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技術知識

彎管流量計的實用分析

時間:2018-02-05 08:57 作者:液位計厂家 點擊:
跟著現代工業出産的開展,企業對動力的要求越來越重視。工藝進程操控、出産成本核算、動力計量查核等動力調控方面的問題對流量丈量越來越依靠,因而精確丈量蒸汽、天然氣、水等介質的流量在工業動力節能方面越來越重要。彎管流量計的研討、規劃已有80余年的曆史,但因各種技能的束縛其工業運用存在很大困難。跟著彎管加工技能和丈量技能的行進,在最近幾年得到廣泛重視和有用推行。對傳統流量計與彎管流量計的運用功能進行比較,通過比對、測算剖析,彎管流量具有壓損小、易保護、丈量精度高、重複性好等特色,可以較好地處理動力的計量問題。
 
1 彎管流量計的作业原理
 
彎管流量計与传统的孔板流量计相同,同归于差压式流量计的领域,只是彎管流量計发生差压的方式与孔板流量计不同。孔板是运用流体的缩放原理发生差压的,而弯管传感器是运用流体的惯性原理发生差压的。当流体通过弯管时,因为受弯管的束缚流体被逼作相似的圆周运动,流体在作圆周运动时发生的离心力作用于弯管的表里两边,使弯管传感器表里两边之间发生一个压力差。该压力差的巨细与流体的密度、均匀流速、管道的曲率半径、管道内径有关,其表达式为:
 
式中,υ爲流體值彎管中的均勻流速;R爲彎管中心曲率半徑;D爲彎管的內徑;R/D爲彎管中心曲率半徑;ΔP爲流體通過彎管傳感器時發生的差壓值;ρ爲介質的密度。
 
管道內流體的流量:
 
 
式中,S爲管道的內截面積;α爲流量系數。
 
從以上可知,只要精確丈量出壓力差,在進行運算的一起再考慮到溫度、壓力關于介質密度的影響進行必要的溫度補償,就能精確地丈量介質的流量。
 
2 彎管流量計与其他流量计功能比较
 
(1)結構簡略,性價比高。
 
彎管傳感器實際上是一個90°規範彎頭,沒有比它結構更簡略的流量傳感器了。跟著機械加工工業的開展和Av在线規範化及規範化管理的不斷完善,用作彎管傳感器的規範機制彎頭質量越來越好,價格也越來越低。
 
(2)可丈量簡略髒汙、易阻塞的介質。
 
煤气(包含高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气等)、烟气等属脏污介质,简略阻塞、粘连传感器关键部位,直接影响丈量。传统孔板流量计及渦街流量計根本无法确保长时间运转的精确性与稳定性。循环水水质较差,对流量丈量设备的污染影响较大。孔板流量计的节省件或渦街流量計的刺进件极易被循环水玷污或阻塞,尤其是孔板节省口的直角部分,即使是细微的玷污也会对丈量精度形成极大的影响。弯管传感器关于相似煤气、循环水这样的介质其习惯性良好,即使是长时间的运转也能确保彎管流量計的正常作业,确保其满意的丈量精度。
 
(3)習慣性強,量程規模寬,直管段要求不高。
 
只要是可以用孔板、涡街、均速管流量计来丈量的管道内流体流量都可以用彎管流量計进行丈量,并且在耐高温、耐高压、耐冲击、耐振荡、耐湿润、耐粉尘等方面,彎管流量計远优于其它流量计。关于渦街流量計来说其运用性是非常有限的,这与其丈量原理有关,实测丈量成果发生较大的附加误差影响了丈量精度,形成丈量不准。所有这些问题对彎管流量計来说几乎没有影响。而高温、高压等问题关于弯管传感器来说,只要选用与工艺管道相同原料的规范弯头,就可以得到处理。
 
彎管流量計的量程比可达1:10。量程规模宽一方面是指彎管流量計关于其丈量介质的流速适用规模宽,关于蒸汽或其它气体介质,流速规模为0~70m/s,可以较好地满意蒸汽流量丈量的要求;液体介质流速规模为0~5m/s。以上所说的流速规模也没有严厉的束缚,假如被测介质没有上限流速的束缚,则流速规模还可更大;有满意精度的微差压变送器相配合,则流体流速的低限可取得很小。高质量微差压变送器的运用使彎管流量計可以习惯低流速、小信号丈量的要求。总归,彎管流量計的量程规模彻底可以满意不同目标的流量丈量的要求。量程规模宽的另一方面是指弯管传感器的几许尺度没有束缚,管径可从十几毫米到1m乃至2m以上。
 
直管段要求不高也是彎管流量計在现场运用中非常重要的特色之一,许多流量丈量设备都因为现场直管段不能满意要求而不能进行丈量或不能确保其丈量精度。彎管流量計因为其特别的丈量原理,使其在实际运用时对直管段的要求不高,一般只要求前5D、后2D即可,远远低于其他流量丈量设备的要求。
 
