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金属管浮子、转子流量计 厂家选型公式注意事项_

2020-04-10    

 金属管浮子、转子流量计 厂家选型公式注意事项
 
金属转子流量计作为小流量计量的一次检测元件,先后在特钢厂氩气计量系统、中型厂氧气计量系统和机械厂氧气计量系统中应用,其中在中型厂氧气计量系统中,金属转子流量计已稳定运行数月,取得了良好的测量效果。下面就金属转子流量计的特点及选型与使用问题做一简述。
一、金属转子流量计的测量原理及特点
 金属转子流量计的测量部分由孔板和锥型浮子组成,当流体向上流经管子时,锥型浮子向上移动,在某一位置达到平衡,此时浮子与孔板的环隙保持一定,而环隙面积与浮子上升高度成正比,及浮子的某一高度代表着流过流量的大小,浮子上下移动时,以磁耦合的形式传递到外部指示器,使指示器的指针跟随浮子的位移,并借助凸轮板使指针线性地指示流量的大小。特点:金属转子流量计结构简单,工作可靠,适用范围广,量程比高,一般为10B1。 
二、金属转子流量计的选型 
金属转子流量计当测量液体时,一般以标准状态下(20e),水来标注刻度;测量气体时,以标准状态(20e,绝压011013MPa)下,空气标注刻度。所以当对某一测量流体进行仪表选型时,应将其流量范围换算成标准状态下水或空气流量,然后根据换算后的流量范围对照金属转子流量计的标准刻度进行选型。下面以机械厂氧气计量系统中铆焊车间氧气用量为例说明。原始数据如下:
管径:Ф70@5;zui大用氧量:110m3/h;zui小用氧量:10m3/h;工作压力:113MPa;工作温度:30e;当地平均大气压:011MPa。
计算:
(1)氧气密度
 
 
 
(3)由金属转子流量计实际使用流体状况下的流量修正公式:
 

:

 
式中:ZS(ZSN)为被测气体在标准状态(工作状态)下压缩系数(一般情况ZSUZSN);QS为工况下氧气的实际流量;QN为标况下空气的实际流量;QN为标况下空气的密度(11293kg/m3);pN为标准大气压;TN为标准温度293115K;QSN为标况下氧气的密度(即Q20);pS为氧气实际工作压力(即p1);TS为氧气实际工作温度(即T1)。
对照金属转子流量计产品的选型说明书,选LZDH-25(315~35)zui合适。
 
三、二次表流量上限的设定 
 还是以铆焊车间用氧量为例,选用的二次表为济南中环自动化研究所生产的补偿式智能流量积算仪。中环表需设定的参数有:FH、PH、Ph、Ps、CH、Ch、Cs
其流量上限FH应为金属转子流量计刻度上限所对应的标准状态下的氧气流量,因为金属转子流量计的刻度为标准状态下空气标注,所以必须将其转换为标准状态下氧气流量。
 
 
QN上(QN下):即金属转子流量计按标准状态下空气标定的流量上(下)限。
按所选型号为LZDH-25(315~35)的金属转子流量计,氧气的测量范围为121711m3/h~127111m3/h。基本符合所提11m3~110m3的测量要求。
 
四、金属转子流量计在安装及使用过程中的注意事项 
(1)流量计必须垂直安装,所测流体自下而上经流量计,进出口保证有5倍仪表口径的直管段,对于新安装的管路,流量计安装前应将管道冲洗干净。 
(2)为便于检修和更换流量计,在仪表安装时需接旁道管路。 
(3)在流量计上游应安装阀门,在下游5~10倍仪表口径处安装流量调节阀。对于小口径仪表在上游应安装过滤器,若被测介质中含有磁性物质,则应在流量计前安装磁过滤器。 
(4)当被测介质较脏时,应及时清洗管子与浮子。 
(5)金属转子流量计的测量准确度一般为215级,当要求测量准确度较高时,则不宜选择金属转子流量计。

