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上海圓馨能源科技有限公司
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德國(guó)E+H雙量程差壓式流量計(jì)
2012-12-24 閱讀(1295)
| 提 供 商 | 上海圓馨能源科技有限公司 | 資料大小 | 1.8KB |
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| 資料圖片 | 下載次數(shù) | 624次 | |
| 資料類型 | JPG 圖片 | 瀏覽次數(shù) | 1295次 |
1 前言
流量計(jì)的量程比,，對(duì)于各種流量計(jì)都是指zui大流量和zui小流量之比，即量程比為3∶1~3.5∶1左右,。當(dāng)量程比擴(kuò)大了,，就很難保證該儀表選型樣本所保證的儀表精度。但現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況卻往往存在量程比為10∶1,，特別當(dāng)該流量計(jì)又用于計(jì)量用途時(shí)更需要,。雙量程差壓式流量計(jì)從理論到實(shí)際解決了這一個(gè)長(zhǎng)期困擾的問(wèn)題。
2 原理
現(xiàn)在,，差壓式流量計(jì)在流量測(cè)量中使用得仍然很普遍,。這是因?yàn)檫@種流量計(jì)具有穩(wěn)定性佳，耐振性好,，抗干擾能力強(qiáng),，使用和檢定方便等優(yōu)點(diǎn)，但其相對(duì)流量較小時(shí),，測(cè)量精度低,，甚至進(jìn)入小流量信號(hào)切除，使供方利益受損,。
節(jié)流式差壓流量計(jì)的一般表達(dá)式[1]：
（1）
式中：qm—質(zhì)量流量,，kg/s；
C——流出系數(shù),；
ε1—可膨脹性系數(shù),；
β—直徑比，β=d/D,；
d—工作條件下節(jié)流件的孔徑,，m,；
D—工作調(diào)節(jié)下上游管道內(nèi)徑，m,；
Δp—差壓,，Pa；
ρ1—上游流體密度,，kg/m3,。
由上式可見(jiàn)，流量為C,、ε,、d、Δp,、ρ,、β（D）6個(gè)參數(shù)的函數(shù)，而當(dāng)統(tǒng)計(jì)量C和ε近似為常數(shù),，并將實(shí)測(cè)量d,、Δp、ρ,、β（D）在制造安裝時(shí)測(cè)量后,，得到以下關(guān)系式：
（2）
式中：qm—質(zhì)量流量，kg/h,；
Δp—差壓,，Pa。
這一關(guān)系式如果用圖1表示,，則更為明了,、形象。
圖1 qm=f（ΔP）曲線
從公式和曲線可看出,，在流量較大時(shí),，節(jié)流裝置送出的差壓信號(hào)幅值較大，所以可測(cè)量得較準(zhǔn),，但流量較小時(shí),，節(jié)流裝置送出的差壓信號(hào)幅值很小，例如：在10％FS流量時(shí),，差壓信號(hào)只有滿量程的1％,。差壓式流量計(jì)測(cè)量如此小的流量，精度就較低,。
解決這一問(wèn)題的方法是用大小兩桿秤,，在流量大的時(shí)候用大秤，在流量小的時(shí)候用小秤。雙量程差壓式流量計(jì)就是根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)的,。所謂雙量程差壓流量計(jì)即指一個(gè)節(jié)流裝置采用兩臺(tái)差壓變送器。
使用雙量程差壓式流量計(jì)的檢測(cè)裝置可用標(biāo)準(zhǔn)孔板,、多孔孔板（A+K平衡流量計(jì)）等一個(gè)雙量程節(jié)流一次元件,，采用兩臺(tái)差壓變送器。其中一臺(tái)差壓變送器測(cè)量上限較高,，另一臺(tái)差壓變送器測(cè)量上限很小,，一般只有3kPa或更小，兩路信號(hào)同時(shí)送入智能化二次儀表,，進(jìn)行計(jì)算,、判斷和自動(dòng)切換，得到流量值,，從而將大流量和小流量都計(jì)算得很準(zhǔn),。
3 問(wèn)題
要實(shí)現(xiàn)雙量程差壓流量測(cè)量還需解決以下問(wèn)題：
3.1 雷諾數(shù)（ReD）補(bǔ)償
由雷諾數(shù)的表達(dá)式可知[2]，管道內(nèi)流動(dòng)流體的雷諾數(shù)與流體的流量成正比,。
（3）
式中：ReD—與D有關(guān)的雷諾數(shù),；
qm—質(zhì)量流量，kg/s,；
μ—流體的動(dòng)力粘度,，Pa·s；
D—管道內(nèi)徑,，m,。
