
Устройство для измерения расхода с несколькими проходными сечениями представляет собой новый тип расходомера разности давлений, широко применяемый на тепловых электростанциях, металлургических и химических заводах для измерения расхода газов (воздуха, пара, природного газа, горняка, дымовых газов) при нормальной или высокой температуре в трубопроводах большого, среднего и малого диаметра.
Устройство для измерения расхода с несколькими проходными сечениями представляет собой новый тип расходомера разности давлений, широко применяемый на тепловых электростанциях, металлургических и химических заводах для измерения расхода газов (воздуха, пара, природного газа, горняка, дымовых газов) при нормальной или высокой температуре в трубопроводах большого, среднего и малого диаметра. Оно особенно подходит для измерения расхода первичного и вторичного воздуха на электростанциях. Принцип его работы заключается в измерении скорости газового потока в трубопроводе или дымоходе и последующем пересчете этой величины для определения расхода. Принцип работы устройства для измерения расхода с несколькими диаметрами аналогичен принципу работы других типов расходомеров разности давления: он основан на законе сохранения энергии в закрытых трубопроводах, уравнении Бернулли, а также на современных авиационных технологиях — теории аэродинамики и гидродинамики, что позволяет осуществлять высокоточные одноточечные и многоточечные измерения с помощью интеллектуального расходомера разности давления. Что касается измерения скорости воздушного потока на соплах вторичного воздуха на электростанциях, то ввиду близости точки измерения к соплам топки в воздуховоде возникают турбулентные явления, и использование только одной точки измерения не позволяет точно отразить распределение поточного поля внутри воздуховода. Исходя из этого, разработанное устройство для измерения расхода с несколькими диаметрами делит воздуховод на несколько зон, измеряет данные давления воздуха в каждой зоне по отдельности, а затем проводит усреднение давления, что позволяет получить сигнал давления и скорость воздушного потока по всему воздуховоду.
Первичные ограничивающие (чувствительные) элементы устройств измерения расхода с несколькими горловинами, в зависимости от количества точек ввода, подразделяются на устройства с одной точкой измерения и устройства с несколькими точками измерения. Первичные ограничивающие (чувствительные) элементы в сочетании с преобразователем, клапанной группой и трубопроводами давления составляют устройство измерения расхода.
Согласно принципам гидродинамики, когда жидкость проходит через трубу с сужением, она движется от сужения по сужающемуся участку к углам расширений. Под действием всасывающего эффекта, создаваемого углами расширения с обеих сторон, поток жидкости в сужении выравнивается и усиливается, что значительно повышает скорость потока в сужении и приводит к заметному снижению статического давления в этой зоне. В результате усиливается разность между полным давлением в отверстии и статическим давлением, измеренным в сужении. Чем больше расход, тем больше создаваемое перепадение давления; путем измерения перепада давления можно определить расход в трубопроводе.
P1 — расчетное давление на входе в измерительную трубку (в кПа)
P — фактическое давление на входе в измерительную трубку
K — коэффициент расхода
T1 — расчетная температура на входе в измерительную трубку
T — фактическая температура на входе в измерительную трубку
Y — коэффициент расширения газа
△p — перепад давления между входом в измерительную трубку и горловиной
Коэффициент температурно-давления (можно опустить, если температурно-давление не компенсируется)
Устройства для измерения расхода с несколькими точками и диаметрами подразделяются на два типа — с одним диаметром и с несколькими диаметрами — в зависимости от технологических условий на объекте.
1. Низкие постоянные потери давления
Для труб диаметром более DN300 мм потери давления практически незначительны, что обеспечивает значительную экономию энергии.
2. Невысокие требования к участку прямой трубы
Требования к участку прямой трубы невысоки. Как правило, длина входного участка прямой трубы составляет 0,7–1,5D.
3. Стабильный сигнал, широкий диапазон измерения
Благодаря специальной схеме расположения датчиков и многоточечному сбору давления удается получить данные об измерении по всему поперечному сечению трубопровода. Сигнал распределяется равномерно, отсутствуют пульсации сигнала разности давления, что максимально устраняет влияние вихревых потоков. Большое значение разности давления обеспечивает стабильность сигнала; измеряемая среда в каждом сужающем участке проходит процесс «выпрямления» на обтекаемой поверхности, благодаря чему даже при низкой скорости потока сохраняется достаточно стабильное значение разности давления, что обеспечивает широкий диапазон измерения.
4. Износостойкость и защита от засорения
Элементы, ограничивающие поток, изготовлены из материалов 316 или 304, а на поверхности, контактирующие с измеряемой средой, нанесено износостойкое покрытие. Это обеспечивает длительный срок службы дроссельных элементов. Благодаря специальной конструкции датчиков давления засорение исключено в корне; при необходимости можно установить устройство для продувки, чтобы проводить техническое обслуживание в режиме реального времени.
