偿即可。用于供热量计量时，选用2只温度变送器。
2、流量转换器

　　Fe-2000弯管流量计专用积算仪是专门用于配套弯管流量计的一种智能显示仪表，它按照国家机械行业标准《流量显示仪表》（JB/T2274—91）弯管流量计的计算方法，采用MSP430和12846图形点阵液晶显示器等成熟器件，接受弯管流量计的差压信号和温度压力传感器的密度补偿信号，通过简便易懂的中文菜单式设定，能直接准确地计量出蒸汽、热水及各种介质的瞬时流量和累积流量，并可将流量信号用通信、电流方式输出。此外，本显示仪还具备了日报、月报、年报查询功能和断电记录查询功能，可查询最近两年的单日累积量和最近五年的单月累积量。
3、弯管传感器
　　1. 结构简单、传感器管内无插入件和节流件，无附加压力损失。
　　2. 可在高温、高压、粉尘、振动、潮湿的恶劣环境下工作。
　　3. 安装方便，长时间运行免维护，可采用直接焊接的安装方法。
　　4. 对直管段的要求低、只要满足前5D后2D，就可达到测量精度的要求。
传感器类型
　　L型传感器
　　L型传感器安装在现场管道的90°自然转弯处。管径范围：DN15～2000mm，
　弯径比R/D：1.0～5.0。

S型传感器
　　S型传感器可安装在任意空间的直管道上。

S型传感器几何形状示意图

S型传感器长度表

3．2应用
1．蒸汽计量
　　 弯管流量计用于蒸汽流量的测量，使蒸汽流量测量装置容易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维护和修理，使运行维修费用降到最低点。
2．液体流量计量
　　 处于地下或者半地下的输水管道，对于流量计的要求更多的是耐用性，水系统管网纵横交错，希望水系统流量传感器一次安装之后能达到长周期、免维护、高精度可靠运行。弯管流量传感器具备的坚固耐用抗磨损、可长周期保持足够高的测量精度的特点，在这里可以发挥最大的作用。在水系统中，特别提一下的是化学水处理含酸水的流量测量，化学水处理过程中，由于水呈现酸性，其管道都是衬胶的，对于这种特殊的被测介质，只要选择耐酸不锈钢弯管传感器就可以方便地解决流量测量问题。至于诸如锅炉上水，虽然压力、和温度相对比较高，用弯管流量计进行流量测量是完全没有问题的。这一点再现场已得到充分验证。对于特殊的被测介质（酸、碱性介质），只要选择耐酸（碱）不锈钢弯管传感器就可以方便地解决流量测量问题。
3．一般气体的测量
　　 一般气体的测量包括压缩空气、氧气、氮气、高炉煤气、焦炉煤气、窑气等。在测量如压缩空气类似介质中有些用户为了节能降耗，一般鼓风机电动机都改为变频调速，用来代替传统的调节阀控制风量的耗能手段，其节能效果当然是明显的。如果弯管流量计替代孔板流量计进行流量测量，则可进一步降低管道压力损失，达到更佳的节能降耗目的。

四、弯管流量计技数参数
技术参数：工作环境温度和湿度: 温度:0～65℃；湿度: ≤85RH。

五、弯管流量计选型编码
在弯管流量计选型之前，要确定以下内容，并填写下面的表格。
　　1.被测介质名称，介质的成分或密度。
　　2.最大流量、最小流量、常用流量、温度、压力。
　　3.工艺管道内径、壁厚、材质、传感器安装部位。
　　注：根据客户的具体要求，我公司可以承接现场弯管传感器改造工程，对于大管径，可大幅度降低用　　户采购成本。

转换器选型编码

传感器选型编码

六、弯管流量计安装形式及应注意的问题

　6．1安装形式

6．2 弯管流量计注意的几个问题
1、确保前5D后2D的直管段
　　为了保证测量精度，对于任何一种流量计，当流体流入传感器前需要一个稳定均匀的流场，通过一定长度的直管段的整流作用可以获取该流场，例如孔板流量计一般需要前10D后5D的直管段（在阻力件较复杂的情况下需要更长的长度）。对于弯管流量计，弯管流量计前直管段长度应大于5D，后直管段长度应大于2D长度。这一结论在大量的试验和现场应用中得到了进一步的验证。
在本体90°弯管传感器前后不加装任何直管段派生而出的其他类型传感器，是有待进一步理论分析和大量实流验证的，用户要谨慎选用。
2、原有管道弯头打孔取压不可以取代弯管传感器
　　在弯管流量计原理介绍中，已经提到了弯管传感器几何尺寸决定了流量系数α(R·D)，只有确定了流量系数α，才能够从弯管传感器外、内侧的压力差推导出流体的流量，也就是说弯管传感器的加工精度是弯管流量计精度的根本保证。
3、在含水量较高的气体测量中，避免水进入导压系统，造成系统无法测量。　　
4、在含气量较高的液体测量中，避免气体进入导压系统，造成系统无法测量。

5、差压变送器的安装原则是即要便于液体测量的排气，又要防止气体测量中水进入差压变送器膜合腔中　
6、在脏污介质的流量测量中，尽可能选用较大的取压孔及较大孔的取压体，延长堵塞时间。同时建议选用三通根阀，解决在线处理堵塞问题。　　
7、蒸汽测量中，选用盘式冷凝器，解决良好的液位平衡问题。