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平衡流量计

1、工作原理
1.1 基本原理
       充满管道的流体,当它流经管道内的节流件时,如右图所示,流速将在节流件处形成局部收缩 ,因而流速增加,静压力降低,于是在节流件前后便产生了压差。流体流量愈大,产生的压差愈大,这样可依据压差来衡量流量的大小。这种测量方法是以流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为基础的。压差的大小不仅与流量还与许多因素有关,例如当节流装置形式或管道内流体的物理性质(密度、粘度)不同时,在同样大小的流量下产生的压差也是不同的。

1.2 流量方程

Qm-工作状态下质量流量(Kg/s)       Qv-工作状态下体积流量(工况)(m3/s)
C-流出系数                          ε-流束膨胀系数
△P-差压(Pa)                        β-直径比,β=d/D
D-工作条件下节流件的孔径(m)         ρ-上游流体密度(Kg/s)

1.3 公称通径(DN)表示方法

代号

01

02

03

04

05

06

07

08

10

12

15

17

20

22

25

管径(mm)

15

25

32

40

50

65

70

80

100

125

150

175

200

225

250


代号

27

30

32

35

37

40

45

50

60

70

80

90

100

管径(mm)

275

300

325

350

375

400

450

500

600

700

800

900

1000

管径大于1000的以实际管径的1/10表示
 

1.4 公称压力表示方法

代号

00

01

02

03

04

06

10

16

20

25

32

40

管径(mm)

0.6

1.0

1.6

2.5

4.0

6.4

10

16

20

25

32

40

特殊公称压力按实际设计压力值填写
 

主要产品图片

   
平衡流量计(对夹式) 平衡流量计(高温高压焊接式) 平衡流量计(测脏污介质)



平衡流量计(管道式) 平衡流量计(矩形管道
 
1.5 平衡节流测量原理
       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基于独特的工时和测试数据定制,称为函数孔。当流体穿过圆盘的函数孔时,流体被平衡调整,涡流被最小化,形成流速分布有一定 规律的充分发展的紊流,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。
 
       公式:  
 
       现今大量使用的标准孔板节流装置,由于只有一个节流孔,孔两边的死区产生大量涡流消耗流体动能,会导致 很大的永久压力损失;随机和杂乱涡流所形成的噪声引起取压点信号波动.使测量线性度和重复性降低;一个孔的 结构,需要很长的直管段来调整流场和回复压力。平衡流量传感器通过多孔圆盘节流整流器,能巧妙实现流体平衡测量,明显减少涡流的形成、降低死区效应、减少流体动能的损失,降低涡流带来的取压点信号波动。

平衡流量计平衡流场,减少涡流和压力   
2、产品特点
2.1测量精确度高
       由于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,沉场稳定性大大提高,表体采用特制精密管道和专用取压装置,使梢确度比传统节流装置提升了 5-10倍。
       经过实流标定,传感器精确度可达±0.30%、±0.50%,适用于贸易计量场合;
       几何尺寸检验,传感器精确度可达±0.50%、±1.00%,适用于过程控制场合.
       平衡流量计加工重复性极高,与传统节流装置一样,在实流标定数据基础上,可以实现几何尺寸检定。
 
2.2 直管段要求低
       平衡流量传感器能将流场平衡、调整稳定、且压力恢H比传统孔板节流装置快两倍,大大缩短了对直管段的要 求。大多数情况下直管段可以小至0.5D-2D,采用平衡流量计可以省去大量直管段,尤其是特殊昂贵材料的管道。

2.3 永久压力损失低
       平衡流量计多孔对称的平衡设计,减少了涡流的形成和紊流摩擦,降低了动能损失,在同样的测量工况不降低差压值的情况下,可比传统节流装置降低到1/2-1/3的永久压力损失,从而节省了相当大的运行成本,是一种节能型仪表,值得大量推广。

2.4 量程比宽
       与传统节流装置相比,平衡流量极大提高了测量量程比。研究结果显示:雷诺数大于5X104时,选择合适的孔径参数,平衡力量传感器量程比无上限。根据工业测量实际应用需要,常规测量量程比为7:1-10:1,很多场合选择合适的参数.可以做到20:1-30:1或更高。