5. Компактные размеры и простота монтажа
Для установки достаточно проделать отверстие в трубопроводе, что значительно сокращает время и затраты на монтаж на месте.
| Код категории | VCNS
|
VCND
|
VCNT
|
VCNE | |
| Типы спецификаций | Одиночная точка | два пункта | несколько точек | Нестандартные изделия | |
| Точность | При числе Рейнольдса более 10 000 — 1 %, при числе Рейнольдса 5 000–10 000 — ±2 % | Изготовление на заказ по запросу | |||
| Связность | ±0.1% | ||||
| Диапазон измерения | Обычно 10:1, в особых случаях соотношение может определяться в зависимости от параметров | ||||
| Требования к прямым участкам трубопровода | Обычно от 0,5D до 1,5D | ||||
| Потери давления | Определяется по значению β и значению перепада давления при полном ходу, рассчитывается следующим образом: | ||||
| Диапазон калибров | DN25-1000 | ||||
| Диапазон температур | от -196 до 649 °C (в зависимости от материала) | ||||
| Процессные соединения
Стандарты фланцев |
Квадратный фланец | Квадратный фланец | Квадратный фланец | ||
| Класс давления | PN0.25-4.0 | PN0.25-0.6 | PN0.25-0.6 | ||
| Способ снятия давления | Резьба, сварка в паз, фланец с интегрированным корпусом (монолитная конструкция) | ||||
| Диапазон применимых материалов | Общее | CS SS304/SS304L SS316/SS316L SS321
Aluminium |
|||
| Прочее | A106B CS 12CrMoV 15CrMo HC-276 | ||||
| Типы применимых сред | Различные газы, жидкости, пар, в особенности первичный и вторичный воздух на электростанциях | ||||
| Сферы применения | Подходит для квадратных или круглых труб диаметром от 300 мм до 1000 мм | Подходит для квадратных или круглых труб диаметром от 1000 мм до 2000 мм | Подходит для квадратных или круглых труб диаметром более 2000 мм | ||
Примечание:
(1) Перед выбором изделия необходимо произвести расчет расхода с помощью соответствующего программного пакета. Перед оформлением заказа для проверки условий применения необходимо предоставить «Таблицу конфигурационных данных (CDS)» со страницы 13.
(2) В каталоге не приводятся данные по выбору датчиков; при необходимости обращайтесь напрямую к местному дистрибьютору или производителю…
(3) При монтаже изделия его следует размещать по центру трубопровода в соответствии с рекомендациями стандарта ISO-5167.
(4) Возможен выбор других специальных материалов. Для уточнения подробностей обращайтесь непосредственно к производителю.
(5) Расходомер можно установить в вертикальном положении, но об этом необходимо указать при заказе. Для жидкостей рекомендуется направление потока снизу вверх, для газов — сверху вниз.
| Основной код | VCN | |
| Типы трубопроводов | -A | Прямоугольная труба |
| -B | Круглая труба | |
| Способы подключения | J | Фланцевое соединение |
| F | Сварное соединение | |
| Тип датчика | s | Точечное измерение (подходит для круглых или прямоугольных труб диаметром от DN300 до DN1000) |
| D | Двухточечное измерение (применимо к круглым или прямоугольным трубам диаметром от DN1000 до DN2000) | |
| T | Многоточечное измерение (применимо к круглым или прямоугольным трубам с диаметром DN ≥ 2000) | |
| E | Специально изготовлено для противоположного пола; укажите это при заказе | |
| Технические характеристики датчика | 1 | Датчик № 1 |
| 2 | Датчик № 2 | |
| 3 | Датчик № 3 | |
|
Материал датчика |
Q | SS304 |
| L | SS321 | |
| A | SS316 | |
| M | Моннель | |
| T | износостойкая легированная сталь | |
| W | SS316 + напыление карбидом вольфрама | |
| Z | SS316 + керамическое напыление | |
| H | HG276 | |
| B | 15CrMoG | |
| E | 1Cr5Mo | |
| s | Другие материалы | |
|
Номинальный диаметр |
12 | DN300 |
| 14 | DN350 | |
| 16 | DN400 | |
| 20 | DN500 | |
| 一 | --—— | |
| X*Y | Длина и ширина прямоугольных труб | |
| Класс давления | A | ≤0.6MPa |
| B | ≤4.0MPa | |
| Типы датчиков давления | 1 | Резьбовое соединение |
| 2 | Сварное соединение в паз | |
| Приложение | N | Клапан давления из нержавеющей стали |
| F | Триклапанный блок | |
| R | Устройство обратной продувки | |
| T | Прочее | |
Одиночная установка (подходит для трубопроводов диаметром от 300 мм до 1000 мм)
Таблица конструктивных размеров
| Характеристики датчика | A (максимальное значение, мм) | B (максимальное значение, мм) | C (максимальное значение в мм) |
