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托巴管流量计的使用说明书/中伟测控
浏览次数:368发布日期:2016/11/25
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一、仪表概述:
托巴管流量计适用于气体、液体和蒸汽的高精度流量测量。托巴管是一种差压式、速率平均式流量传感器,通过传感器在流体中所产生的差压进行流量测量。托巴管反映流体真实的流速,其精度达到± 1.0%,重复性达± 0.1%。迪尔巴的突出优点是:输出一个非常稳定、无脉动的差压信号。连续运行证明了托巴管设计的高度完善性,并以其安装简便、压损小、强度高、不受磨损影响、无泄漏等特点成为替代孔板的理想选择。

二、测量原理:

托巴管流量计是当流体流过探头时,在其前部产生一个高压分布区,高压分布区的压力略高于管道的静压。根据伯努利方程原理,流体流过探头时速度加快,在探头后部产生一个低压分布区,低压分布区的压力略低于管道的静压。流体从探头流过后在探头后部产生部分真空,并在探头的两侧出现旋涡。均速流量探头的截面形状、表面粗糙状况和低压取压孔的位置是决定探头性能的关键因素。低压信号的稳定和准确对均速探头的精度和性能起决定性作用。阿牛巴均速流量探头能地检测到由流体的平均速度所产生的平均差压。托巴管均速流量探头在高、低压区有按一定准则排布的多对取压孔,使准确测平均流速成为可能。

托巴管流量计是一种基于匀速管原理设计的多孔平均流速流量计,它产生一种与流量的平方成正比例的平均压差(DP)。为了产生与流量成正比例的电信号,通常把DP的输出信号用导压管耦合到差压变送器。
流量计算基本公式:
——分别为质量流量(㎏/s)和体积流量(m3/s);
——平均流速 ;
——仪表系数;
——流量系数 ;
——可膨胀系数;
——管道内径,m;
——被测流体密度,㎏/m;
——差压,Pa;
三、应用领域:

1、工业生产过程
托巴管流量计是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一,它被广泛适用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域,是发展工农业生产,节约能源,改进产品质量,提高经济效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位。在过程自动化仪表与装置中,流量仪表有两大功用:作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。
2、能源计量
能源分为一次能源(煤炭、原油、煤层气、石油气和天然气)、二次能源(电力、焦炭、人工燃气、成品油、液化石油气、蒸汽)及载能工质(压缩空气、氧、氮、氢、水)等。能源计量是科学管理能源,实现节能降耗,提高经济效益的重要手段。流量仪表是能源计量仪表的重要组成部分,水、人工燃气、天然气、蒸汽和油品这些常用的能源都使用着数量极其庞大的流量计,它们是能源管理和经济核算不可缺少的工具。
3、环境保护工程
烟气,废液、污水等的排放严重污染大气和水资源,严重威胁人类生存环境。国家把可持续发展列为国策,环境保护将是21世纪的zui大课题。空气和水的污染要得到控制,必须加强管理,而管理的基础是污染量的定量控制。
我国是以煤为主要能源的国家,全国有上百万个烟囱不停地向大气排放烟气。烟气排放控制是根治污染的重要项目,每个烟囱必须是安装烟气分析仪表和流量计,组成连椟排放监视系统。烟气的流量沆量有很大因难,它的难度为烟囱尺寸大且形状不规则,气体组分变化不定,流速范围大,脏污,灰尘,腐蚀,高温,无直管段等。
4、交通运输
有五种方式:铁路公路、航空、水运、和管道运输。其中管道运输虽早已有之,但应用并不普遍。随着环保问题的突出,管道运输的特点引起人们的重视。管道运输必须装备流量计,它是控制、分配和调度的眼睛,亦是安全监没和经济核算的必备工具。
5、生物技术
21世纪将迎来生命科学的世纪,以生物技术为特征的产业将获得迅速发展。生物技术中需监测计量的物质很多,如血液,尿液等。仪表开发的难度极大,品种繁多。
6、科学实验
科学实验需要的流量计不但数量多,且品种极其繁杂。据统计流量计100多种中很大一部分是应科研之需用的,它们并不批量生产,在市面出售,许多科研机构和大企业皆设专门小组研制专用的流量计。
7、海洋气象,江河湖泊
这些领域为敞开流道,一般需检测流速,然后推算流量。流速计和流量计所依据的物理原理及流体力学基础是共通的但是仪表原理及结构以及使用条件有很大差别。

