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      金屬管浮子、轉子流量計 廠家選型公式注意事項

      發布日期:2020-04-10  
       金屬管浮子、轉子流量計 廠家選型公式注意事項
       
      金屬轉子流量計作為小流量計量的一次檢測元件,先后在特鋼廠氬氣計量系統、中型廠氧氣計量系統和機械廠氧氣計量系統中應用,其中在中型廠氧氣計量系統中,金屬轉子流量計已穩定運行數月,取得了良好的測量效果。下面就金屬轉子流量計的特點及選型與使用問題做一簡述。
      一、金屬轉子流量計的測量原理及特點
       金屬轉子流量計的測量部分由孔板和錐型浮子組成,當流體向上流經管子時,錐型浮子向上移動,在某一位置達到平衡,此時浮子與孔板的環隙保持一定,而環隙面積與浮子上升高度成正比,及浮子的某一高度代表著流過流量的大小,浮子上下移動時,以磁耦合的形式傳遞到外部指示器,使指示器的指針跟隨浮子的位移,并借助凸輪板使指針線性地指示流量的大小。特點:金屬轉子流量計結構簡單,工作可靠,適用范圍廣,量程比高,一般為10B1。 
      二、金屬轉子流量計的選型 
      金屬轉子流量計當測量液體時,一般以標準狀態下(20e),水來標注刻度;測量氣體時,以標準狀態(20e,絕壓011013MPa)下,空氣標注刻度。所以當對某一測量流體進行儀表選型時,應將其流量范圍換算成標準狀態下水或空氣流量,然后根據換算后的流量范圍對照金屬轉子流量計的標準刻度進行選型。下面以機械廠氧氣計量系統中鉚焊車間氧氣用量為例說明。原始數據如下:
      管徑:Ф70@5;zui大用氧量:110m3/h;zui小用氧量:10m3/h;工作壓力:113MPa;工作溫度:30e;當地平均大氣壓:011MPa。
      計算:
      (1)氧氣密度
       
       
       
      (3)由金屬轉子流量計實際使用流體狀況下的流量修正公式:
       

      :

       
      式中:ZS(ZSN)為被測氣體在標準狀態(工作狀態)下壓縮系數(一般情況ZSUZSN);QS為工況下氧氣的實際流量;QN為標況下空氣的實際流量;QN為標況下空氣的密度(11293kg/m3);pN為標準大氣壓;TN為標準溫度293115K;QSN為標況下氧氣的密度(即Q20);pS為氧氣實際工作壓力(即p1);TS為氧氣實際工作溫度(即T1)。
      對照金屬轉子流量計產品的選型說明書,選LZDH-25(315~35)zui合適。
       
      三、二次表流量上限的設定 
       還是以鉚焊車間用氧量為例,選用的二次表為濟南中環自動化研究所生產的補償式智能流量積算儀。中環表需設定的參數有:FH、PH、Ph、Ps、CH、Ch、Cs
      其流量上限FH應為金屬轉子流量計刻度上限所對應的標準狀態下的氧氣流量,因為金屬轉子流量計的刻度為標準狀態下空氣標注,所以必須將其轉換為標準狀態下氧氣流量。
       
       
      QN上(QN下):即金屬轉子流量計按標準狀態下空氣標定的流量上(下)限。
      按所選型號為LZDH-25(315~35)的金屬轉子流量計,氧氣的測量范圍為121711m3/h~127111m3/h?;痉纤?1m3~110m3的測量要求。
       
      四、金屬轉子流量計在安裝及使用過程中的注意事項 
      (1)流量計必須垂直安裝,所測流體自下而上經流量計,進出口保證有5倍儀表口徑的直管段,對于新安裝的管路,流量計安裝前應將管道沖洗干凈。 
      (2)為便于檢修和更換流量計,在儀表安裝時需接旁道管路。 
      (3)在流量計上游應安裝閥門,在下游5~10倍儀表口徑處安裝流量調節閥。對于小口徑儀表在上游應安裝過濾器,若被測介質中含有磁性物質,則應在流量計前安裝磁過濾器。 
      (4)當被測介質較臟時,應及時清洗管子與浮子。 
      (5)金屬轉子流量計的測量準確度一般為215級,當要求測量準確度較高時,則不宜選擇金屬轉子流量計。

