彎管流量計在3.6MPa蒸汽計量中的應用

摘要:闡述了彎管流量計在蒸汽計量中無附加壓力損失、一次傳感元件免維護、精度高、重復性好、測量范圍寬、直管段要求低、耐高溫、耐高壓等特性，敘述了在蒸汽計量中彎管流量計的主要特點，重點進行了彎管流量計蒸汽計量節能效益分析，同時給出了彎管流量計測量流量的基本原理，使用證明，彎管流量計作為一種新型流量計量儀表可以替代孔板在蒸汽計量中的應用，節能效果顯著。

關鍵詞:彎管流量計 蒸汽計量 壓力損失 節能效益

1、引言

3.6MPa蒸汽一直是我廠自產能源和全廠蒸汽平衡的重要指標。彎管傳感器因耐磨損、免維護、長周期高精度運行的特點，可滿足直接焊接安裝的技術條件，焊接法安裝解決了蒸汽流量測量裝置現場跑、冒、滴、漏等令人頭痛的問題，彎管流量計用于蒸汽流量的測量，使蒸汽流量測量裝置容易泄漏的難題得到根本性的解決，無阻力損失的優點，可獲得更好的經濟效益，耐磨損、長周期運行不需要進行復雜維護和修理，使運行維修費用降到最低點，所以，彎管流量計用于蒸汽流量計量不僅可以提高我廠的經濟效益，同時對我廠節能也有著深遠的意義。

2、彎管流量計特點和測量原理

2.1彎管流量計特點

2.1.1結構簡單，性能價格比優越

彎管傳感器是用標準幾何90度彎管加工制作而成的，法蘭式取壓的孔板流量計是市場上價格最便宜的流量計，彎管流量計的價格完全可以和它相比。

2.1.2免維護的流量傳感器

彎管流量計在工作中不會磨損或者對磨損不敏感;在高速流體沖擊下不會變形、扭曲、震動;長期高低溫工作條件下敏感元件不會老化、變質而降低穩定性和靈敏度;對于環境中可能出現的震動、粉塵、潮濕、電磁場干擾不敏感;經過長周期運行它的穩定性、靈敏度、準確性不會發生明顯變化;能在最大程度上防止傳感器被粘污、結疤、堵塞等等。符合免維護傳感器的標準，保證了流量計長期高精度測量的工作狀態。彎管傳感器因耐磨損、免維護、長周期高精度運行的特點，可滿足直接焊接安裝的技術條件，焊接法安裝解決了流量測量裝置現場跑、冒、滴、漏等令人頭痛的問題。

2.1.3無任何附加節流件或插入件，無附加壓力損失，節約能源

彎管流量計不存在管道附加阻力損失的問題，孔板的節流損耗可簡單地看作是彎管流量計的節能效果，這對于那些大系統、大管徑、大流量、低壓力的測量對象好處更加明顯。彎管流量計用于蒸汽流量的測量，使蒸汽流量測量裝置容易泄漏的難題得到根本性的解決，無阻力損失的優點，可獲得更好的經濟效益，耐磨損、長周期運行不需要進行復雜維護和修理，使運行維修費用降到最低點。

2.1.4適應性強，量程范圍寬、直管段要求不嚴格

只要是能用孔板流量計進行測量的流體都可用彎管流量計來進行流量測量，且在耐高溫、耐高壓、耐沖擊、耐震動等方面，彎管流量計遠遠優于其它流量計。震動、沖擊對彎管傳感器的正常工作幾乎沒有影響，而高溫、高壓對于彎管傳感器來說只要采用與工藝管道相同材質的標準彎頭，就可以得到解決。

量程范圍寬一方面是指彎管流量計對于其測量介質的流速適用范圍寬，蒸汽或其它氣體介質，流速范圍為0~7~70m/s;液體介質流速范圍為0~0.3~5m/s。以上所說的流速范圍也沒有嚴格的限制，如果被測介質沒有上限流速的限制，則流速范圍還可更大;有足夠精度的微差壓變送器相配合，則流體流速的低限可取得很小。高質量微差壓變送器的應用使彎管流量計能夠適應低流速、小信號測量的要求。總之，彎管流量計的量程范圍完全可以滿足不同對象的流量測量的要求。

量程范圍寬的另一方面是指彎管傳感器的幾何尺寸沒有限制，管徑可從十幾毫米到一米甚至兩米以上。直管段要求不嚴格也是彎管流量計在現場使用中十分重要的特點之一，許多流量測量裝置都因為現場直管段不能滿足要求而不能進行測量或不能保證其測量精度。彎管流量計在實際應用時只需保證前5D、后2D，遠遠低于其它流量測量裝置的要求。

2.1.5介質密度溫壓補償對流量測量準確性的影響

為了保證蒸氣介質流量計量的準確性，必須在測量介質流量的同時測量出介質的溫度和壓力值，利用二次儀表的運算補償功能在線對介質的密度進行計算和補償。在流量計算公式中，介質的密度與流量傳感器產生的差壓值是處于同樣重要的位置上，密度偏差造成的流量測量不準確與差壓變送器不準確造成的測量誤差是完全一樣。

Q=α(△P/ρ)1/2 或者 G=α(△P/ρ)1/2

其中，△P是差壓變送器顯示的差壓值，而ρ就是介質的密度。過去使用的流量二次儀表一般不具備在線溫壓補償運算的功能，而不能對實際工作中密度的變化進行必要的在線補償和修正。隨著微電子技術的廣泛應用，尤其是智能型二次儀表的開發和應用，使它的實用功能大大地擴展和加強，現在我公司生產制造的儀表提供的流量測量裝置具備溫壓在線密度運算補償已經成為現場測量不可或缺的功能。

2.2彎管流量計的原理

彎管流量計是一種差壓式的流量計，是利用流體流經彎管傳感器產生離心力的原理來測量流體流量的。當流體流經彎管時，由于彎管的約束，迫使流體在彎管內作類似的圓周運動，根據流體強制旋流理論，流體作圓周運動遵循的規律與固體在空間狀態下作圓周運動相似。彎管內的流體由于作圓周運動而產生離心力，該離心力的大小與流體流速、流體的質量(密度)以及作圓周運動的曲率半徑等因素有關。離心力的作用使流體對彎管內、外側產生壓力差，測出此差壓值就可計算出管道內流體的流速，進而計算出流體的流量值，這就是彎管流量計的基本測量原理。見圖1。

3、結束語

綜上所述，彎管流量計在3.6MPa蒸汽計量上的應用，使測量裝置容易泄漏的難題得到根本性的解決，彎管流量計代替孔板流量計進行蒸汽流量計量，每年可降低運行費用9萬元人民幣，由于無阻力損失的優點，提高了蒸汽計量的準確度、滿足計量要求、獲得更好的經濟效益，耐磨損、長周期運行不需要進行復雜維護和修理，使運行維修費用降到最低點。所以，彎管流量計用于蒸汽流量計量不僅可以提高我廠的經濟效益，同時對我廠節能降耗也有著深遠的意義，特別是在能源日趨緊缺的今天。

參考文獻

[1] 彎管流量計的選型及應用[S]河北理智