(4)彎管流量計精度高,重现性好,丈量精度可达1%,重现性精度可达0.02%,一次设备后,不再需求重复拆装,因而,其设备精度也能得到最佳确保。
 
(5)無任何附加節省件或刺進件,無附加壓力丟失,節省動力。
 
对孔扳流量计来说,流体在孔板上的压力丢失是不行恢复的,其丢失可达孔板在该流量下发生的差压值的60%~80%。彎管流量計与其他流量计比较最重要的是无任何附加节省件或刺进件,不存在管道附加阻力丢失的问题,孔板的节省损耗可简略地看作是彎管流量計的节能作用,这关于那些大体系、大管径、大流量、低压力的丈量目标好处愈加显着。这一特色给彎管流量計的工业化运用带来了巨大的便当和经济效益。
 
(6)免保護。
 
彎管流量計传感器耐磨损,对微量磨损不灵敏,在高速流体冲击下不会变形、扭曲、轰动,长时间高低温作业条件下灵敏元件不会老化、蜕变而下降稳定性和灵敏度;关于环境中可能呈现的轰动、粉尘、湿润、电磁场搅扰不灵敏,通过长周期运转它的稳定性、灵敏度、精确性不会发生显着变化,能在最大程度上避免传感器被粘污、结疤、阻塞等等。而孔板流量计的节省口对微量磨损就非常灵敏。一般计量用孔板流量计的孔板每年有必要进行一次或一次以上的强制性磨损查看,这是确保孔板流量计精确计量的必要条件。关于那些大管径的孔板和蒸汽孔板,其拆装难度大,维修费用高,给运用者带来了额定的担负。弯管传感器因耐磨损、免保护、长周期高精度运转的特色,可选用直接焊接法进行设备,使现场跑冒滴漏的问题得到彻底的处理。
(7)丈量數據可直接輸入DCS體系。專用主機配有RSR-232/485通訊接口。
 
3 彎管流量計的运用剖析
 
以行進熱電廠現有3台65t/h鍋爐,3台1.2萬kW機組的流量計改造爲依據進行剖析。
 
3.1 改造方案
 
3台65t/h鍋爐改造前的出産工藝如圖1所示。每台鍋爐主蒸汽管道原設備2個孔板流量計。因爲孔板流量計選用截流發生壓差的原理核算蒸汽流量,因而,蒸汽在流過孔板時形成壓力丟失。經測定,蒸汽流過孔板流量計形成壓力丟踐約0.05MPa,蒸汽由鍋爐進入汽輪機需通過2個孔板流量計,在孔板流量計上形成的壓力丟踐約0.1MPa,加上蒸汽管道及閥門形成的壓力丟失,使鍋爐過熱器集汽聯箱出口至汽輪機進汽口之間管道丟失到達0.4MPa。即使鍋爐壓紅線運轉(3.82MPa),汽輪機進汽壓力只能達3.4MPa(規劃進汽壓力爲3.47MPa),致使發電汽耗上升,發電煤耗上升,一年形成420萬kWh電能的丟失,折合原煤到達4200t/a,添加二氧化硫排放量21.5t。
 
用彎管流量計替代孔板流量计。弯管传感器设备于原管道的90°转弯处,取代原90°弯头,可将节省孔板流量计设备发生的压力丢失彻底节省下来。改造工艺见图2。据测算,这将削减蒸汽管道上的压力丢失0.1MPa,从而在锅炉工况不变的情况下进步汽轮机进汽压力0.1MPa,使汽轮机进汽压力提升至3.5MPa。依据1.2万kW汽轮机负荷特性曲线,满负荷的情况下进汽压力由3.4MPa提升至3.5MPa,负荷添加200kWh,发电汽耗下降0.1kg/kWh,到达节能降耗意图。
 
3.2 改造后经济效益剖析
 
(1)節能效益:本項目投入運轉後,僅從削減蒸汽熱能丟失、在相同蒸汽量條件下添加發電量或在相同發電量的條件下節省蒸汽耗量這一點來核算,節省原煤4200t/a,削減出産成本到達210萬元,出資回收期僅3個月。
 
(2)環保效益:本項目是一個從源頭削減和操控汙染物發生的工程項目,削減二氧化硫排放量21.5t/a,削減煙氣排放量3570萬m3/a。
 
4 结语
 
(1)孔板流量計壓力丟失不行小視,由此帶來的動力消耗很大(一般爲孔板差壓值的60%左右),應引起企業的高度重視。
 
(2)彎管流量計无附加阻力丢失、免保护、耐高温、耐高压,丈量精度彻底满意现场需求。
 
(3)選用新技能進行技改,節能降耗,爲企業發明可觀的經濟效益和社會效益。

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