      金屬管浮子流量計采用可變面積式測量原理,適用于測量液體,氣體。全金屬結構,有指示型、電遠傳型、耐腐型、高壓型、夾套型、防爆型。
      詳情介紹:
       
      智能型金屬管浮子流量計
       
      智能型金屬管浮子流量計測量部分特點:
       
       
      1、堅固的全金屬結構設計型浮子流量計
       
      2、采用獨立概念設計的測量管指示器
       
      3、可選擇不銹鋼、哈氏合金、鈦材、PTFE材料測量系統
       
      4、低壓力損失設計
       
      5、短行程、小型結構設計、儀表總高度250
       
      6、磁性耦合結構確保數據傳輸、信號更加穩定
       
      7、保溫或伴熱夾套
       
      8、垂直、水平、各種安裝方式更適合不同使用場合
       
      9、適用于小口徑和低流速介質流量測量
       
      10、工作可靠,維護量小,壽命長
       
      11、對于直管段要求不高
       
      12、較寬的流量比10:1
       
      13、雙行大液晶顯示,可選現場瞬時/累計流量顯示,可帶背光
       
      14、單軸靈敏指示
       
      15、非接觸磁耦合傳動
       
      16、全金屬結構,適于高溫、高壓和強腐蝕性介質
       
      17、可用于易燃、易爆危險場合
       
      18、選二線制、電池、交流供電方式
       
      19、多參數標定功能
       
      20、帶有數據恢復,數據備份及掉電保護功能
       
      智能型金屬管浮子流量計主要技術參數:
       
      ◇測量范圍:水(20℃)1-200000 l/h
       
                          空氣(20℃,0.1013MPa)0.03-4000m3/h;參見流量表,特殊流量可訂制
       
      ◇量 程 比:標準型10:1
       
      ◇精 度:標準型1.0級;特殊型0.5級
       
      ◇壓力等級:標準型:DN15-DN50 4.0MPa DN80-DN200 1.6MPa
       
                            特殊型:DN15-DN50 25MPa DN80-DN200 16MPa
       
                            夾套的壓力等級為1.6MPa;特殊型在選型和訂貨前應與工廠協商
       
      ◇壓力損失:7kPa-70kPa
       
      ◇介質溫度:標準型:-80℃-+200℃:PTFE:0℃-85℃
       
                             高溫型:*高可達400℃
       
      ◇介質粘度:DN15:η<5mPa.s(F15.1-F15.3)
       
                                        η<30mPa.s(F15.4-F15.8)
       
                            DN25:η<250mPFa.s
       
                            DN50-DN150:η<300mPa.s
       
      ◇環境溫度:液晶型-30℃-+85℃
       
                            指針型-40℃-+120℃
       
      ◇連接形式:標準型:DIN2501標準法蘭
       
                            特殊型:由用戶指定的任意標準法蘭或螺紋
       
      ◇電纜接口:M20*1.5
       
      ◇供電電源:標準型:24VDC二線制4-20mA(10.8VDC-36VDC)
       
                            交流型:85-265VAC 50HZ
       
                             電池型:3.6V@7.5AH鋰電池,可連續使用三年以上。
       
      ◇報警輸出:上限或下限瞬時流量報警
       
                            集電極開路輸出(*大100mA@30VDC內部阻抗100歐)
       
                           繼電器輸出(觸點容量1A@30VDC或0.25A@250VAC或0.5A@125VAC)
       
      ◇脈沖輸出:累積脈沖輸出,*小間隔50毫秒
       
      ◇液晶顯示:瞬時流量顯示數值范圍:0-50000
       
                            累計流量顯示數值范圍:0-99999999(可帶小數點)
       
      ◇防護等級:IP65
       
      ◇防爆標志:本安型iaⅡCT5;隔爆型dⅡBT6
      體積流量Q的基本方程式為:
      式中α 儀表的流量系數,因浮子形狀而異;
      ε 被測流體為氣體時氣體膨脹系數,通常由于此系數校正量很小而被忽略,且通過校驗已將它包括在流量系數內,如為液體則ε= 1 
      △F 流通環形面積,m2 ;
      g 當地重力加速度,m/s2;
      Vf 浮子體積,如有延伸體亦應包括,m3;
      ρf 浮子材料密度,kg/m3;
      ρ 被測流體密度,如為氣體是在浮子上游橫截面上的密度,kg/m3;
      Ff 浮子工作直徑(*大直徑)處的橫截面,m2;
      Gf 浮子重量,kg。
      流通環形面積與浮子高度之間的關系如式(3)所示,當結構設計已定,則d、β為常量。
      式中有h的二次項,一般不能忽略此非線性關系,只有在圓錐角很小時,才可視為近似線性。 
       
