差壓式轉爐煤氣流量計

一、概述                                                                                                                      通過差壓來測量流量的裝置，是在皮托管流速測量原理的基礎上發(fā)展起來的?？蓽y量液體、氣體以及蒸汽等流體的流量。由于沒有活動部件，幾乎無壓力損失，安裝維修方便，運行成本極低，備受用戶青睞。
    傳感器是由檢測桿、取壓口和導桿組成，它橫穿管道內(nèi)部與管軸垂直，在測桿的迎流面上設有多個測壓孔測量總壓平均值，在其背、側流面有測量靜壓測壓孔，分別由總壓導壓管和靜壓導壓管引出，根據(jù)總壓與靜壓的差壓值，計算流經(jīng)管道的流量。也可以用流量管壁靜壓代替?zhèn)鞲衅鞅沉髅娴撵o壓。
    流量計是由傳感器、引壓附件和差壓變送器、壓力變送器、流量積算儀等配套組成的流量計。
流量計配上差壓變送器、壓力變送器、溫度變送器以及流量積算儀即可組成各種類型的均速管流量計。也可采用任何廠家生產(chǎn)的差壓變送器、壓力變送器、溫度變送器以及流量積算儀組成各種類型的均速管流量計。
二、工作原理
流量計是基于皮托管測速原理發(fā)展起來的，它是通過管道的平均流速及管道的有效截面積的乘積來確定流量。
    一般管道中的流速分布是不均勻的。如果是充分發(fā)展的流體，其速度分布為指數(shù)規(guī)律。為了準確計量，將整個圓截面分面多個單元面積相等的多個半圓及多個半環(huán)。傳感器的檢測桿是由一根中空的金屬管組成，迎流面鉆多對總壓孔，它們分別處于各單元面積的中央，分別反應了各單元面積內(nèi)的流速大小。由于各總壓孔是相通的，傳至檢測桿中的各點總壓值平均后，由總壓引出管引至高壓接頭，送到傳感器的正壓室。當傳感器正確安裝在有足夠長的直管段的工藝管道上時，流量截面上應沒有旋渦，整個截面的靜壓可認為是常數(shù)，在傳感器的背面或側面設有檢測孔，代表了整個截面的靜壓。經(jīng)靜壓引出管由低壓接頭引至傳感器的負壓室。正、負壓室壓差的平方與流量截面的平均流速成正比，叢而獲得差壓與流量成正比的關系。在此關系的基處上，可由伯努利方程和連續(xù)性方程推導得到均速管流量計的流量計算公式：
     Qv=α﹒ε﹒（π／4）﹒D2﹒（2?P／ρ1）0.5
     Qm=α﹒ε﹒（π／4）﹒D2﹒（2?P﹒ρ1）0.5
其中：Qv： 體積流量          Qm： 質量流量
          α：傳感器結構系數(shù)   
         △P：差壓值ε：流體膨脹系數(shù)
          ρ：流體工況下的密度         ε：流體膨脹系數(shù)
    對于不可壓縮性流體ε=1，對于可壓縮性體ε﹤1，若式中D、△P、ρ1都使用SI單位，則QV的單位為M3∕S，Qm的單位為㎏∕S。
    傳感器的流量系數(shù)α和可膨漲性系數(shù)ε，由標準裝置上標定得知，并在出廠時在合格證書上注明。
三、傳感器的基本結構，如下圖1所示

    檢測桿截面的形狀有圓形截面，菱形截面，卵形截面等多種型式，其流量系數(shù)穩(wěn)定、能耗少。
四、型譜規(guī)格及使用要求
3.1、型譜規(guī)格

3.2、型譜規(guī)格說明
    3.2.1、Ⅰ型，適用于（20～50）㎜的管道，外形如圖2所示。其檢測桿直徑一般為4.5～6.5㎜，傳感器與管道的連接方式有兩種：一種是螺紋連接，另一種是法蘭連接。用于高壓測量時都采用法蘭連接，如下圖所示

    3.2.2、Ⅱ型，適用于40～100㎜的管道，外形如圖3所示。
由于管徑不太大，為了減少阻塞防止干擾，檢測桿的截面尺寸應盡量小。一般直徑不大于8㎜。靜壓取壓管改在檢測桿外面的后側位上。如下圖三所示

