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迪爾巴流量計

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迪爾巴流量計

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迪爾巴流量計

ZF-DRB迪爾巴(Dearbar)均速流量計是利用差壓原理進行流量測量,并遵循伯努力方程:Q=K×C× ,是目前國際上公認為在流量一次檢測中精度最高、重復性最好、運行最可靠的一種新型插入式流量儀表。   迪爾巴流量計結構簡單、裝拆方便、壓力損失小、使用及維護費用較低,在全球因經濟迅猛發展而能源日益短缺的今天,迪爾巴(Dearbar)均速流量計是一種值得大力推廣和使用的節能型經濟流量計,特別是在管道大于200毫米口徑的情況下,均速管流量計所具有的優勢更明顯。故在電力、冶金、石化等行業中, 均速管流量計常作為首選儀表。根據國外行業權威機構對近兩年全球 流量儀表市場表明:在20種常用流量儀表中,均速管流量計的使用數量排序處于第8~9位,全球現場累計總用量達200萬臺以上。 智能一體式Dearbar流量計 加拿大格瑪(GAMME)公司長期致力于新型均速管流量計的研究,通過大量的實驗數據,建立了預測流體系數K值的分析模型;新型均速管流量計迪爾巴(Dearbar)探頭檢測桿截面采用彈頭形單片一體化結構,迪爾巴(Dearbar)均速管流量計現已當之無愧地成為國際上使用最廣泛的新型均速管流量計之一。同時格瑪(GAMME)公司在壓力/差壓變送器、流量二次儀表也進行深入研發,已推出的SD-215智能流量轉換器可按流量標定曲線編制多段折線函數程序,能進行流量線性化補償,從而可將不經標定的迪爾巴(Dearbar)均速流量計從1.0%精度提高到0.5%,量程比由不經標定的5:1擴大到10:1。 一、迪爾巴流量計      工作原理及計算公式 1、工作原理    JM-DRB迪爾巴(Dearbar)均速流量計是通過其獨有的傳感探頭在流體前后所產生的差壓進行流量測量。當流體流過探頭時,在其前部產生一個高壓分布區,高壓分布區的壓力略高于管道的靜壓,根據伯努利方程原理,流體流過探頭時速度加快,在探頭后部產生一個低壓分布區,低壓分布區的壓力略低于管道的靜壓。差壓流體從探頭流過后在探頭兩側出現旋渦,并且在探頭的后部產生部分真空。通過探頭高壓引管把高壓區的平均高壓傳至差壓儀表的正壓室;通過探頭低壓引管把低壓區的平均低壓傳至差壓儀表的負壓室。差壓儀表測得平均高壓與平均低壓之差,經開方運算后即反映出流體平均流速的大小,平均流速與流量成正比,進而可以計算出管道中流體的體積流量或質量流量。


 2、流量計算公式:     Q=K×C× 其中: Q : 流體體積流量     K :流量系數     C : 流量常數     DP: 差壓值一、迪爾巴流量計       系統組成、技術指標、應用領域 1、系統組成 迪爾巴(Dearbar)均速流量計系統主要由三部分組成:(見下圖) (1)一次源部分:迪爾巴(Dearbar)傳感探頭 (2)差壓轉換部分:差壓變送器或流量轉換器 (3)流量顯示累積部分:流量積算儀二次儀表或PLC/DCS系統   迪爾巴(Dearbar)均速流量計系統組成   JM-DRB采用格瑪(GAMME)公司提供的SD-215智能流量轉換器可同時實現差壓轉換及流量顯示和累積,在流體溫度不高的情況下如與迪爾巴(Dearbar)探頭組合成一體化結構,可減少使用引壓管而引起的泄漏、差壓信號失真(很多場合小流量時差壓信號都很小,可能只有20~30Pa)等問題,大大提高了測量精度,同時也降低了使用成本。下面是差壓節流裝置傳統方案與迪爾巴(Dearbar)一體化均速流量計安裝配置圖及系統項目比較:

           系統項目比較:(以DN250口徑為例)
比較內容 節流裝置傳統方案 迪爾巴(Dearbar)一體化均速流量計
開孔(個) 4 1
管段(個) 20 0
截止閥(個) 5 0
閥組(個) 1 一體化
適配接頭(個) 2 0
變送器安裝(臺) 3 0
焊縫長度 160 10
可能的泄漏點(個) 36 6
案裝時間(小時) 10 1
2、主要技術指標   ● 適用壓力:0~40MPa    ● 適用溫度:-180~+550℃   ● 測量精度:±1%   ● 重復精度:±0.1%   ● 管道尺寸:DN38~DN15000圓管或方管    ● 量 程 比:大于10:1   ● 流量范圍:測量上限和下限在探頭強度和允許最小差壓內選擇   ● 迪爾巴(Dearbar)均速流量計測量所需最小流速及差壓
 