      式中d 浮子*大直徑(即工作直徑),m;
      h 浮子從錐管內徑等于從浮子*大直徑處上升高度,m;
      β 錐管的圓錐角;
      a、b 為常數 
      從(1),(2),(3)公式可知,在一定的條件下,浮子在錐管內的高度與體積流量有一定的比例對應關系。讀出浮子的高度,就可以知道相對應的體積流量,再通過轉換器,將浮子的高度轉換成所對應的體積流量所對應的刻度,這就是金屬管浮子流量計的檢測原理。
      轉換指示器
      轉換器實際上是將錐管內浮子的高度轉換成所對應的體積流量的刻度。從輸出信號來分:有就地顯
      示型和遠傳信號輸出型:
      就地顯示型:由就地指示器中的隨動磁鋼與浮子內磁鋼耦合,而發生轉動,同時電動指針通過刻度盤指示出此時流量 
      智能型金屬管浮子流量計 
        
      智能遠傳型,由智能型指示器中的隨動磁鋼與浮子內磁鋼耦合,而發生轉動,同時帶動傳感磁鋼及指針,通過一個磁傳感器將磁場變化轉化成電信號,經A/D轉換,數字濾波,微處理器處理,D/A輸出,LCD液晶顯示,來顯示出瞬時流量及累積流量大小。(如下圖所示)
      智能型金屬管浮子流量計
       
       
       
       
       
      式中α 儀表的流量系數,因浮子形狀而異;
      ε 被測流體為氣體時氣體膨脹系數,通常由于此系數校正量很小而被忽略,且通過校驗已將它包括在流量系數內,如為液體則ε= 1 
      △F 流通環形面積,m2 ;
      g 當地重力加速度,m/s2;
      Vf 浮子體積,如有延伸體亦應包括,m3;
      ρf 浮子材料密度,kg/m3;
      ρ 被測流體密度,如為氣體是在浮子上游橫截面上的密度,kg/m3;
      Ff 浮子工作直徑(*大直徑)處的橫截面,m2;
      Gf 浮子重量,kg。
      流通環形面積與浮子高度之間的關系如式(3)所示,當結構設計已定,則d、β為常量。
      式中有h的二次項,一般不能忽略此非線性關系,只有在圓錐角很小時,才可視為近似線性。 
      智能型金屬管浮子流量計 
      式中d 浮子*大直徑(即工作直徑),m;
      h 浮子從錐管內徑等于從浮子*大直徑處上升高度,m;
      β 錐管的圓錐角;
      a、b 為常數 
      從(1),(2),(3)公式可知,在一定的條件下,浮子在錐管內的高度與體積流量有一定的比例對應關系。讀出浮子的高度,就可以知道相對應的體積流量,再通過轉換器,將浮子的高度轉換成所對應的體積流量所對應的刻度,這就是金屬管浮子流量計的檢測原理。
      轉換指示器
      轉換器實際上是將錐管內浮子的高度轉換成所對應的體積流量的刻度。從輸出信號來分:有就地顯
      示型和遠傳信號輸出型:
      就地顯示型:由就地指示器中的隨動磁鋼與浮子內磁鋼耦合,而發生轉動,同時電動指針通過刻度盤指示出此時流量 
      智能型金屬管浮子流量計 
      智能遠傳型,由智能型指示器中的隨動磁鋼與浮子內磁鋼耦合,而發生轉動,同時帶動傳感磁鋼及指針,通過一個磁傳感器將磁場變化轉化成電信號,經A/D轉換,數字濾波,微處理器處理,D/A輸出,LCD液晶顯示,來顯示出瞬時流量及累積流量大小。(如下圖所示)
      智能型金屬管浮子流量計
      金屬管浮子流量計的口徑、浮子號及刻度的計算
      1、計算方法
      (1) 根據用戶給出的數據,選擇適當的公式計算相應標校介質的流量Qs: 
      智能型金屬管浮子流量計 
      其中:Qs-標校介質(水或空氣)在標準狀態下(20℃,0.1013Mpa)的流量 
      Q-用戶介質流量 K-修正系數
      (2)根據計算得到的 Qs值,查流量表來確定選用的浮子號及測量管的口徑(流量表中的數值都是水或空氣在標準狀態下的流量值)
      (3)確定測量管口徑和浮子號后,建議用下式確定被測介質流量刻度的上限值Q: 
      智能型金屬管浮子流量計 
      其中:Qi查流量表中選取某一浮子號對應的水或空氣流量的*大值。
      (4)由于計算中沒有考慮粘度的修正,有可能與工廠計算的結果產生差異。
       
