高爐煤氣流量計

1、工作原理

當介質(zhì)在測量管中流動(dòng)時(shí)，因其自身的動(dòng)能通過(guò)阻流件（靶片）時(shí)而產(chǎn)生的壓差，并對阻流件有一作用力，其作用力的大小與介質(zhì)流速的平方成正比。阻流件（靶片）接受的作用力F，經(jīng)剛性連接的傳遞件（測桿）傳至雙電容傳感器，雙電容傳感器產(chǎn)生電容差經(jīng)高精度AD芯片進(jìn)行處理，直接輸出數字信號，由此，通過(guò)AD轉換及計算機處理后，即可得到相應的瞬時(shí)流量和累積總量，其工作原理見(jiàn)示意（圖1）：

2、結構

電容式靶式流量計主要由測量管（外殼）、雙電容傳感器（含阻流元件）、積算顯示和輸出部分組成。根據不同的介質(zhì)和工況，必須選用相適應的雙電容傳感器，因此，用戶(hù)提供準確的計量對象及參數，生產(chǎn)廠(chǎng)家選用合適的電容力傳感器是產(chǎn)品能否計量準確的關(guān)鍵。其結構如右（圖2）：

3、特點(diǎn)

1.采用大屏液晶顯示，可同時(shí)顯示多組參量，讀數更直觀(guān)；

2.整臺儀表在設計中無(wú)可動(dòng)部件，插入式結構，拆卸方便；

3.可選用多種防腐及耐高低溫材質(zhì)（如哈氏合金，鈦等）；

4.整機可做成全密封無(wú)死角（焊接形式），無(wú)任何泄漏點(diǎn)，可耐42MPa高壓；

5.儀表內設自檢程序，故障現象一目了然；

6.傳感器不與被測介質(zhì)接觸，不存在零部件磨損，使用安全可靠；

7.具有多種安裝方式供選擇，如選擇在線(xiàn)插入式，安裝費用低；

8.具有一體化溫度、壓力補償，直接輸出質(zhì)量或標方；

9.具有可選小信號切除、非線(xiàn)性修正、濾波時(shí)間可選擇；

10.能準確測量各種常溫、高溫500度、低溫-200度工況下的氣體、液體流量；

11.計量準確，精度可達到0.2%；

12.重復性好，一般為0.05～0.08%，測量快遞；

13.壓力損失小，僅為標準孔板的1/2△P左右；

14.抗干擾，抗雜質(zhì)能力特強；

15.可根據實(shí)際需要更換阻流件（靶片）而改變流量范圍；

16.安裝簡(jiǎn)單方便，極易維護；

17.多種輸出形式，能遠傳各種參數；

18.抗震動(dòng)性強，一定范圍內可測脈動(dòng)流。

4、技術(shù)指標

5、外形及尺寸

連接短管及法蘭公稱(chēng)直徑氣體采用DN100mm，液體采用DN50mm，法蘭規格采用國標1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa，密封面形式RF。

4.連接法蘭規格

a、法蘭規格：公稱(chēng)壓力0.6MPa～42.0MPa；

b、法蘭尺寸主要采用國家標準GB/T系列，并可采用化工行業(yè)標準HG系列、機械行業(yè)標準JB/T系列，也可協(xié)商提供按照客戶(hù)要求的法蘭。

6、流量計的安裝及要求

1.流量計的安裝

高溫型（80度至500度）、常溫型（-30度至70度）、低溫型（-200度至-40度）

a.常溫型、低溫型、高溫型流量計視不同工況采用水平、垂直或倒置式安裝（以出廠(chǎng)效驗單為準）；

b.介質(zhì)工作溫度在300度以上時(shí)，用戶(hù)應對流量計殼體采取隔熱措施防止熱輻射損壞表頭（表頭工作溫度為-30至70度），同理工作溫度-100度以下的介質(zhì)，也要采取防凍措施；

c.為保證流量計準確計量，要求設置前后直管段；（圖8）

d.為保證流量計在檢查及更換時(shí)不影響系統工作，應盡量設置旁通閥（3）及切斷閥（1、2）；（圖8）

e.因工藝需要可采用垂直安裝，被測介質(zhì)流向可由下至上，也可由上至下，但訂購時(shí)應向供貨方說(shuō)明；

f.流量計口徑與相連的管道口徑尺寸盡量相同，以減少流動(dòng)干擾，造成計量誤差；

g.法蘭式和夾裝式流量計安裝時(shí)，應注意法蘭之間密封墊片內孔尺寸大于流量計和工藝管道通徑6-8mm及否同軸，以避免因其產(chǎn)生干擾流而影響計量精確度；

h.插入式流量計安裝時(shí)，將短管及法蘭焊到管道上時(shí)必須確保流體正對著(zhù)靶片受力面，焊接短管高度在100mm（從管道內壁至法蘭密封面的距離）；（圖9）

i.對于新完工的工藝管道，應先進(jìn)行初步吹掃后再安裝流量計；

j.測量管外壁上箭頭所指方向為被測介質(zhì)流向；

k.流量計殼體必須可靠接地，若無(wú)接地條件應向廠(chǎng)方說(shuō)明；

l.流量計連接法蘭規格執行GB/T系列標準，也可以根據用戶(hù)要求特殊加工（以出廠(chǎng)效驗單為準）。

1、2、3分別為前后閥和旁通閥；4為流量計，L≥10D和L≥5D分別為前后直管段長(cháng)度，D為管道公稱(chēng)直徑。

2.流量計設置零點(diǎn)