| VCNS | 90 | 45 | 405 |
| VCND | 90 | 45 | 405 |
| VCNT | 90 | 45 | 405 |
Двухточечное крепление (подходит для труб диаметром от 1000 мм до 2000 мм)
Трехточечное крепление (подходит для трубопроводов длиной 2000–4000 мм)
Многоточечная установка (подходит для трубопроводов длиной 4000 мм и более)
Место установки вставного многоканального расходомера напрямую влияет на результаты измерения, поэтому необходимо выбрать оптимальное место установки. При монтаже следует по возможности избегать влияния элементов, создающих сопротивление в трубопроводе, на измерение расхода, а также по возможности обходить зоны вихревого течения, образующиеся в трубопроводе из-за изгибов, клапанов и других элементов. В нормальных условиях рекомендуется оставлять 5D перед отводом и 3D после него; если длина прямого участка трубопровода на объекте не соответствует этим требованиям, необходимо обеспечить как минимум 2D перед устройством и 1D после него.
После определения места установки необходимо в соответствии с требованиями прорезать одно (или несколько) прямоугольных отверстий вдоль оси трубопровода, затем установить фланец на прямоугольное отверстие в основной трубе и приварить его. При сварке следует следить за тем, чтобы ось симметрии фланца была параллельна оси трубопровода, а также обеспечить, чтобы вставной расходомер с несколькими проходными сечениями был вставлен в центр трубопровода или проходил перпендикулярно его центральной оси; его измерительная трубка полного давления должна быть направлена строго по направлению потока.
Чтобы предотвратить деформацию при сварке, при монтаже не следует разбирать фланцы; монтаж должен производиться в сборе с затяжкой болтов для обеспечения герметичности. В случае моноблочных расходомеров при монтаже необходимо снять датчик, чтобы предотвратить его повреждение.
На вертикальных трубопроводах вставной расходомер с несколькими горловинами можно устанавливать под любым углом к горизонтали, однако об этом необходимо указать заранее при заказе.
На горизонтальном трубопроводе вставной многодиапазонный расходомер рекомендуется вставлять в трубу перпендикулярно направлению потока.
Схема установки всей системы представлена на рисунке ниже:
1. Выбор трубопровода для монтажа
2. Определение местоположения, разметка и прорезание отверстий
3. Прорезание отверстия завершено
4. Установка изделия
5. Сварка
6. Завершение сварки
Прямоугольный расходомер
1. Высокая точность. Стандартная точность прямоугольного расходомера составляет ±0,5 %, а точность калибровки может достигать ±0,25 %.
2. Широкий диапазон расхода. Диаметр измерительного отверстия может составлять всего DN15, а расход — всего 100 л/ч, что позволяет охватить практически весь диапазон расходов. 3. Основные измеряемые среды: может использоваться для измерения газов, пара и жидкостей (включая нефтяные суспензии и жидкости с высокой вязкостью), а также для измерения высокоабразивных (содержащих твердые частицы) и коррозионно-активных жидкостей.
3. Сферы применения: в основном используется в нефтяной, химической, поликремниевой и энергетической отраслях.
Регулируемый расходомер
1. Высокая точность и хорошая повторяемость. Точность регулируемого расходомера может достигать ±0,5 % от измеренного значения, точность калибровки — ±0,25 %, а повторяемость — лучше 0,15.
2. Износостойкость и хорошая долгосрочная стабильность. Четыре отверстия регулируемого расходомера обрабатываются на обрабатывающем центре с ЧПУ, а дроссельные элементы не имеют острых углов и заостренных краев, что снижает их износ и обеспечивает высокую износостойкость и долгосрочную стабильность.
3. Основные измеряемые среды: различные газы, жидкости, пар, влажный воздух.
4. Сферы применения: в основном используется в нефтяной, химической, металлургической, энергетической и коммунальной отраслях.
Балансный расходомер
1. Широкий диапазон измерения
Диапазон измерения балансного расходомера значительно шире, чем у других типов расходомеров разности давлений, и в нормальных условиях составляет 10:1.
2. Невысокие требования к участкам прямой трубы
Как правило, достаточно оставить по 2D участков прямой трубы до и после расходомера.