2.5 重复性和长期稳定性好
       平衡流量传感器能将流场平衡稳定,使重复性大大提高,可达0.1%。
       平衡流量计多个流通孔分散受力,无锐角磨损,其β值长期保持不变,长期稳定性非常好;整个仪表无可动部件,使用寿命比传统节流装置延长5-10倍。

2.6 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,见笑了流体孔被堵塞的机会。

2.7测量范围宽
       根据试验结果,我们了解到:平衡流量计的性能,使其流速可以到达音速;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。

2.8 适用范围广
       平衡流量计工作温度、压力取决于管道和法兰的材质和等级,分别可达850°C, 42MPa或更高温度、压力介质。 适合极低温流体LNG、液空气、液氮、液氧、液氩、液化乙烯、液氢、液氯等,能有效防止气化,测量效果最佳。
       平衡流量计可以进行气液两相、浆料、甚至固体颗粒测量。
       平衡流量计左右完全对称,因此可以十分方便地测量双向流。
 
2.9平衡流量计与其他压差流量计的对比

 

平衡流量计

锥形流量计

孔板

喷咀

文丘里

均速管

楔子

弯管

机翼

节流原理

平衡节流

中心节流

边缘节流

边缘节流

缩管节流

动静压节流

非对称节流

离心力

机翼式节流

测量介质

气体、液体、蒸汽

气体、液体、蒸汽

气体'液体、蒸汽

气体、液体、蒸汽

气体、液体、蒸汽

气体、液体、蒸汽

气体、液体、蒸汽

气体、液体、蒸汽

气体

管径范围

15 ~ 3000mm

15 ~ 3000mm

50 ~ l000mm

50 ~ 500mm

50 ~ 1200mm

100 ~ 5000mm

50 ~ l000mm

100 ~ 2000mm

400 ~ 3000mm

直管段要求

前2D后1D

前3D后1D

前18D后10D

前18D后10D

前10D后3D

前20D后10D

前10D后5D

前10D后5D

前3D后1D

精度等级

0.3% ~ 0.5%

0.5% ~10%

1% ~ 2%

1% ~ 2%

1% ~ 2%

1% ~ 2%

1% ~ 2%

1% ~ 2%

3% ~ 5%

长期稳定性

最好

最差

量程比

>10:1

10:1

3:1

3:1

5:1

10:1

3:1

10:1

10:1

压力损失

10%~30%差压

30%~50%差压

60%~100%差压

60%~100%差压

10%~30%差压

10%~20%差压

60%〜丨00%差压

10%〜20%差压

60%〜100%差压

耐脏防堵性能

双向测量

不能

不能

不能

不能

不能

不能

雷诺数范围

200〜10000000

8000〜5000000

>8000

>20000

>80000

>80000

>300

>100000

>8000

商流速测童

低流速测萤

很差

很差

双相流测最

很好

-般

不能

不能

-般

不能

不能

体积

较大

很大

很大

价格

很低

使用寿命

很长


3、平衡流量计结构形式
3.1 管道式
管道式平焊法兰连接:
法兰标准:ANSIB16.5HG/T 20615 连接形式:SO
密封面形式:RF       压力等级(CL/MPa) : 150/2.0
法兰标准:JB/T81 HG/T 20592    连接形式:PL/SO
密封面形式:RF 压力等级(MPa) : 0.25、0.6、1.0、1_6、2.5
             


                                         
管道式对焊法兰连接:
法兰标准:ANSI B16.5 HG/T 20615  连接形式:WN
密封面形式:RF/MFM/RJ   压力等级(CL/MPa) : 300/5.0、600/11.0、900/15.0、1500/26.0、2500/42.0  
法兰标准:GB/T9115/JB/T82HG/T 20592  连接形式:WN
密封面形式:RF/MFM/RJ  压力等级(MPa) :4.0、6.3、10.0、16.0、25.0                                                  
     


管道式螺纹法兰连接:
法兰标准:]B 2769-2008  连接形式:螺纹
密封形式:高压透镜塾   压力等级(MPa) : 16.0、22.0、25.0、32.0
注:SO-带颈平焊、PL-板式平焊、WN-带颈对焊、RF-突面、MFM-凹凸面、RJ-环连接面)