注：（流量計安裝后必須先進(jìn)置零操作）

由于電容式力傳感器及阻流件有自重，在流量計安裝時(shí)不在水平方位狀況下，需要重新設置流量計零點(diǎn)。

操作程序為：（也可在管道內無(wú)介質(zhì)流動(dòng)時(shí)直接置零，高溫型及低溫型流量計必須使管道內溫度達到工作溫度后置零）

a.關(guān)閉流量計下游的閥門(mén)；

b.緩慢打開(kāi)流量計上游閥門(mén)，使流量計充滿(mǎn)介質(zhì)；

c.緩慢打開(kāi)流量計下游閥門(mén)，使流量計運行10分鐘左右；

d.關(guān)閉流量計上、下游閥門(mén)，并確定管道內流量為零；

e.用白紙或手指按在“ZERO”位置不小于3S；見(jiàn)（圖10）

7、注意事項

不允許直接在流量計測量管前后端安裝閥門(mén)、彎頭等極大改變流體流態(tài)的部件。

如果需要在流量計前后管道上安裝閥門(mén)、彎頭等部件也應盡量保證前后直管段長(cháng)度。

8、接線(xiàn)

a、24V供電型

1.24V供電型流量可具備多種輸出方式，

a.電流輸出：4～20mA；電源：16-32VDC，二線(xiàn)制；

b.脈沖輸出：0～1000Hz；內阻1000Ω；電源：16-32VDC；10mA（帶背光20mA）；

c.RS485接口：電源：16-32VDC；10mA（帶背光20mA）；

d.電流輸出+HART：4～20mA；電源：16-32VDC，二線(xiàn)制；

2.電流輸出特性（圖4）

以上圖中Imin為流量計最小顯示流量所對應的電流輸出值，其輸出值的大小為：

同理：可計算出滿(mǎn)量程輸出范圍內任-輸出電流及對應流量值。

3.0～1000HZ脈沖輸出特性（圖5）

4.儀表接線(xiàn)

a.流量計信號輸出線(xiàn)電氣連接口規格為：M20×1.5

b.4～20mA電流輸出為二線(xiàn)制（圖6）

c.脈沖輸出為三線(xiàn)制（圖7）

b、3.6V電池供電型

3.6V電池供電型的流量計，無(wú)法顯示電池的容量，當電池電壓越來(lái)越低時(shí)，顯示會(huì )慢慢變模糊，應馬上更換電池。更換電池應為相同技術(shù)參數的電池，我公司電池可使用兩年。（可向我廠(chǎng)咨詢(xún)或購買(mǎi)）

為提高電池的使用時(shí)間，可通過(guò)修改濾波系數LP參數，該值設置越大，則代表可以使用更長(cháng)時(shí)間，但流量計采集速度將會(huì )變慢。

1.溫壓補償

靶式流量計所測量的流量為體積流量，當所測介質(zhì)密度受溫度、壓力變化的影響較大時(shí)（如氣體類(lèi)），流量計測量的結果將會(huì )產(chǎn)生較大誤差，為了得到較高的測量精度，需要實(shí)時(shí)采集溫度、壓力參數，并計算出實(shí)時(shí)工況的介質(zhì)密度，從而可得到準確的質(zhì)量流量。

2.流量非線(xiàn)性修正

為提高流量計的測量精度，采用插值算法自動(dòng)對流量系數進(jìn)行校正，可精度的校正流量計的線(xiàn)性誤差。

流量計可設置9個(gè)流量修正系數，分別對10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%的測量點(diǎn)，所有修正系數值默認小數后3位，均為流量系數C1為基礎。

修正方法：實(shí)際流量系數=（*C）×C1/1000；

舉例：2C=1010,3C=1004，當前瞬時(shí)流量是滿(mǎn)程的25%，進(jìn)行插值算法，則25%點(diǎn)的修正系數為1007；

實(shí)際流量系數=C1×（1007/1000）；

3.溫度修正

當流量計具備溫度補償時(shí)，所以安裝位置、引線(xiàn)等可能存在測量誤差，當出現此種情況時(shí)，可通過(guò)溫度修正值進(jìn)行修正，修正計算方法如下：

