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弯管流量计的实用分析

时间:2018-02-05 08:57 作者:液位计厂家 点击:
跟着现代工业出产的开展,企业对动力的要求越来越重视。工艺进程操控、出产成本核算、动力计量查核等动力调控方面的问题对流量丈量越来越依靠,因而精确丈量蒸汽、天然气、水等介质的流量在工业动力节能方面越来越重要。弯管流量计的研讨、规划已有80余年的历史,但因各种技能的束缚其工业运用存在很大困难。跟着弯管加工技能和丈量技能的行进,在最近几年得到广泛重视和有用推行。对传统流量计与弯管流量计的运用功能进行比较,通过比对、测算剖析,弯管流量具有压损小、易保护、丈量精度高、重复性好等特色,可以较好地处理动力的计量问题。
 
1 弯管流量计的作业原理
 
弯管流量计与传统的孔板流量计相同,同归于差压式流量计的领域,只是弯管流量计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为流体值弯管中的均匀流速;R为弯管中心曲率半径;D为弯管的内径;R/D为弯管中心曲率半径;ΔP为流体通过弯管传感器时发生的差压值;ρ为介质的密度。
 
管道内流体的流量:
 
 
式中,S为管道的内截面积;α为流量系数。
 
从以上可知,只要精确丈量出压力差,在进行运算的一起再考虑到温度、压力关于介质密度的影响进行必要的温度补偿,就能精确地丈量介质的流量。
 
2 弯管流量计与其他流量计功能比较
 
(1)结构简略,性价比高。
 
弯管传感器实际上是一个90°规范弯头,没有比它结构更简略的流量传感器了。跟着机械加工工业的开展和行业规范化及规范化管理的不断完善,用作弯管传感器的规范机制弯头质量越来越好,价格也越来越低。
 
(2)可丈量简略脏污、易阻塞的介质。
 
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。传统孔板流量计及涡街流量计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涡街流量计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弯管流量计的正常作业,确保其满意的丈量精度。
 
(3)习惯性强,量程规模宽,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弯管流量计进行丈量,并且在耐高温、耐高压、耐冲击、耐振荡、耐湿润、耐粉尘等方面,弯管流量计远优于其它流量计。关于涡街流量计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。所有这些问题对弯管流量计来说几乎没有影响。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。
 
弯管流量计的量程比可达1:10。量程规模宽一方面是指弯管流量计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弯管流量计可以习惯低流速、小信号丈量的要求。总归,弯管流量计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弯管流量计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。弯管流量计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)弯管流量计精度高,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)无任何附加节省件或刺进件,无附加压力丢失,节省动力。
 
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%。弯管流量计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弯管流量计的节能作用,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。这一特色给弯管流量计的工业化运用带来了巨大的便当和经济效益。
 
(6)免保护。
 
弯管流量计传感器耐磨损,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)丈量数据可直接输入DCS体系。专用主机配有RSR-232/485通讯接口。
 
3 弯管流量计的运用剖析
 
以行进热电厂现有3台65t/h锅炉,3台1.2万kW机组的流量计改造为依据进行剖析。
 
3.1 改造方案
 
3台65t/h锅炉改造前的出产工艺如图1所示。每台锅炉主蒸汽管道原设备2个孔板流量计。因为孔板流量计选用截流发生压差的原理核算蒸汽流量,因而,蒸汽在流过孔板时形成压力丢失。经测定,蒸汽流过孔板流量计形成压力丢践约0.05MPa,蒸汽由锅炉进入汽轮机需通过2个孔板流量计,在孔板流量计上形成的压力丢践约0.1MPa,加上蒸汽管道及阀门形成的压力丢失,使锅炉过热器集汽联箱出口至汽轮机进汽口之间管道丢失到达0.4MPa。即使锅炉压红线运转(3.82MPa),汽轮机进汽压力只能达3.4MPa(规划进汽压力为3.47MPa),致使发电汽耗上升,发电煤耗上升,一年形成420万kWh电能的丢失,折合原煤到达4200t/a,添加二氧化硫排放量21.5t。
 
用弯管流量计替代孔板流量计。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)节能效益:本项目投入运转后,仅从削减蒸汽热能丢失、在相同蒸汽量条件下添加发电量或在相同发电量的条件下节省蒸汽耗量这一点来核算,节省原煤4200t/a,削减出产成本到达210万元,出资回收期仅3个月。
 
(2)环保效益:本项目是一个从源头削减和操控污染物发生的工程项目,削减二氧化硫排放量21.5t/a,削减烟气排放量3570万m3/a。
 
4 结语
 
(1)孔板流量计压力丢失不行小视,由此带来的动力消耗很大(一般为孔板差压值的60%左右),应引起企业的高度重视。
 
(2)弯管流量计无附加阻力丢失、免保护、耐高温、耐高压,丈量精度彻底满意现场需求。
 
(3)选用新技能进行技改,节能降耗,为企业发明可观的经济效益和社会效益。

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