弯管流量计安装中应注意的几个问题
弯管流量计是一种新型节能仪表,近年得到了广泛的推广和应用。本文指出它在安装中的正确方法和应注意的一些问题,供广大计量工作者参考。
一、弯管流量计的系统组成
如图1所示,气体弯管流量计由10个部分组成(测量蒸汽还需要盘式冷凝器)。图中:1为弯管传感器;2为三通根阀;3为排污阀;4为三阀组;5为差压变送器;6为差变安装支架;7为信号线;8为二次表;9为压力变送器;10为温度组件。传感器由数控机床精密加工而成,是核心部件。
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、弯管流量计安装中注意的几个问题
1.确保前5D后2D的直管段
弯管流量计内流体的压力分布,基本是以弯管45°截面为中心,在弯管前后2D范围内对称分布。在实际应用中考虑干扰件的影响,弯管流量计前直管段长度应大于等于5D,后直管段长度应大于等于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。图2所示为弯管等压线分布示意。
2.原有管道弯头打孔取压不可以取代弯管传感器
弯管传感器几何结构尺寸决定了流量系数α(R・D)。现场管道上的弯头不是严格意义上的弯管传感器,尺寸千差万别,没有规律可循,现场打孔更没有技术保证,因此精度无从谈起。即使是生产控制使用,也是不可信的,会造成产品不合格或大量的能源浪费,这种鱼目混珠的现象会给弯管流量计的推广带来负面影响。
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
在压缩空气和采用水除尘的高、焦炉煤气等很多气体流体中均含有大量的水分,有的在管道的下方形成水层。如采用图3所示的常规安装方式,水会流入弯管传感器内侧取压口,进入导压系统,外测也会有少量的凝结水进入,正负压侧进水量不等,给差压的测量带来不可确定的附加误差,造成无法计量。
采用图4安装方式,弯管传感器的两侧取压体均向上倾斜,并向上引导压管,连接差压变送器,即避免了管道中的水进入导压系统,又可以使导压系统中凝结的水顺利流回管道中,不会影响计量。
4.在含水量较高液体测量中,避免气体进入导压系统,造成系统无法测量
在水介质的计量中,经常会遇到水中含有大量气泡,如采用图4所示安装方式,长期正压侧可能汇集一段气柱,小流量测量时,会产生负的压力差,不显示流量;大流量测量时,流量测量值明显低于实际值。采用图5的安装方式,可以避免气体进入导压系统,同时导压系统中的气泡也会析出,顺利进入主管道中,保证系统正常计量。
5.差压变送器的安装原则是既要防止气体测量中水进入差压变送器膜合腔中,又要便于液体测量的排气
由于弯管流量计是一种小差压流量计,如果在气体测量中差压变送器膜盒腔内积水或液体测量中出现差压变送器膜盒腔内积气,会给计量带来误差,在小流量测量中影响尤为突出。
在气体测量中,按图4安装,膜盒腔和导压系统中气体析出的水,也会顺利的流回主管道中。不会造成差压变送器膜合腔内积水而影响测量。
蒸汽和液体测量中,按图5安装,随着排气螺钉的打开,气体自然上升,很方便的彻底排净导压系统和膜盒腔中的气体。
6.在脏污介质的流量测量中,解决取压孔易堵塞的问题
在测量煤气、污水等脏污介质的流量时,差压式流量计最大的缺点是取压系统的堵塞问题,弯管流量计取压孔的堵塞可以采用加大取压孔和取压体孔径(在保证测量准确度的前提下)的方法来解决,同时选用三通根阀作为一次阀,解决在线堵塞问题。
7.蒸汽流量测量中,选用盘式冷凝器,彻底解决液位平衡问题
蒸汽流量测量中,导压系统用于导压的介质为水,1mm水柱产生的压力约为9.8Pa。如采用传统的冷凝罐作为液位平衡器,管道中温度压力的突变会打破冷凝罐中的平衡状态,造成液位波动,对于孔板流量计(产生的压力差约为10kPa~100kPa)影响较小,但对于弯管流量计在小流量测量中则可能产生较大的影响。
弯管流量计选用盘式冷凝器作为液位平衡器,安装时只要保证盘面水平,汽、液分界面在同一水平面前后移动,液位高度始终处于同一水平面,起到了良好的液位平衡作用。经过几千台的现场应用,效果明显。
参考文献
[1] 李志等. 弯管流量计的研究.计量学报,2003,(3)189~192