金属管浮子流量计(金属管转子流量计)是工业自动化过程控制中常用的一种变面积流量测量仪表。它具有体积小,检测范围大,使用方便等特点,可用来测量液体、气体以及蒸汽的流量,特别适宜低流速小流量的测量。
金属管浮子流量计以其优良性能和可靠性,性价比,在石化、钢铁、电力、冶金、轻工、食品、制药、水处理等行业得到了广泛的应用。
本手册面向专业技术人员,适用于金属管浮子流量计的设计选型,也可用于最终用户在使用时的参考。手册分别介绍了金属管浮子流量计的工作原理、功能特点、技术参数、仪表类型及外形、流量计算、接线方法和安装、维护等。本手册只针对金设计选型和使用,同时厂家保留某些技术参数改进而不预先通知的权利。二测量原理
金属管浮子流量计主要由两大部分组成:传感器和指示器。传感器主要由连接法兰、测量孔板、浮子和上下导向器组成;指示器主要由磁耦合系统、壳体、电远传系统、刻度盘和指针组成。
流体自下而上流经测量管时,浮子受到浮力和流体的推力会逐渐上升,当浮子自身的重力和浮力、流体的推力平衡时,浮子会悬停于测量管中的某一位置。当流体的流量越大推力也就越大,浮子的位移也会增加,浮子位移增加后与孔板或锥管的环隙也会增大,从而会通过更大的流量,所以说金属管浮子流量计是一种变面积流量仪表。
浮子内嵌一根磁钢,指示器中有磁耦合系统与之形成磁关联,当浮子在测量管中上下移动时,指示器中的磁耦合系统会带动指针移动。利用磁传感器检测位移并转换成电信号,经电路板处理后显示瞬时和累计流量,指针在指示盘上指示瞬时流量。
三功能特点
◆适用于小口径和低流速介质流量测量 ◆工作可靠,维护量小,寿命长
◆对于直管段要求不高 ◆ 较宽的量程比10:1
◆双行液晶显示,现场瞬时/累积流量显示 ◆ 指示器上有键盘,操作设置方便
◆全金属结构,适用高温、高压和强腐蚀性介质 ◆ 非接触磁耦合传动
◆可用于易燃、易爆危险场合 ◆ 可选直流电源或电池供电方式
◆具有数据存储备份和恢复及掉电保护功能 ◆ 多参数标定功能
四技术参数
▲流量计口径dn15,dn25,dn50,dn80,dn100,dn150(标准型)
dn10,dn32,dn40,dn65,dn125,dn200(非标型)
▲流量范围水:4.0~125000l/h
空气:0.12~3750m³/h(详见流量范围表)
▲量程比 5:1;10:1
▲精度2.5级,1.5级
▲压力等级dn10-dn50≤4.0mpa dn65-dn200≤1.6mpa
▲介质温度 标准型:-30℃~+300℃ ptfe型:0℃~80℃
▲环境温度 就地型:-40℃~120℃ 远传型:-30℃~60℃
▲存储条件 温度:-40℃~85℃ 湿度:≤ 85%
▲供电电源 24vdc(12~36vdc)
▲输出信号 4~20madc(二线制),可附加 hart 协议
▲输出负载500ω(24v 供电时)
▲连接方式 法兰连接,法兰标准:hg/20592-2009
卡箍连接螺纹连接 卡套连接 软管连接
用户可(其它连接方式可与制造商协商)
▲电缆接口 m20×1.5
▲外壳防护 ip65
▲防爆标志 隔爆型:ex d ⅱct6gb
▲介质粘度 dn15:η<5mpa.s;dn25:η <250mpa.s;dn50~dn150:η<300mpa.s
选型填写:
xd-lz/ 一 一 一 一 一 一
1 2 3 4 5 6 7
例:lz/d-15-rr1-m9-k1-y10-z
解读:液晶远传+dn15口径+304材质+m9表头+上限报警+下进上出+阻尼型
六外形尺寸6.1垂直型
垂直安装是金属管浮子流量计所有安装方式中应用*泛的一种,其介质流向绝大多数为下进上出。垂直安装的金属管浮子流量计标准高度为250毫米。如需其他尺寸,可根据客户要求定做。
七口径计算
本手册中列出的流量表是以水和空气为标准介质计算的,故现场的被测介质流量都必须先换算成水或空气的体积流量,再到流量表中查对口径。本章用于设计选型时对流量计口径的选择。
7.1 液体流量的计算
7.1.1 被测液体体积流量 qt
根据液体的密度及最大流量,代入公式(1),计算出水的流量,然后到流量表查找相应的口径,将对应水的流量值,再次代入公式(1),计算出被测液体的流量值,对此流量值进行规整,就得到被测液体的刻度范围。
qs=
×qt
……(1)
式中:
qt:被测液体的最大体积流量qm:被测液体的最大质量流量
7.1.2被测液体质量流量qm
计算方法同上,计算公式依据(2)式
qs =×q……(2)
qs:标校介质水的流量ρf:浮子的密度
ρt:被测液体的密度
ρs:标校介质水的密度
7.1.3计算例题
某液体,操作密度为720kg/m3,最大流量为1800l/h,计算口径和刻度范围。
解答:取浮子密度7850kg/m3`,水的密度1000kg/m3,将720(kg/m3)和1800(l/h)代入公式(1),