      2、修正系數K的確定
      (1)對于液體介質
      a、如果Q是液體體積流量則用下式計算K:
       
      智能型金屬管浮子流量計 
       
      b、如果Q是液體質量流量則用下式計算K:
       
      智能型金屬管浮子流量計
       
      其中:ρf:所選浮子密度(g/cm3)
      不銹鋼浮子密度為7.8
      聚四氟乙烯浮子(PTFE)密度為3.4
      鎳基合金(Hastelloy)密度為8.3
      ρ:被測介質的密度
      (2)對于氣體體介質
      a、如果Q是標準狀態下(20℃,0.1013Mpa)氣體的體積流量,則用下式計算K:
       
      智能型金屬管浮子流量計
       
      b、如果Q是操作狀態下氣體的體積流量,則用下式計算K:
       
      智能型金屬管浮子流量計
       
      c、如果Q是氣體的質量流量,則用下式計算K:
       
      智能型金屬管浮子流量計
        
       在以上各式中:
      ρ: 被測介質的密度:被測氣體介質在20℃,0.1013MPa狀態下密度(kg/m3)
      P:被測氣體介質的優良壓力(MPa)
      T:被測氣體介質的優良溫度(K)
      ρ0:空氣在20℃,0.1013MPa情況下密度(1.205kg/m3)
      P 0:標校介質的優良壓力(0.1013MPa)
      T 0:標校介質的優良溫度(293.15K)
       
      d、輔助密度換算公式 
      智能型金屬管浮子流量計 
      其中:ρst: 被測氣體介質在標準狀態下密度(Kg/m3)
      ρt: 被測氣體介質在操作狀態下密度(Kg/m3)
      Tt: 被測氣體介質在操作狀態下優良溫度(K)
      Pt:被測氣體介質在操作狀態下優良壓力(MPa)
      p0:被測氣體介質在標準狀態下優良壓力(MPa)
      T0:被測氣體介質在操作狀態下優良溫度(K)
       
      金屬管浮子流量計的結構
       
      1、高溫型結構(G型) 
            高溫結構型(G型)是用于介質溫度過高或過低而需要對測量管采取保溫隔熱措施的介質的流量測量。高溫型結構是加大了測量管與指示器之間的距離來增加散熱、增加隔熱材料厚度,保證指示器工作在允許的環境溫度范圍內。選型為"G"型。
      G型金屬管浮子流量計可以測量溫度達-80℃-+300℃的介質的流量。
       
      智能型金屬管浮子流量計
       智能型金屬管浮子流量計
       
      2、帶阻尼器裝置的結構(Z型)
            阻尼器結構型用于流量計入口流量(壓力)不穩定時的介質流量測量,特別是對于氣體的測量。它的結構如圖所示.
       
      智能型金屬管浮子流量計
      3、夾套型結構(T型)
           夾套型結構用于對需要伴熱或冷卻(如高粘度和易結晶)的介質的流量測量。在夾套中通過加熱或冷卻介質,使低沸點、低凝固點流體不汽化和不結晶。
      伴熱介質的導入和導出連接,標準型要用HG20594-97 DN15 PN1.6法蘭,其它的法蘭規格連接可與生產廠標明,夾套的壓力等級為1.6MPa.
      夾套型流量計結構見FA標準型流量計法蘭、外形尺寸圖。
       
      4、高壓型結構(Y型)
            高壓型結構用于被測介質壓力大于標準的壓力等級的流量測量。高壓型結構如下圖所示。目前FFM64系列的*高壓力可以達到32MPa。另外高壓型流量計可提供內置磁過濾器型,安裝高度均為350mm。FA、FB和FC型*大壓力為10MPa.

      智能型金屬管浮子流量計 
      高壓型外形尺寸及重量 
      智能型金屬管浮子流量計 
      注:1、G為儀表重量(kg)

      原理圖

      安裝示意圖

       
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