四、性能特点:
1、外层冲击管采用一整块材料加工制做而成,无焊接,机械强度高,耐高温、耐腐蚀。
2、独特的六边形结构,产生了独特的流束分布形状,保证了低压信号的稳定,能够产生较高 的差压信号,大大提高了量程比。
3、适用于圆形或矩形的管道。
4、可提供在线拔出型或手动、自动吹扫方案及装置,实现不停产维护。
5、均速托巴管+三阀组+温压补偿+变送器,组成一体化结构,使用更方便。
6、无流量系数飘移,使用周期长期长,信号稳定可靠。
7、压损小能耗低,节能效果显著。
五、主要技术参数:
1、适用管径为10mm~8000mm;
2、独有的内部二次平均结构,提供了高精度(±1%)和高重复性(±1%);
3、准确度为被测实际流量值的±1%;
4、流量的量程比,典型的为10:1(差压值100:1);
5、直管段要求:通常情况下前7D、后3D保证测量精度0.5%~1.0%;
6、zui高工作温度可达500℃,zui高工作压力可达40MPa;
7、参照标准:ISO 3966-197、JB/T5325-1991及GB/T2624-2006;
8、连接方式:插入式法兰连接,插入式螺纹连接、管道式法兰连接、管道式螺纹连接。

六、主要部件:
1、按管道直径定制,用法兰安装在管道上,由不锈钢精加工而成,根据用户提供的各种参数,在清华大学高精度风洞实验室模拟吹风,获得托巴管的特性曲线及数据库,供计算使用。
2、流量积算仪是显示测量结果的二次仪表。通过导线与各变送器及温度计相连,其主板装有CPU及计算程序软件,可利用其显示窗口和切换按钮进行设置、校准和各参数的显示。
3、差压变送器  将探针的差压信号转换成4-20mADC的模拟电流信号。
4、压力变送器  在气体流量的测量中提供压力补偿。
5、温度变送器  在气体流量的测量中提供温度补偿。
6、直流电源   为压力变送器、差压变送器和热电阻温度计供电。
七、托巴管流量传感器的投运和维护:
投运前的准备工作:
1、传感器安装正确:
完成传感器在管道上安装后,投运前必须认真检查,要求焊接牢固,方向正确,严格不泄漏,插入深度恰当等。
2、仪表调校:
传感器配套仪表有差压变送器和智能流量积算仪 ( 还可能有压力变送器和温度变送器)等。都必须经检验和调校后,方可投入使用。仪表的测量范围要符合传感器和被测介质的要求。例如被测空气zui大流量 Qmax=5000m3/h, 经计算算出传感器产生的差压zui大值
△Pmax=0.6Kpa,则差压变送器的测量范围应调校为 0~0.6KPa, 对应输出4~20mADC电流信号。对于通用型流量积算仪 , 应该按实时的流量范围、差压范围、介质密度、温度、压力、流量运算要求等,事先编程组态输入积算仪,务必使积算仪能正确运算和显示流量。
3、仪表接线正确:
传感器与差压变送器、流量积算仪等组成测量系统,配套仪表的电源线,仪表之间的信号输出与输入线,控制与报警联线等,在各个仪表的接线板 ( 又称端子板) 上都有明确的标记,必须正确认别和选择使用,投运前对仪表接线要反复检查无误。为了做好投运前的准备工作,除了认真阅读《使用说明书》外, 还应该阅读《差压变送器使用说明书》、《智能流量积算仪使用说明书》等资料,遵从说明书的指导进行工作。
投运工作:
1、测量系统关闭:
投运准备工作已完成,被测介质充满工艺管道流动,传感器测量系统暂时处于关闭状态,这时应使三阀组的平衡阀处于开启状态,高压阀 P l 和低压阀 P2处于关闭状态。配套仪表处于供电状态,预热约 15 分钟。
2、测量系统开启:
仪表预热后,开启测量系统。在三阀组上打开 Pl 阀和 P2 阀,平衡阀仍处于开启。这时,差压变送器己充入被测介质 ( 气体或液体 ),打开变送器上的排污阀,迅速排出脏液或气体后关闭。然后关闭三阀组上的平衡阀,变送器即进入差压测量状态。输出与差压△ P 对应的信号电流 I △P 从信号电流值 (m A) 可算出差压△P 值 (KP a ) 。流量积算仪也进入工作状态 , 显示出被测介质流量。
如果上述工作均顺利,流量计工作正常,投运工作便完成,交付生产使用。