    3.2.3、Ⅲ型，適用于90～1800㎜的管道（圖四）。
當測量管的直徑較大時，檢測桿的橫截面可以做的粗些，也不會對流場有擾動。此時一般將背面的靜壓取壓管放到迎流面的總壓取壓管中形成一體，使傳感器緊奏，有利于安裝維護。當管徑很大時，且流速很高時，應在管道直徑的另一端安裝一個支撐，加強鋼性。
此類結構適用范圍寬、拆卸很方便。當流速大、被測介質壓力高時，應當通過固定在管道上的法蘭與傳感器相連接。
    3.2.4、Ⅳ型，適用300～2750管型。
這類傳感器適用于管道直徑DN大于等于1000㎜，壓力20MPa以上的測量，由于流速增大，作用于檢測桿上的流體
沖擊力增大。為了加強剛性除了采用法蘭連接外，還將加粗檢測桿的直徑。這類傳感器有單邊固定和雙邊固定兩種類型。
    3.2.5、Ⅴ型，特殊型，當適用于較臟的介質。當被測介質較臟時，為了防止取壓孔堵塞，配有反向吹除部件，必要時可以不中斷工藝流程用壓縮空氣進行吹除。吹除介質應與管道中的介質相同，而壓力應大于管道中的靜壓。
    3.2.6、傳感器的公稱通徑有以下系列：
25，（32），40，50，（65），80，100，（125），150，200，250，300，350，400，500，600，700，800，900，1000，1200，1400，1600，2000，2500，3000mm（括號內(nèi)的數(shù)字一般不推薦用戶選用）
    3.2.7、傳感器的公稱壓力有以下系列：1.6，2.5，4.0，6.3，10，25MPa。
    3.2.8、傳感器精度等級

3.3使用要求
    3.3.1、被測流體應充滿管道且流動穩(wěn)定。
    3.3.2、被測的流體應當是單相的，其相態(tài)不變，對于
成分復雜的流體須與單一成分的流體類似時方能使用。
    3.3.3、被測流體在實際工況下的ReD應大于3×104
    3.3.4、應保證傳感器前后直管段長度的要求。
    3.3.5、管道內(nèi)徑大于100㎜為好。
    3.3.6、在傳感器前2D的管道內(nèi)表面上，應清潔光滑。
五、安裝與維護
4.1、安裝要求
    4.1.1、對于I型的傳感器，已將檢測桿與一段管道焊成一體，安裝時必須使傳感器在流體流動方向內(nèi)。要求工藝管道的內(nèi)徑與傳感器的內(nèi)徑*，或至少在上游直管段所要求的長度范圍內(nèi)傳感器的軸線與管道軸線夾角盡可能為零。
其他類型的傳感器是將其檢測桿插入工藝管道中，安裝時除了總壓孔應正對流速方向外，必須保證傳感器檢測桿與工藝管道的軸線垂直，其允許的位置角壓偏差如圖五所示。
傳感器總壓孔中心與管道軸線夾角應小于7°
傳感器檢測桿沿管道直徑方向插入到底部，其角度偏差小于7°
對于垂直管道傳感器可安裝在管道水平面沿管道圓周360的任何位置上，高低壓引壓管應處于同一平面上，由圖六（a）所示；當測量液體時，應向下側傾斜安裝如圖六（b）所示；當測量氣體的蒸氣時應向上傾斜安裝如圖六（c）所示。
    4.1.2直管段
由于傳感器是以速度面積法為基礎，采用近似積分理論，用較多的點來描述。
分布方程，并且是在充分發(fā)展的速度分布條件下建立的。所以，為了能得到一個理想的分布，必須在傳感器前后有一定長度的直管段（見下表）

注：（1）表中“D”為管道內(nèi)徑。
      （2）在管道段不足的情況下，上游應占管道全長的70％，下游占30％，此時仍可給出穩(wěn)定的示值，但準確度下降。

圖五、均速管安裝位置偏差圖

圖六
    4.1.3夾緊傳感器的裝置應保證不泄露，不松動，不位移。
4.2維護
    4.2.1傳感器應在工藝管道大修時進行定期清洗，清洗的辦法很多，例如用氣源吹除檢測管內(nèi)積存污穢；用煤油和軟絲刷洗凈，使各取壓孔保持通暢。
    4．2.2可能產(chǎn)生故障的原因及清除辦法見下表：

六、均速管智能表配套方案選擇
    5.1.1 JD-HLV系列均速管流量感器。根據(jù)測量介質和用戶使用的管道內(nèi)徑、工作溫度、工作壓力及流量變化設計生產(chǎn)的均速管流量感器
    5.1.2 JD-3351/1151DP系列差壓變送器或其它型號的差壓變送器
    5.1.3 JD-180系列壓力變送器或其它型號的壓力變送器
    5.1.4 SWB系列溫度變送器或其它型號的溫度變送器
    5.1.5 JD-XMJA系列流量積算儀或其它型號的流量積算儀，以此組成的智能型均速管流量計，可帶溫壓補償，并能顯示瞬時流量、累計流量、管道內(nèi)介質溫度、管道內(nèi)介質壓力及差壓等值，備有通訊接口和4～20MA輸出。
七、裝置成套性
    6.1 JD-HLV系列均速管流量傳感器               1臺
    6.2 JD-HLV系列均速管流量傳感器使用說明書     1份
    6.3合格證                                  1份
    6.4配套的變送器儀表及說明書和合格證（可由用戶自行定購）

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