弯管流量计

一、概述

弯管流量计广泛应用于石油、化工、电力、冶金、钢铁等行业的液体、气体、和蒸汽的流量测量，能在φ10～φ2000mm的大范围管道中精确测量各种流体的流量，弯管传感器可耐高温、高压、可在潮湿、粉尘、振动等各种恶劣的环境中正常工作。它没有插入件，无附加阻力损失，结构简单，安装方便。

HLW型弯管流量计是差压式流量测量系统。是利用流体流经弯管传感器时做圆周运动而产生离心力即在弯管传感器的内外侧形成了压力差△P，该压力差△P的大小与流体流速、流体质量（密度）以及做圆周运动的曲率半径有关，流体的平均流速V与压力差△P符合平方比例关系。

 

二、  工作原理

流体在管道中流动，在流经弯管时，流体类似于流过一个整流器，由于弯曲管壁的导流作用,在进入弯管前2D左右流体内侧被加速，而流体外侧被减速，直至进入弯管流体的流速形式被整流成近似于自由旋流理论描述的梯形速度流动模式，且在弯管45°截面处达到最大，这个过程将持续在整个弯管中。在弯管出口处及下游2D范围内，流速模型的变化过程是进口变化的反过程。

根据质量守恒定律、能量守恒定律和动量守恒定律，在相同过流截面，各流质点的能量不变，由于各质点流速的变化，就形成了弯管的内外侧压差△P。这个压力差在45°截面时达到最大，最稳定。且45°弯管断面的流体平均速度υ与压差△P符合平方比例关系，流量愈大，差压愈大。流体流过弯管时的流量系数与弯管的几何结构尺寸(弯曲半径R和内径D)有密切关系，即流量系数α=f(R.D) 因此当弯管传感器的几何结构尺寸确定之后，只要测取弯管45°截面的内、外侧压差△P和流体的密度ρ就可以确定流体的平均流速υ。

 

弯管流量计系统示意图

 

 

 

注：①弯管传感器(与管路焊接或法兰连接):输出差压信号。
　　②差压变送器:将弯管传感器输出的差压信号转换为4-20mA电流信号。
　　③流量转换器:通过接收差压变送器、温度、压力变送器信号。计算并显示流量、温度、压力、热量等参数。
　　④三阀组:差压变送器和引压管之间的连接体。
　　⑤根阀:选用二通阀（针阀或球阀）。
　　⑥盘式冷凝器:高温介质（蒸汽）测量时用于介质的降温。
　　⑦三通旋塞阀:排污、反吹。
　　⑧引压管:差压变送器与根阀连接用。
　　⑨压力变送器:被测介质（蒸汽、气体）压力变化较大时选用。
　　⑩温度变送器:被测介质（蒸汽、气体）温度变化较大时选用，测量饱和蒸汽时可以选择压力变送器或温度变送器其中一种，对流量补偿即可。用于供热量计量时，选用2只温度变送器。

 

三、主要技术参数

1、测量介质

　  ● 液体: 热水、冷水、轻质油、化工液体。
● 气体：高炉煤气、焦炉煤气、混合煤气、各种单组分多组分气体。
● 过热蒸汽、饱和蒸汽。
● 压缩空气。
● 天然气，液化气，火炬气。

 

2、特点

● 传感器内部无插入件和节流件，没有压力损失。
　　● 适合测量脏气体，不易堵塞。
● 传感器适用温度、压力范围宽：－50～600℃， 0～30Mpa。
● 直管段要求低，前5D后2D。
● 大口径传感器可以利用现场的90°弯头在线改造。
● 传感器可工作于高温、高压、粉尘、振动、潮湿的恶劣条件。
● 全量程段的专家算法，特别是蒸汽的测量，蒸汽随温度、压力的变化，过热蒸汽经常会转变成为饱和蒸汽，形成汽液两相流介质。在算法中补偿了汽液两相流介质对质量流量测量的影响，保证了测量准确度。
● 可查询前720小时，前365天，前36个月，前10年的流量数据。

基本特点

全

　　测量介质全，包括液体、蒸汽、气体等。液体包括热水、冷水、油、液氨以及其它液体；蒸汽包括过热蒸气、饱和蒸气；气体包括高炉煤气、焦炉煤气、氧气、空气、天然气、乙炔、硫化氢等等。

