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平衡流量计是一种新型的差压式流量计,其具备了传统差压式流量计结构简单,精确度高,皮实耐用等特点,又克服了传统差压式流量计的准确度低、误差大、流量范围窄、易磨损、永久圧损高,现场安装要求直管段过长等不足之处,是一种新型的流量计。
平衡流量计使用流体力学研究成果对传统节流装置进行较大的改进,具有平衡整流的显著特征。传统节流装置只有一个流通孔径,节流后使流体失去了理想状态;而平衡流量计有多个函数孔径,能最大限度的把流场平衡整流成理想流体,从而将差压式流量计的优势发挥的淋漓尽致。平衡流量计几乎适用于所有流体测量,是流体测量技术的一场革命,目前平衡流量计已经广泛应用到石油、化工、冶金、电力、天然气、水处理等行业。
平衡流量计工作原理
平衡流量计是一种革命性的差压式流量仪表,其工作原理与其他差压式流量计一样,都是基于密封管道中的能量转换原理:在理想流体的情况下管道中的流量与差压的平方根成比例;拥测出差压值根据伯努利方程即可计算出管道中的流量。平衡流量传感器是一个多孔的圆盘节流整流器,安装在管道的截面上,每个孔的尺寸和分布是基于特殊的公式和测试数据而定制的,称为函数孔。当流体穿过圆盘的函数孔时,流体将被平衡整流,涡流被最小化,形成近似理想流体,通过取压装置,可获得稳定的差压信号,根据伯努利方程计算出体积流量、质量流量。
平衡流量计是一种节流式流量传感器。它采用调整器式的孔板结构,可以应用在上游有扰动流场因素的场合。
流量计算公式:
式中:qm ,qv——分别为质量流量(㎏/s)和体积流量(m 3/s);
C——流出系数 ;
ε——可膨胀性系数;
d——节流件开孔直径,m;
β——直径比,β=d/D;
D——管道内经,m;
ρ1——被测流体密度,㎏/m 3;
Δp——差压,Pa;
平衡流量计的特点
1、测量精度是标准孔板的5~10倍
2、流动噪声是标准孔板的1/15
3、永久压力损失是标准孔板的1/3
4、压力恢复比标准孔板快2倍
5、最小直管段可以小于0.5D
一、线性度高、重复性好
平衡流量传感器具有对称多孔结构特点,能对流场进行平衡,降低了涡流、振动和信号噪声,流场稳定性大大提高,使线性度比孔板提升了5~10倍,重复性提高了54%,为0.15%,从其综合性能来看,平衡流量计属于高档流量计行列。
5:1量程比时,线性度可达±0.3%;
7:1量程比时,线性度可达±0.5%;
10:1量程比时,线性度可达±1.0%
二、直管段要求低
平衡流量传感器由于流场稳定,且压力恢复比孔板快两倍,大大所短了对直管段的要求其前后直管段一般为前3D后1D,最小可以小于0.5D,从而省去大量直管段,尤其是特殊昂贵的材料的管道。
三、减少永久压力损失
多孔对称的平衡设计,减少了紊流剪切力和涡流的形成,降低了动能的损失,在同样的测量工况下,与孔板相比减少了2.5倍的永久压力损失,从而节省了相当大的运行能量成本,是一种节能型仪表,值得大量推广。
四、耐脏污不易堵
多孔对称的平衡设计,减少了紊流剪切力和涡流的形成,从而大大降低了滞留死区的形成,保证脏污介质顺利通过多个孔,减小了流体孔被堵塞的机会。
五、可直接替换孔板
其与孔板具有相同的使用方法和外形,因此可以直接进行替换,不需要任何配管的变化和相关仪表的更改,很适合全厂能源计量改造中将孔板改为平衡流量计。
六、流量测量范围宽
根据试验结果,我们了解到:平衡流量计的性能,使其流速可以从最小到音速;其最小雷诺数可低于200,最大雷诺数大于107;β值可选0.25~0.90。
七、长期稳定性好
由于其紊流剪切力的明显减小,大幅度降低了介质与节流件直接的摩擦,其β值长期保持不变,整个仪表无可动部件,因此可以长期保持稳定性。
八、可测高温高压介质
与孔板等节流装置一样,工作温度压力取决于管道和法兰的材质和等级,工作温度可达850℃,工作压力可达42MPa。
九、可测复杂工况介质
由于其特殊的结构设计,使其具有特殊的性能,它可以进行气液两相 ,各种混合气体(如瓦斯、沼气、煤气等等)、各种低温气体(如LNG、液氮、液氧、液氩、液氢、液氯、液化乙烯、液化石油气等等)、气液两相介质(如湿气)、浆料、多相水流、震动水流、电磁干扰介质和双向流(因为平衡流量计左右完全对称)。
平衡流量计结构形式
平衡流量计采用法兰取压方式,见图1、图2
平衡流量计安装直管道要求(数值以管径D倍数表示)
孔板上游侧入口
|
β
|
0.20
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0.40
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0.65
|
单个 90° 弯头或 T型三通
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2
|
2
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2
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两个或两个以上 90° 弯曲在同一面上
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2
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2
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2
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两个或两个以上 90° 弯曲在不同面上
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2
|
2
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2
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|
漩涡流体偏离达 10°
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2
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2
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2
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减压阀(管线尺寸的 1 倍)
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2
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2
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2
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蝶阀(75% 开)
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2
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2
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2
|
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流量计下游侧入口
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2
|
2
|
2
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平衡流量计选型:
XT-LPH-
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平衡流量计 |
|||||
公程通径 |
-XXX |
100表示DN100 |
||||
安装形式 |
pp |
管道式 |
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HF |
对夹式 |
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FW |
焊接式 |
|||||
DF |
双法兰式 |
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SP |
方管式 |
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公称压力 |
A |
0~0.6MPA |
||||
B |
0~1.0MPA |
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C |
0~1.6MPA |
|||||
D |
0~2.5MPA |
|||||
E |
0~4.0MPA |
|||||
F |
0~6.4MPA |
|||||
G |
0~10MPA |
|||||
H |
0~16MPA |
|||||
J |
0~40MPA |
|||||
管道材质 |
0 |
碳钢 |
||||
1 |
304不锈钢 |
|||||
2 |
12CrMOV |
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3 |
其它 |
|||||
输出信号 |
A |
无输出 |
||||
B |
4~20MA |
|||||
C |
RS485 MODBUS |
1、高炉煤气、城市煤气、发生炉煤气、天然气、液化石油气、沼气、瓦斯气、
2、压缩空气、氧气、氮气、氢气、氩气、乙炔气、一氧化碳、二氧化碳、
3、锅炉烟道气、引风机、鼓风机风量、湿氯气、湿氯化物和其他腐蚀性气体。
适用液体:
1、原油、液压油、变压器油、燃料油、重油、渣油、润滑油、柴油、机油、煤油、汽油等
2、甲苯、乙苯、二甲苯、乙醇、乙醚、乙二醇、丙烯等有机溶液
3、食用油、啤酒、糖液、咖啡、淀粉牛奶等
4、水、自来水、河水、井水、工业用水、原水、去离子水、纯水等。
适用蒸汽:
1、饱和蒸汽、过热蒸汽
可以测量的特殊流体
1、含油、含粉尘、含气体的流体,如油 +砂、水中含气泡等。
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