金属管浮子流量计采用可变面积式测量原理,适用于测量液体,气体。全金属结构,有指示型、电远传型、耐腐型、高压型、夹套型、防爆型。
详情介绍:
 
智能型金属管浮子流量计
 
智能型金属管浮子流量计测量部分特点:
 
 
1、坚固的全金属结构设计型浮子流量计
 
2、采用独立概念设计的测量管指示器
 
3、可选择不锈钢、哈氏合金、钛材、PTFE材料测量系统
 
4、低压力损失设计
 
5、短行程、小型结构设计、仪表总高度250
 
6、磁性耦合结构确保数据传输、信号更加稳定
 
7、保温或伴热夹套
 
8、垂直、水平、各种安装方式更适合不同使用场合
 
9、适用于小口径和低流速介质流量测量
 
10、工作可靠,维护量小,寿命长
 
11、对于直管段要求不高
 
12、较宽的流量比10:1
 
13、双行大液晶显示,可选现场瞬时/累计流量显示,可带背光
 
14、单轴灵敏指示
 
15、非接触磁耦合传动
 
16、全金属结构,适于高温、高压和强腐蚀性介质
 
17、可用于易燃、易爆危险场合
 
18、选二线制、电池、交流供电方式
 
19、多参数标定功能
 
20、带有数据恢复,数据备份及掉电保护功能
 
智能型金属管浮子流量计主要技术参数:
 
◇测量范围:水(20℃)1-200000 l/h
 
                    空气(20℃,0.1013MPa)0.03-4000m3/h;参见流量表,特殊流量可订制
 
◇量 程 比:标准型10:1
 
◇精 度:标准型1.0级;特殊型0.5级
 
◇压力等级:标准型:DN15-DN50 4.0MPa DN80-DN200 1.6MPa
 
                      特殊型:DN15-DN50 25MPa DN80-DN200 16MPa
 
                      夹套的压力等级为1.6MPa;特殊型在选型和订货前应与工厂协商
 
◇压力损失:7kPa-70kPa
 
◇介质温度:标准型:-80℃-+200℃:PTFE:0℃-85℃
 
                       高温型:*高可达400℃
 
◇介质粘度:DN15:η<5mPa.s(F15.1-F15.3)
 
                                  η<30mPa.s(F15.4-F15.8)
 
                      DN25:η<250mPFa.s
 
                      DN50-DN150:η<300mPa.s
 
◇环境温度:液晶型-30℃-+85℃
 
                      指针型-40℃-+120℃
 
◇连接形式:标准型:DIN2501标准法兰
 
                      特殊型:由用户指定的任意标准法兰或螺纹
 
◇电缆接口:M20*1.5
 
◇供电电源:标准型:24VDC二线制4-20mA(10.8VDC-36VDC)
 
                      交流型:85-265VAC 50HZ
 
                       电池型:3.6V@7.5AH锂电池,可连续使用三年以上。
 
◇报警输出:上限或下限瞬时流量报警
 
                      集电极开路输出(*大100mA@30VDC内部阻抗100欧)
 
                     继电器输出(触点容量1A@30VDC或0.25A@250VAC或0.5A@125VAC)
 
◇脉冲输出:累积脉冲输出,*小间隔50毫秒
 
◇液晶显示:瞬时流量显示数值范围:0-50000
 
                      累计流量显示数值范围:0-99999999(可带小数点)
 
◇防护等级:IP65
 
◇防爆标志:本安型iaⅡCT5;隔爆型dⅡBT6
体积流量Q的基本方程式为:
式中α 仪表的流量系数,因浮子形状而异;
ε 被测流体为气体时气体膨胀系数,通常由于此系数校正量很小而被忽略,且通过校验已将它包括在流量系数内,如为液体则ε= 1 
△F 流通环形面积,m2 ;
g 当地重力加速度,m/s2;
Vf 浮子体积,如有延伸体亦应包括,m3;
ρf 浮子材料密度,kg/m3;
ρ 被测流体密度,如为气体是在浮子上游横截面上的密度,kg/m3;
Ff 浮子工作直径(*大直径)处的横截面,m2;
Gf 浮子重量,kg。
流通环形面积与浮子高度之间的关系如式(3)所示,当结构设计已定,则d、β为常量。
式中有h的二次项,一般不能忽略此非线性关系,只有在圆锥角很小时,才可视为近似线性。 
 
