弯管流量计在纯碱行业中的应用

　　目前, 在工业生产过程中, 各种水、蒸气、气体的流量测量大多采用标准孔板流量计, 其优点是准确、不易磨损, 但压力损失较大, 造成能源的浪费。弯管流量计不仅具有孔板流量计的优点, 还不存在附加压力损失, 是一种典型的节能型差压式流量测量系统。

　　一、结构和组成

　　弯管传感器是一个具有确定弯径比的90°标准弯头,其内部没有任何的插入部件, 在弯管传感器的内外两侧45°处各打一个取压孔, 通过导压管将流体流过时弯管传感器所感测到的差压值, 引送到差压变送器中进行流量测量。

　　弯管流量计由三部分组成: 弯管传感器、差压变送器和流量积算仪或DCS系统。

　　二、测量原理

　　弯管传感器是利用流体的惯性原理进行流量测量的。当流体通过弯管时, 由于流体受到弯管的束缚, 迫使其在弯管内作类似的圆周运动。根据流体强制旋流理论, 流体做圆周运动遵循的规律与固体在空间状态下做圆周运动相似。弯管内流体做圆周运动而产生离心力,离心力的作用使流体在弯管的内外侧产生一个压力差,该压力差的大小与流体的密度和平均流速有关。通过差压变送器测出该差压值的大小, 就可以计算出流体的平均流速, 进而求出流体的流量值。流体的流量与差压值的关系如下:

　　式中: Q———流体的体积流量, m3/h; α———综合流量系 数 ; ρ———被 测 介 质 密 度 , kg/m3; d———弯 管 的 内 径 ,mm; R———弯管的中心曲率半径, mm; ΔP———弯管传感器产生的差压值, Pa。

　　三、弯管传感器的特点

　　1.结构简单、节能效果好

　　弯管传感器结构简单, 无任何节流件和插入件, 无附加压力损失, 节能效果显著。非常适用于大管径、大流量、低压力和压力损失要求低的场合。

　　2.适应性强、量程范围宽、直管段要求低

　　几乎适用于各种场合, 尤其对介质较脏、易堵塞传感器的流体具有明显的优越性。较脏的介质易黏附在孔板上, 使其表面的光洁度达不到设计要求, 影响测量准确度, 而对弯管传感器的影响却十分有限。弯管传感器的量程范围宽, 主要体现在流体流速和弯管传感器的几何尺寸两个方面, 蒸气或气体的流速范围为: (7~70)m/s,液体流速范围为: (0.3~5)m/s。弯管传感器的几何尺寸几乎没有限制, 管径从十几毫米到一米甚至两米以上。直管段要求为前 5D、后 2D 即可满足测量要求, 远远低于其他流量测量装置的要求。对于没有合适的弯头的场合, 可采用“S”型弯管传感器。