3. Основные измеряемые среды
Различные газы, жидкости, пар, влажный воздух.
4. Сферы применения
В основном применяется в нефтяной, химической, металлургической, энергетической, бумажной, пищевой и других отраслях.
Клиновидный расходомер
1. Высокая точность: точность неоткалиброванного клиновидного расходомера составляет ±3 %, а после калибровки может достигать ±0,5 %.
2. Возможность измерения расхода в обоих направлениях: измерительный элемент клиновидного расходомера имеет специальную симметричную V-образную конструкцию; благодаря использованию двух датчиков один расходомер позволяет измерять расход как в прямом, так и в обратном направлении.
3. Основные измеряемые среды: газ, пар и жидкости (включая нефтяные суспензии и жидкости с высокой вязкостью), а также высокоабразивные (содержащие твердые частицы) и коррозионно-активные жидкости.
4. Сферы применения: нефтяная, химическая, металлургическая промышленность, коммунальное хозяйство и другие отрасли.
Конический расходомер
1. Высокая точность и хорошая повторяемость. Точность конического расходомера достигает ±0,5 % от измеренного значения, а повторяемость составляет 0,1 %.
2. Отсутствие мертвой зоны. Благодаря «продувочной» конструкции конуса мертвая зона отсутствует, поэтому на конусе не скапливаются частицы жидкости, нагар или примеси.
3. Основные измеряемые среды: низконапорные газы, такие как коксовый газ и природный газ.
4. Сферы применения: в основном используется в металлургии, коммунальном хозяйстве, фармацевтике, авиации, электроэнергетике и других отраслях.
Расходомер Курба
1. Высокая точность измерения и хорошая повторяемость. Точность расходомера Курба достигает ±0,75 %, а повторяемость — 0,1 %.
2. Многоточечное и поэтапное снятие давления. Способы снятия давления гибкие и разнообразные; они определяются на основе экспериментальных данных с учётом числа Рейнольдса и состояния среды, что позволяет обеспечить более точное измерение расхода.
3. Основные измеряемые среды: различные газы, жидкости, пар и воздушный поток.
4. Сферы применения: в основном используется в нефтяной, химической, металлургической, энергетической, холодильной и других отраслях.
Расходомер Питогана
1. Центральное отбор давления, встроенная защита от засорения. Датчик расположен в центре трубопровода, что обеспечивает встроенную защиту от засорения; стержень для очистки позволяет осуществлять автоматическую очистку в режиме работы, что обеспечивает более эффективную защиту от засорения.
2. Возможность установки, извлечения, очистки и обратной продувки в режиме работы. Для некоторых точек измерения, где остановка производства невозможна, можно использовать устройство для установки в режиме работы без остановки производства; для сред с большим содержанием примесей или загрязненных сред, чтобы предотвратить засорение отверстий для отбора давления, также можно использовать устройства для установки и снятия в режиме работы для периодической очистки или устройства обратной продувки в режиме работы для обеспечения долгосрочной точности и надежности измерений.
3. Основные измеряемые среды: подходит для измерения пара, жидкостей, воздуха, газа и других сред, особенно подходит для измерения скорости воздуха в воздуховодах большого диаметра.
4. Отрасли применения: в основном применяется в нефтяной, химической, металлургической, энергетической и других отраслях.
Датчики малого расхода
1. Хорошая повторяемость
Повторяемость датчиков малого расхода составляет менее ±0,2 %.
2. Полный ассортимент размеров дроссельных элементов
Благодаря уникальной конструкции дроссельного элемента датчики малого расхода обладают широким диапазоном измерения; стандартные диаметры проходного отверстия дроссельного элемента составляют 0,508,
0,864, 1,511, 2,527, 4,039 и 6,350.
3. Основные измеряемые среды
В основном используются для измерения газов и жидкостей.
4. Сферы применения
В основном применяются в нефтяной, химической, металлургической, энергетической, фармацевтической, пищевой, коммунальной и бумажной промышленности.
Устройство для измерения расхода воздуха с лопастными трубками
1. Высокая точность. Расположение измерительных точек по всему сечению позволяет уменьшить влияние неравномерности распределения потока, что значительно сокращает требуемую длину прямого участка трубы и эффективно повышает точность измерения.
2. Встроенная защита от засорения. Специально разработанный противозасорный элемент использует кинетическую энергию измеряемой среды для очистки всей поверхности трубы от осадка в режиме реального времени, что исключает необходимость в устройстве обратной продувки.
3. Основная область применения: устройство предназначено для измерения расхода воздуха в трубопроводах большого диаметра.
4. Отрасли применения: в основном используется для измерения первичного и вторичного воздуха на тепловых электростанциях.