式中d 浮子*大直径(即工作直径),m;
h 浮子从锥管内径等于从浮子*大直径处上升高度,m;
β 锥管的圆锥角;
a、b 为常数 
从(1),(2),(3)公式可知,在一定的条件下,浮子在锥管内的高度与体积流量有一定的比例对应关系。读出浮子的高度,就可以知道相对应的体积流量,再通过转换器,将浮子的高度转换成所对应的体积流量所对应的刻度,这就是金属管浮子流量计的检测原理。
转换指示器
转换器实际上是将锥管内浮子的高度转换成所对应的体积流量的刻度。从输出信号来分:有就地显
示型和远传信号输出型:
就地显示型:由就地指示器中的随动磁钢与浮子内磁钢耦合,而发生转动,同时电动指针通过刻度盘指示出此时流量 
智能型金属管浮子流量计 
  
智能远传型,由智能型指示器中的随动磁钢与浮子内磁钢耦合,而发生转动,同时带动传感磁钢及指针,通过一个磁传感器将磁场变化转化成电信号,经A/D转换,数字滤波,微处理器处理,D/A输出,LCD液晶显示,来显示出瞬时流量及累积流量大小。(如下图所示)
智能型金属管浮子流量计
 
 
 
 
 
式中α 仪表的流量系数,因浮子形状而异;
ε 被测流体为气体时气体膨胀系数,通常由于此系数校正量很小而被忽略,且通过校验已将它包括在流量系数内,如为液体则ε= 1 
△F 流通环形面积,m2 ;
g 当地重力加速度,m/s2;
Vf 浮子体积,如有延伸体亦应包括,m3;
ρf 浮子材料密度,kg/m3;
ρ 被测流体密度,如为气体是在浮子上游横截面上的密度,kg/m3;
Ff 浮子工作直径(*大直径)处的横截面,m2;
Gf 浮子重量,kg。
流通环形面积与浮子高度之间的关系如式(3)所示,当结构设计已定,则d、β为常量。
式中有h的二次项,一般不能忽略此非线性关系,只有在圆锥角很小时,才可视为近似线性。 
智能型金属管浮子流量计 
式中d 浮子*大直径(即工作直径),m;
h 浮子从锥管内径等于从浮子*大直径处上升高度,m;
β 锥管的圆锥角;
a、b 为常数 
从(1),(2),(3)公式可知,在一定的条件下,浮子在锥管内的高度与体积流量有一定的比例对应关系。读出浮子的高度,就可以知道相对应的体积流量,再通过转换器,将浮子的高度转换成所对应的体积流量所对应的刻度,这就是金属管浮子流量计的检测原理。
转换指示器
转换器实际上是将锥管内浮子的高度转换成所对应的体积流量的刻度。从输出信号来分:有就地显
示型和远传信号输出型:
就地显示型:由就地指示器中的随动磁钢与浮子内磁钢耦合,而发生转动,同时电动指针通过刻度盘指示出此时流量 
智能型金属管浮子流量计 
智能远传型,由智能型指示器中的随动磁钢与浮子内磁钢耦合,而发生转动,同时带动传感磁钢及指针,通过一个磁传感器将磁场变化转化成电信号,经A/D转换,数字滤波,微处理器处理,D/A输出,LCD液晶显示,来显示出瞬时流量及累积流量大小。(如下图所示)
智能型金属管浮子流量计
金属管浮子流量计的口径、浮子号及刻度的计算
1、计算方法
(1) 根据用户给出的数据,选择适当的公式计算相应标校介质的流量Qs: 
智能型金属管浮子流量计 
其中:Qs-标校介质(水或空气)在标准状态下(20℃,0.1013Mpa)的流量 
Q-用户介质流量 K-修正系数
(2)根据计算得到的 Qs值,查流量表来确定选用的浮子号及测量管的口径(流量表中的数值都是水或空气在标准状态下的流量值)
(3)确定测量管口径和浮子号后,建议用下式确定被测介质流量刻度的上限值Q: 
智能型金属管浮子流量计 
其中:Qi查流量表中选取某一浮子号对应的水或空气流量的*大值。
(4)由于计算中没有考虑粘度的修正,有可能与工厂计算的结果产生差异。
 
