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。
彎管流量計的流量測量傳感器是一個90°直角彎頭,它無任何插入件,是靠流體流過彎頭時所產生的慣性離心力的大小通過測量其內外側的壓力差來檢測流體流量的,無附加節流件或插入件,可大大降低流體在管道內輸送的動力消耗。
彎管流量計巧妙的利用管道本身的特性,在不增加任何節流件、阻流件和中間媒介的情況下,利用管道的自然轉彎,同時解決了流量計量的問題,既是管道,又是流量計,因地制宜、因勢利導、事半功倍。它保留了傳統差壓式流量計的優點,克服了其缺點,避免了因計量而引發的任何“副作用”和“并發癥”,實現了輸送和計量的*統一。
彎管流量計的優勢
由于彎管流量計具有壓力損失小、測量精度高、不易堵塞、抗腐蝕等特點,其在石化、熱電、煤化工等領域應用迅速推廣。總結彎管流量計的優點,主要表現在以下幾個方面:
壓力損失小,節能
彎管流量計與普通的節流型孔板流量計相比壓力損失大大降低,這樣更節能,因節流而產生的壓力損管流量計失高達該流量壓差的70%至80%,為了達到某一設計參數,只能提高進口壓力,這對設備是極其不利的,同時也降低了經濟效益。若采用彎管流量計,將其安裝在管道90°轉彎處,可用于代替90°彎頭,并無其他插入件和節流元件,主要依靠流體流經90°彎頭所產生的慣性離心力來測量同一截面處內外側的壓力差而確定流量。所以除了流體流過彎管處時有微小壓力損失,整個過程并不會產生節流損失,也可減少動力消耗,適合應用于大流量、大管徑、低壓力的工程中。
量程比大
彎管流量計量程比大,在惡劣的環境下也能適用。彎管流量計的量程比高達1:10,即使在流量波動很大的情況下,也同樣能得到準確可靠的數據,彎管流量計適應性強,測量范圍廣。在一些較惡劣的環境下,如潮濕高溫的環境或者有粉塵有振動的條件下,彎管流量計依然能夠測量出準確的數據。
測量精度高
彎管流量計測量精度高,穩定性強。彎管流量計的實驗精度可達0.5級,實際精度可達1.0級。根據實際測量的偏差可補償0.2%的誤差,使得測量精度更高。與超聲波流量計相比,雖然沒有其精度高,但是超聲波流量計要求流動穩定,在震動情況下測量精度低于彎管流量計。
穩定性強,維護量小
彎管流量計無運轉部件,其損耗僅為流體的磨損,對其精度影響小,重復精度高達0.2%,其使用壽命與管道的壽命相同。管道內無其它突出部件,不易堵塞,安裝后不必拆下,大大減小了維護工作量和檢修費用,保證了運行的連續和安裝的精度。
安裝簡單
從整體上來看,彎管流量計就是一節管道,安裝過程與管道安裝無異。若采用焊接方法,解決了傳統流量計的跑冒滴漏現象。傳統流量計在其前要安裝一段其直徑10倍長度的直管,在其后要安裝其直徑5倍長度的直管。彎管流量計只需在其前安裝5倍口徑長度的直管,其后安裝2倍即可,彎管流量計更適合空間狹小地方的流量測量。
耐高溫高壓抗震
傳統流量計在高溫高壓下易發生變形,對其精度影響較大,同時降低了內部精密部件的壽命,需要定期更換和維護。震動不會影響彎管流量計和孔板流量計,但是對于渦街流量計會造成影響,渦街流量計通過形成卡門渦街,再對渦旋的頻率進行測量得出流量,管道震動的頻率渦旋的頻率進行疊加,造成測量值不真實。
相比較其他流量計,彎管流量計的優勢如下:(點擊表格可放大)
安裝要點
彎管傳感器的現場安裝方式有水平轉水平、水平轉垂直、垂直轉水平等,建議盡可能選擇水平轉水平方式。因為選擇水平轉垂直或者垂直轉水平方式,首先在45°方向上的取壓口會存在一定的高度差,給測量結果帶來誤差。其次需考慮對垂直方向流體重力加速度的修正問題。zui后是同一彎管不同的安裝方式,流量修正系數是不同的。水平安裝方式可實現流體雙向測量。
當彎管傳感器采用焊接方式與前后直管段相連時,應采用合適焊接工藝,保證彎管傳感器和管道的內徑精確對接;當采用法蘭連接方式時,法蘭應與彎管傳感器具有相同的內徑,安裝時應保證同軸,保證內部流體通道的光滑,避免存在擾動流體的障礙。
為避免高溫差對測量的影響,彎管傳感器盡可能安裝在只產生彈性變形的工業管道上,前后直管段長度相等,并對前后直管段采取加固措施,減少溫差引起的彎管傳感器彎徑比變化造成的測量誤差。