计算得qs=×1800=1497.06
查流量表得:口径dn25,qs=1600, 将 qs 重新代入公式(1), 计算得 qt=1923.77, 规整后,确定被测液体的刻度范围为:190~1900 l/h。
7.2气体流量的计算
由于气体受温度和压力的影响较大,它不同于液体的计算。流量换算时,不但要考虑密度的影响,还要考虑温度和压力的影响,所以在计算气体流量时,一定要准确的提供工矿条件下被测气体的温度和压力。
7.2.1如果用户给出的是标准状态下的气体体积流量则按式(3)计算:
qs=
×7.2.2如果用户给出的是操作状态下的气体体积流量则按式(4)计算:
qs=
×qt
7.2.3如果用户给出的是气体质量流量则按式(5)计算:
式中:
qn:气体在标准状态下的最大体积流量
(nm3/h)
qt:气体在操作状态下的最大体积流量
(m3/h)
qm:气体最大质量流量
(kg/h)
qs:空气在标校状态下的体积流量
(m3/h)
ρst:气体在标校状态下的密度
(kg/m3)
ρs:空气在标校状态下的密度
(kg/m3)
ρt:气体在操作状态下的密度
(kg/m3)
ps:空气在标校状态下的绝对压力
(0.1mpa)
pt:气体在操作状态下的绝对压力
(mpa)
ts:空气在标校状态下的绝对温度
(k)
tt:气体在操作状态下的绝对温度
(k)
7.2.4 计算例题
某气体,二氧化碳,平均分子量44,过程压力 0.2mpa,过程温度 25℃,最大流量 48nm3/h,求口径和刻度范围。
解答:
ρst=1.803kg/m3
pt=0.2+0.1=0.3mpa
ρs=1.2041kg/m3
tt=273.15+25=298.15k
ps=0.1mpa
ts =293.15k
qn=48nm3/h
将上述一已知条件带入公式(3)
得qs= ×48=34.2
十流量计安装示意图
可根据现场工艺管道布局选择不同规格的流量计,其中垂直安装型是标准形式,其他形式的均为扩展型,如现场许可,尽量选择垂直型。各种安装形式的流量计安装方式可参考下面的示意图。
十一注意事项
11.1 仪表到达现场,在安装到工艺管线之前,应开箱拆卸所有包装并仔细检查仪表是否有运输损坏。必须保证传感器和指示器的相对位置不变,否则会影响精度。
11.2 仪表在安装前,对工艺管线应进行吹扫清理,防止管道中留有铁磁性杂质附属在仪表的浮子上,影响仪表的正常测量,严重的会造成仪表的损坏。如果不能避免,应在仪表的入口安装磁过滤器。
11.3 由于仪表的测量机构采用磁传递和磁电信号处理器,为保证仪表的正常使用和性能,安装范围至少500mm内不允许有铁磁性物质、强磁场和较强的电磁场存在。
11.4 安装在管道中的仪表,不应受到应力的作用,仪表的出入口,应有合理的管道支撑,使仪表在工艺管道上受到最小的应力。
11.5 仪表的安装分为水平安装和垂直安装,垂直安装的仪表,应保证仪表的垂直度,倾斜偏差不大于3 度;水平安装的仪表,应保证仪表的水平直度,倾斜偏差不大于3度。
11.6 仪表在安装时,上下游管道的口径应与仪表的口径相同,连接法兰应相互匹配;为保证仪表的测量精度和稳定性,仪表上游直管段长度为仪表公称口径的5倍,下游直管段最小长度为250mm。
11.7测量气体的仪表,如果仪表直接向大气中排放气体,会造成仪表的数据失真甚至仪表的损坏。在这种工况条件下,应在仪表的出口处安装节流阀。
11.8 因f46属于软性材质,安装时需注意,以免变形。
11.9 在使用仪表时,一定要注意:必须缓慢开启阀门。如果迅速打开阀门,巨大的冲击力会使浮子冲击止动器,有可能损坏仪表。
11.10 对于远传型,首先要保证接线正确后方可通电,否则容易使仪表损坏。对于危险场合一定要选择防爆型,并严格按照防爆要求进行改装。
11.11 防爆型的仪表在现场需要打开壳体时,一定要先切断电源。
11.12在清洗仪表时避免用高压水枪冲洗壳体以防损坏电子元件。
11.13 仪表属于精密设备,在运输、安装、储存和使用的过程中,必须轻拿轻放,避免野蛮运输、过应力安装和随处乱放的现象。所有操作过程当中,必须保证传感器和指示器的相对位置不变,位置改变将直接影响仪表的测量精度。
11.14在长期的使用过程当中,管道内不可避免会有铁磁性杂质吸附在浮子上,这样会将浮子卡死或影响测量精度,要时常对传感器内浮子进行清洗;如果安装磁过滤器,也要进行定期清洗。
11.15 仪表指示器内装有电子元件,仪表接线或拆卸壳体后,要将螺钉旋紧,必须保证壳体的密封性,防止杂质、水或其它物质进入,同时还要保证仪表壳体的可靠接地。
11.16 由于电磁阀冲击力过大会引起浮子上下冲击阻尼管,严禁与电磁阀配套使用。
以上常见故障,如用户不能自行排除,请送回厂家维修或向厂家咨询。