八、配套方案选择:
1、 是根据测量介质和用户使用的管道内径、工作温度、工作压力及流量变化设计生产。 
2、ZW-3051/1151DP系列差压变送器或其它型号的差压变送器
3、ZW-308系列压力变送器或其它型号的压力变送器
4、温度变送器或其它型号的温度变送器
5、ZW-XMJA系列流量积算仪或其它型号的流量积算仪
6、以此组成的智能型均速管流量计,可带温压补偿,并能显示瞬时流量、累计流量、管道内介质温度、管道内介质压力及差压等值,备有通讯接口和4~20MA输出。
九、装置成套性:
1、均速管流量传感器 1台;
2、均速管流量传感器使用说明书 1份;
3、合格证 1份;
4、配套的变送器仪表及说明书和合格证(可由用户自行定购)。

十、托巴管流量传感器的堵塞设计:

托巴管流量探头的独特设计彻底的摆脱了阿牛巴以往几种均速探头易堵塞、精度不高的特点,使得一次源的测量精度、重复性和可靠性达到一个崭新高度。

刚开机时,流体在管道静压作用下, 进入弯管,很快形成了压力平衡的状态。当压力 平衡状态形成以后,流体在弯管进口处遇到高压, 绕道而行,不再进入弯管中。

托巴管流量传感器的高,低取压孔实现本质防堵

一般情况下,灰尘、沙子和颗粒在涡街力的作用下,集中在探头的后部。这就是为什么秋天的树叶总是在背风的房子后面的原因。探针式流量计探头的独特防堵设计,再加上重力作用的自然下落,阻止了颗粒的进入,这种设计从本质上防止了堵塞并且能产生一个非常稳定的低压信号。

连续工作的探针式流量计从根本上杜绝了堵的可能,但是在以下情况下,仍要注意防堵:

1.当引压管泄漏,探头高压平衡去遭到破坏,杂质中直径较小的颗粒就有可能进入取压孔。

2.当管道处于停产时,由于分子的布郎运动,颗粒小的杂质有可能进入取压孔。

3.系统频繁开停机,在高压区形成的瞬间,颗粒小的杂质有可能进入取压孔,日积月累,就有可能造成探头的堵塞。

4.介质中含有大量藻类生物,或者含有纤维状的物质,也有可能造成探头的堵塞。

十一、产品维护说明:
托巴管流量传感器应在工艺管道大修时进行定期清洗,清洗的办法很多,例如用气源吹除检测管内积存污秽;用煤油和软丝刷洗净,使各取压孔保持通畅。可能产生故障的原因及清除办法 :序号 故障现象 产生的原因 清除办法。
1、无差压信号输出 :高低压阀未打开 ,打开高低压阀。
2、高低压平衡阀未旋紧:旋紧平衡阀。
3、差压信号输出过小:导压系统有泄漏现象;认真查找,排除泄露。
4、二次表量程选配不当:调小差压变送器上限值。
5、差压信号输出过大:二次表量程选配不当,调大差压变送器上限值,背压孔堵塞,清洗均速管,排除堵塞。

十二、使用要求:
1、被测流体应充满管道且流动稳定。
2、被测的流体应当是单相的,其相态不变,对于
成分复杂的流体须与单一成分的流体类似时方能使用。
3、被测流体在实际工况下的ReD应大于3×104
4、应保证传感器前后直管段长度的要求。
5、管道内径大于100㎜为好。
6、在传感器前2D的管道内表面上,应清洁光滑。

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