所以，流體流量在廣闊的范圍內(nèi)變化時(shí),，雷諾數(shù)也在較大的范圍內(nèi)變化,。而差壓式流量計(jì)的流出系數(shù)又是雷諾數(shù)的函數(shù)，因此,，需對(duì)流出系數(shù)進(jìn)行在線補(bǔ)償,，才能保證全量程的測(cè)量度。
以GB2624-2006中的表達(dá)式為例進(jìn)行分析[2],。式（4）所示為標(biāo)準(zhǔn)孔板（角接取壓）流出系數(shù)C表達(dá)式,。
（4）
式中：C—流出系數(shù)；
β—直徑比,；
ReD—與D有關(guān)的雷諾數(shù),。
式（6）所示的關(guān)系如果用圖表示，更加直觀和形象[3]（見(jiàn)圖2）,。
圖2 典型標(biāo)準(zhǔn)孔板流出系數(shù)隨雷諾數(shù)變化曲線（β=0.6）
在圖2中,，隨著雷諾數(shù)ReD的減小，流出系數(shù)C逐漸增大。在雙量程差壓流量計(jì)的低量程段,，往往就處于曲線的迅速升高段,，如果不進(jìn)行補(bǔ)償，必將導(dǎo)致流量示值明顯偏低,。上海上海圓馨工業(yè)設(shè)備有限公司歡迎您的來(lái)電?。和簦海?， ：.com地址：上海市 北京東路668號(hào) （科技京城東樓）20樓c-2室
3.2 可膨脹性系數(shù)（ε）校正
可膨脹性系數(shù)的表達(dá)式仍以GB2624-2006為例,。式（5）所示為標(biāo)準(zhǔn)孔板表達(dá)式。
（5）
式中：ε1—可膨脹性系數(shù),；
ΔP—差壓,，Pa；
P1—節(jié)流件正端取壓口流體靜壓力,，Pa（A）,；
κ—等熵指數(shù)。
在雙量程差壓式流量計(jì)中,，流體流量在廣闊的范圍內(nèi)變化,，相應(yīng)的差壓信號(hào)變化幅度更大。例如：流量變化20倍,，相應(yīng)的差壓變化就達(dá)到400倍,，這種變化引起ε1值的變化很可觀，對(duì)其進(jìn)行在線校正,，意義比C的補(bǔ)償更大,。
4 應(yīng)用
據(jù)上海同欣自動(dòng)化儀表公司（原上海寶科自動(dòng)化儀表研究所）的FDId型儀表針對(duì)以上問(wèn)題做出兩項(xiàng)改進(jìn)：
其一：引入了雷諾數(shù)（ReD）補(bǔ)償。
其二：進(jìn)行了可膨脹系數(shù)（ε）校正,。
從而在實(shí)際流量偏離常用流量時(shí),，能獲得與常用流量時(shí)相當(dāng)?shù)南到y(tǒng)精度。同時(shí)該儀表采用一體化結(jié)構(gòu),，從而消除差壓信號(hào)在長(zhǎng)距離傳遞中所存在的失真,。
同欣公司承諾，這種流量計(jì)用來(lái)測(cè)量蒸汽流量時(shí),，能達(dá)到下列指標(biāo)：
量程比：30：1,；
系統(tǒng)度：±1.5％；
可測(cè)范圍：1~100％,；
保證精度范圍：3~100％,；
流體溫度：≤560℃；
流體壓力：≤6.4MPa,；
全量程溫度,、壓力補(bǔ)償,。
根據(jù)同欣公司介紹，這種儀表已在天津石化,、上海高橋石化,、張家港恒通熱電、張家港永興熱電,、寧波熱電,、上海焦化、山東渤海實(shí)業(yè)等十多個(gè)單位投入正常運(yùn)行,。
圖3 FDId500雙量程流量計(jì)在某石化廠實(shí)際運(yùn)行曲線
圖3所示圖例是一臺(tái)FDId500（DN500）雙量程流量計(jì)在某石化廠的實(shí)際運(yùn)行曲線,。數(shù)據(jù)采集歷史曲線圖中的1,、2,、3、4四根曲線,，分別是蒸汽壓力,、蒸汽溫度、蒸汽密度和蒸汽質(zhì)量流量,。其中,，質(zhì)量流量測(cè)量上限為100t/h（對(duì)應(yīng)差壓100kPa），在讀數(shù)線所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻,，質(zhì)量流量讀數(shù)為0.93t/h,，這時(shí)，低量程差壓變送器（帶開(kāi)平方）輸出電流約為4.86mA,。從而將原本已進(jìn)入小信號(hào)切除區(qū)域的流量予以可靠顯示,。
雙量程差壓流量計(jì)已應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，并在實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生理想的效果,。鑒于雙量程差壓流量計(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展與改進(jìn),，經(jīng)濟(jì)準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)大量程比的測(cè)量已不是難事。