2、修正系数K的确定
(1)对于液体介质
a、如果Q是液体体积流量则用下式计算K:
 
智能型金属管浮子流量计 
 
b、如果Q是液体质量流量则用下式计算K:
 
智能型金属管浮子流量计
 
其中:ρf:所选浮子密度(g/cm3)
不锈钢浮子密度为7.8
聚四氟乙烯浮子(PTFE)密度为3.4
镍基合金(Hastelloy)密度为8.3
ρ:被测介质的密度
(2)对于气体体介质
a、如果Q是标准状态下(20℃,0.1013Mpa)气体的体积流量,则用下式计算K:
 
智能型金属管浮子流量计
 
b、如果Q是操作状态下气体的体积流量,则用下式计算K:
 
智能型金属管浮子流量计
 
c、如果Q是气体的质量流量,则用下式计算K:
 
智能型金属管浮子流量计
  
 在以上各式中:
ρ: 被测介质的密度:被测气体介质在20℃,0.1013MPa状态下密度(kg/m3)
P:被测气体介质的优良压力(MPa)
T:被测气体介质的优良温度(K)
ρ0:空气在20℃,0.1013MPa情况下密度(1.205kg/m3)
P 0:标校介质的优良压力(0.1013MPa)
T 0:标校介质的优良温度(293.15K)
 
d、辅助密度换算公式 
智能型金属管浮子流量计 
其中:ρst: 被测气体介质在标准状态下密度(Kg/m3)
ρt: 被测气体介质在操作状态下密度(Kg/m3)
Tt: 被测气体介质在操作状态下优良温度(K)
Pt:被测气体介质在操作状态下优良压力(MPa)
p0:被测气体介质在标准状态下优良压力(MPa)
T0:被测气体介质在操作状态下优良温度(K)
 
金属管浮子流量计的结构
 
1、高温型结构(G型) 
      高温结构型(G型)是用于介质温度过高或过低而需要对测量管采取保温隔热措施的介质的流量测量。高温型结构是加大了测量管与指示器之间的距离来增加散热、增加隔热材料厚度,保证指示器工作在允许的环境温度范围内。选型为"G"型。
G型金属管浮子流量计可以测量温度达-80℃-+300℃的介质的流量。
 
智能型金属管浮子流量计
 智能型金属管浮子流量计
 
2、带阻尼器装置的结构(Z型)
      阻尼器结构型用于流量计入口流量(压力)不稳定时的介质流量测量,特别是对于气体的测量。它的结构如图所示.
 
智能型金属管浮子流量计
3、夹套型结构(T型)
     夹套型结构用于对需要伴热或冷却(如高粘度和易结晶)的介质的流量测量。在夹套中通过加热或冷却介质,使低沸点、低凝固点流体不汽化和不结晶。
伴热介质的导入和导出连接,标准型要用HG20594-97 DN15 PN1.6法兰,其它的法兰规格连接可与生产厂标明,夹套的压力等级为1.6MPa.
夹套型流量计结构见FA标准型流量计法兰、外形尺寸图。
 
4、高压型结构(Y型)
      高压型结构用于被测介质压力大于标准的压力等级的流量测量。高压型结构如下图所示。目前FFM64系列的*高压力可以达到32MPa。另外高压型流量计可提供内置磁过滤器型,安装高度均为350mm。FA、FB和FC型*大压力为10MPa.

智能型金属管浮子流量计 
高压型外形尺寸及重量 
智能型金属管浮子流量计 
注:1、G为仪表重量(kg)

原理图

安装示意图

 

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