宽

　　管径范围宽：DN10——DN2000mm；

　　温度范围宽：-50℃ ——600 ℃；

　　压力范围宽：0——32MPa；

　　安装范围宽：管道转弯处和直管道上均能安装，管道的转弯处用90°标准传感器，直管道上用“V”型传感器；

　　量程比宽： 10：1；能满足双向测流；

　　流速范围宽：适用于管道内流速为0.2～12米/秒(液体介质)和5～160米/秒(气体介质包括蒸汽)的流体流量测量，且都能满足测量准确度的要求；

　　适用条件宽：弯管传感器可在高温、高压、粉尘、振动、潮湿及其它环境恶劣，安装条件极差的现场中正常使用，如果采用耐腐蚀材料(如：不锈钢、工程塑料、玻璃、陶瓷等)制造的弯管传感器也可测量各种腐蚀性介质的流量。

短

　　直管段要求短，前五(5D)后二(2D)倍管径长的直管段就能满足其对直管段的要求，从而方便了这种流量计在工业现场的推广应用。

省

　　弯管传感器没有任何插入件和节流件，因此在测量流量过程中不会对被测流体产生附加压力损失，可节省流体输送的动力消耗，降低运行费用。

　　只要用弯管传感器代替原来管道上的弯头即可进行流量测量，传感器寿命和管道寿命相同。

　　安装运行后几乎没有维护工作量。

准

　　系统测量准确度：0.5～1.5级。

稳

　重复性精度为0.2%。长期运行性能不变。由于弯管传感器一次安装之后，不再需要重复拆装，因此其安装精度也能得到很好的保证。

 

3、测量技术参数

 

●管径范围（mm）：DN10～2000（对于现场改造的弯管传感器，没有管径限制）

●流速范围（m/s）：液体0.1～12　　 蒸汽或气体5～160

●准确度：±1%

 ●工作环境 ：转换器：温度-10～45℃ 湿度小于85% （特殊情况请说明）
传感器：温度-50～600℃ 压力0～16MPa（特殊情况请说明）

●工作电源 ：AC220，50Hz或DC12~24V

●测量介质 ：液体：水、油、甲醇、甲苯、液氨等
　　                        气体：高炉煤气、焦炉煤气、混合煤气、氯气、氢气、氧气、空气、氮气等
　　                        蒸汽：饱和蒸汽、过热蒸

4、弯管传感器

 弯管传感器分为L型和S型。L型传感器安装在现场管道的90°自然转弯处，S型传感器可以安装在任意空间的直管道上。与管道的连接方式为焊接或法兰连接。

● L型传感器 适用管径：DN10～2000mm、弯径比：R/d 1.0～5.0

 

L型传感器几何形状示意图 

 

● S型传感器 适用管径：DN10～2000mm、S型传感器几何形状示意图

 

 

  

 

四、产品选型说明

 

● 在弯管流量计选型之前，要确定以下内容，并填写下面的表格。
　　 　①被测介质名称、介质的成分或密度。
　　 　②最大流量、最小流量、常用流量、温度、压力。
　　 　③工艺管道内径、壁厚、材质、传感器安装部位。
　　 　注：根据客户的具体要求，我公司可以承接现场弯管传感器改造工程，对于大管径，可大幅度降低用户采购成本。

 

1	测量介质
2	流量	刻度流量		单位	Kg/h　□  T/h　 □  Nm³/h□	条件	温度　℃ 　压力　MPa 　湿度　%
		最大流量					温度　℃ 　压力　MPa 　湿度　%
		常用流量					温度　℃ 　压力　MPa 　湿度　%
		最小流量					温度　℃ 　压力　MPa 　湿度　%
3	介质密度或组分				Kg/ m³	条件	温度	℃
							压力	MPa
4	工况压力			MPa	8	安装状态	水平　 □	垂直　　 □
5	工况温度			℃	9	安装方式	焊接　 □	法兰连接 □
6	管道内径			mm	10	传感器类别	L型　　□	s型　　　□
7	管道外径			mm	11	管道材质
12	弯径比（弯管改造时需填）：