3.2 焊接式
       DN15-DN600,含精密测量管道、取压装置和AK传感器;传感器放在正中央,左右对称,可双向测量。适合高温高压场合,直接焊接到工艺管道上。
 
适用于测量髙压和超髙压介质流量,不用法兰连接,而是采用直接焊接,以减少管路上的泄露点,性能强于高压喷嘴和文丘里,如:加氢裂化、聚乙烯、电厂的主蒸汽和主给水等。适用于测量长输管道高强度钢管内流体的流量,如:长输管道、城市热力管网等。



3.3 管段对夹式
       N15〜DN80,整体加工,带AK转杆器和取压装置:DN100-DN600,半整体加工,带AK传感器和专用取压装置;传感器处于结构中央,左右对称,可双向测量。适合各种工况下各种介质的敬慕测量,精度高,安装简单,维护方便。

管段对夹式连接: 连接法兰标准:ANS丨B16.5/HG/T 20615 JB/T82/HG20592
                配套法兰连接形式:WN/SO/PL  密封面形式:RF
                连接法兰压力等级(CL/MPa) : 150〜600/2.0〜11.0、PN1.0〜10.0
                特点:1.安装时无需焊接 2.便于拆装和更换。

尺寸表
DN15〜DN80结构长度A=100MM;
DN15〜DN40取压口C=1/4NPT(PSW);
DN50〜DN80取压口C=1/2NPT(PSW);
DN100〜DN600结构长度A=120MM;
DN100〜DN600取压口1/2NPT(PSW);

3.4 法兰对夹式
       DN50-DN3000,带取压法兰及紧固件,AK传感器处于取压法兰中间,左右对称,可进行双向测量。适合各种工况下各种介质的精密测量,安装简便,维护方便。

法兰对夹式连接: 连接法兰标准:ANSI B16.36 HG/T 20592-KWN
配套法兰连接形式:WN     密封面形式:RF
连接法兰压力等级(CL/MPa) : 150〜2500/2.0〜42.0、PN0.6〜16.0
特点:1.安装时取压法兰与管道直接焊接,
     2.节流件便于拆装和更换。



3.5 双法兰式
       DN50-DN1000,法兰与管道同材质.双法兰取压,分普通双法兰、衬四氟、保温夹套三种款式。适用于粘稠、有毒、强腐蚀等需要隔离测量的液体、脏污及粉尘气体,需要保温的特殊场合。

普通双法兰取压型: 适用于测萤粘绸液体(原油、渣油、原料油、回炼油)、
                   煤浆介质(含焦油)、脏污 及粉尘气体的流1对于高粘度及粉尘介
                   可依据设计要求增加吹扫口。
                   连接法兰标准:ANSI B16.5/HG/T 20615 JB/T82/HG/T 20592等
                   连接法兰压力等级(CL/MPa) : 15(n500/2.(T26.0、PN0.25-25.0
双法兰特殊防腐蚀型:独特的耐腐蚀防堵装配结构,是为测量含有湿气的氯气、氣化氢、
                   氣M酸等介质的流量而专业设计。
             特点:1.安装时无需焊接,
                   2.节流件可以更换。
双法兰夹套管伴热器:专门为测量要求夹套管伴热工艺介质的流量而
              设计,钢制夹套管法兰标准:SHT501-1997,也宜其
              他标准法兰定制夹套法兰。


外形图


3.6 方管式
       L200-3000m,管道为碳钢,传感器为SS304/CS,结构长度:L200-L900为10"、1000以上为20〃 ;传感器放在正中央,左右对称,可双向测量。适合各种方形管道的风量测量,性能明显优于普通风量测量装置。

   方管平衡节流装置
   为测量方形(正方和矩形)管道内介质的流量而专业设计,适合于大口径
   风量测量。


外形图


3.7 一体化
       针对管道式、管段对夹式、法兰对夹式、焊接式的一体化产品结构形式。包括本体,引压连接、三阀组、变送器,整体组装。

3.8 计量级
       针对管道式、管段对夹式、法兰对夹式、焊接式、双法兰式的结构形式。用于贸易交接场合,提供检测报告。
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