測量結果=采集溫度-（1000-修正值oS）/10

舉例：標準溫度為250℃，但流量計顯示251.3℃，則代入公式計算得到

250=251.3-（1000-修正值oS）/10   則oS=987；

標準溫度為270℃，但流量計顯示268.3℃，則代入公式計算得到

270=268.3-（1000-修正值oS）/10   則oS=1017；

1.MODBUS-RTU通訊

儀表采用標準MODBUS-RTU協(xié)議，數據格式：無(wú)校驗、8位數據、1位停止位，高字節在前，低字節在后。

電容式靶式流量計（以下簡(jiǎn)稱(chēng)流量計）防爆型產(chǎn)品，經(jīng)國家防爆電氣產(chǎn)品質(zhì)量監督檢驗中心（CQST）檢驗，符合GB3836.1-2000 GB3836.1-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第1部分：通用要求》，GB3836.2-2000 GB3836.2-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第2部分：隔爆型“d”》及GB3836.4-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第4部分：本質(zhì)安全型“i”》標準規定的要求，產(chǎn)品防爆標志為ExdⅡCT4、ExiaⅡCT4。

1.流量計在下列環(huán)境條件下應能正常工作

a.大氣氣壓：86～106KPa

b.周?chē)h(huán)境溫度：-20℃～+60℃（8oF-140oF）

c.周?chē)h(huán)境相對濕度：≤95%RH（+25℃）

d.隔爆型流量計可適用于含有ⅡA、ⅡB、ⅡC級T1～T4組爆炸性氣體混合物的1區、2區的危險場(chǎng)所；

e.本安型流量計可適用于含有ⅡA、ⅡB、ⅡC級T1～T4組爆炸性氣體混合物的0區、1區、2區的危險場(chǎng)所；

2.用戶(hù)在安裝使用流量計時(shí)應注意下列事項

（安裝前須進(jìn)行下列各項檢查，如不符合要求，則不準投入使用）

a.有防爆標志和防爆合格證編號，并與電容式靶式流量計的使用場(chǎng)所要求一致；

b.隔爆外殼各零部件聯(lián)接正確，緊固可靠；

c.所有隔爆零件應無(wú)裂紋和影響隔爆性能的缺陷；

d.用戶(hù)在使用流量計時(shí)應可靠接地；

e.隔爆型產(chǎn)品在現場(chǎng)使用，維護時(shí)必須遵守“嚴禁帶電開(kāi)蓋”的原則；拆裝時(shí)，注意保護隔爆面和螺紋隔爆面不得磕碰和劃傷。

f.用戶(hù)不得自行隨意更換產(chǎn)品的電氣元件及系統配接狀態(tài)；

g.隔爆型產(chǎn)品的引入電纜最小外徑為φ6mm；

h.產(chǎn)品有冗余引入口，必須用我公司提供的堵頭堵封。

i.防爆產(chǎn)品使用一定周期后，必須更換老化件。如電纜引入裝置密封圈老化變質(zhì)時(shí)應及時(shí)更換，我公司有配件，須在我公司購買(mǎi)。

3.本安型防爆產(chǎn)品還應注意

a.本產(chǎn)品符合GB3836.1-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第1部分：通用要求》、GB3836.4-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第4部分：本質(zhì)安全型“i”》標準，防爆標志為：ExiaⅡCT4，它適用于0區、1區、2區，含有ⅡA～ⅡC類(lèi)爆炸性氣體混合物場(chǎng)所。

b.本安參數：Ui=28VDC，Ii=93mA，Po=0.65W，Ci=0.045uF，Li=0.33mH；

c.產(chǎn)品安裝應按照GB3836.15-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第15部分：危險場(chǎng)所電氣安裝（煤礦除外）》的有關(guān)規定進(jìn)行。并由專(zhuān)業(yè)人員負責安裝。經(jīng)過(guò)防爆認證合格的產(chǎn)品。不允許隨意更換或改動(dòng)影響防爆性能的元器件和結構。

d.本產(chǎn)品必須與取得防爆合格證安全柵同時(shí)使用，安全柵須裝在安全場(chǎng)所，其安裝、使用、維護必須遵守安全柵使用說(shuō)明書(shū)；

e.當產(chǎn)品用于連接爆炸性環(huán)境0區的本安型產(chǎn)品時(shí)，向安全柵供電的電源變壓器須符合GB3836.4-2000標準第8.1條款要求。

f.本安系統接線(xiàn)（圖11）

g.安全場(chǎng)所[Exia]ⅡC   危險場(chǎng)所 ExiaⅡCT4

h.本安系統參數都必須遵循如下匹配原則：Uo≤Ui；Io≤Ii；Po≤Pi；Cc≤Co-Ci；Lc≤Lo-Li

Cc、Lc：安全柵到本安產(chǎn)品之間連接電纜（或導線(xiàn)）允許總的最大分布電容和電感，Uo：安全柵的最高輸出電壓，Io：安全柵的最大輸出電流，Po：安全柵的最大輸出功率，Lo：安全柵允許的最大外部電感，Co：安全柵允許的最大外部電容；Ui：本安產(chǎn)品的最高輸入電壓，Ii：本安產(chǎn)品的最大輸入電流，Pi：本安產(chǎn)品的最大輸入功率，Li：本安產(chǎn)品的最大內部電感，Ci：本安產(chǎn)品的最大內部電容。符號詳細意義見(jiàn)GB3836.4-2000標準。

（流量計帶故障自檢程序，用戶(hù)通過(guò)顯示屏可查知部分原因?。?/div>

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