介質 流速 最小差壓
氣體 
液體 
蒸汽
4.5m/s
0.6m/s
9.7m/s
0.025KPa
0.25KPa
0.38KPa
  3、主要應用領域    ZF-DRB迪爾巴(Dearbar)均速流量計適用于多種介質測量:滿管、單向流動的,單相的氣體、蒸汽和粘度不大于10厘泊的液體,如:
 (1)電廠一、二次風測量      (2)高爐煤氣測量   (3)乙烷、乙烯、天然氣    (4)煤氣、氮氣、氧氣等測量   (5)壓縮空氣測量   (6)飽和蒸汽、高低壓蒸汽測量   (7)自來水、循環水等測量 三、迪爾巴流量計特點及優勢 1、結構簡單、重量輕    迪爾巴(Dearbar)均速流量計由一根中空的金屬管及為數不多的引壓管、管接頭等所組成,除帶截止閥的形式結構較為復雜外,一般結構都比較簡單,總共才10多個部件。 2、安裝、拆卸簡單、費用低    迪爾巴(Dearbar)均速流量計安裝及拆卸都極為簡便。與常用的孔板流量計比較,在管徑為500mm的管道上安裝一臺孔板流量計,估計需12小時,而在相同的管徑上安裝一臺迪爾巴(Dearbar)均速流量計,估計只需1小時。一般在管徑小時節約的工時約25%,而管徑增大到400mm以上時,所節約的工時將超過75%,這說明管徑越大,所節約的工時就越多,迪爾巴(Dearbar)均速流量計的優越性也就越突出。 3、壓損小,節能顯著    迪爾巴(Dearbar)均速流量計的不可恢復性壓損為信號壓損的2%~15%,僅為常用孔板流量計的不可恢復性壓損的十分之一,年運行費用為孔板的1/40~1/50。不可恢復性壓損是一種動力消耗,長期運行,尤其是在大管徑測量時,采用迪爾巴(Dearbar)均速流量計節能效果就愈顯著。 4、多種應用介質、測量范圍廣    可適用于多種流體(氣、液、蒸汽),口徑自38mm至15000mm,壓力上限可達40MPa,溫度上限可達550℃或更高。到要求的況下也可保證±0.1%,特別適用于工業過程控制。  6、對直管段要求較低    迪爾巴(Dearbar)均速流量計由于有多個檢測孔的均壓作用,因而降低了對直管段的要求孔板流量計前后直管段長度要求為30倍直徑以上,迪爾巴(Dearbar)均速流量計在直管段長度的要求相對孔板低,一般約為10至25倍直徑。 7、流體系數(K)恒定、從而使測量信號穩定、波動小    迪爾巴(Dearbar)均速流量計采用彈頭形設計使流體分離點固定,另外探頭前部分進行粗糙化表面處理,并增加防淤槽使探頭表面形成一個穩定的紊流邊界層,保證流體系數(K)恒定,測量信號穩定、波動小。 8、可以在線安裝和檢修    迪爾巴(Dearbar)均速流量計可以實現管道運行的情況下在線安裝、維護,解決了部分不可停產或危險場合的應用需要。
 
三、迪爾巴流量計探頭獨特的設計理念 迪爾巴(Dearbar)均速流量探頭獨特的設計理念在于采用彈頭截面形狀,高強度單片雙腔防滲漏結構,前部表面粗糙化處理、增加防淤槽和低壓取壓孔位置在兩側邊,正負壓取壓孔采用多組設計,其工作原理見如下示意圖:
1、迪爾巴(Dearbar)探頭采用彈頭形設計    迪爾巴(Dearbar)探頭采用彈頭形設計使流體受到的牽引力最小,并且流體與探頭分離點固定,使流量系數穩定。 2、迪爾巴(Dearbar)探頭采用高強度單片雙腔設計    迪爾巴(Dearbar)探頭采用特殊工藝一次性成形,一體化單片雙腔金屬結構設計避免了其它探頭的三片式結構導致的腔室間的滲漏,保證了長期精度并有助于提高探頭的量程上限。 3、迪爾巴(Dearbar)探頭本質防堵設計    迪爾巴(Dearbar)探頭低壓取壓孔取在探頭兩后側,在流體分離點之前,雜質聚集區以外,避免了低壓孔受渦流影響,又避免了低壓孔被雜質堵塞,使輸出信號穩定、精確。另外,正壓取壓孔因彈頭形狀的前部寬闊,形成靜止的高壓區,將阻止流體中的固體微顆粒進入探頭。迪爾巴(Dearbar)探頭正負取壓孔能真正實現本質防堵。 4、迪爾巴(Dearbar)探頭前部表面粗糙化處理、增加防淤槽設計    通常均速管表面為光滑設計,當流速變化時在均速管的表面容易形成邊界層流與邊界紊流交替出現的情況,這會造成流量系數不穩定。根據邊界層理論研究的結果,在流量探頭的前表面采用粗糙化處理,對探頭的后表面進行光滑處理,并在粗糙面與光滑面之間增加防淤槽(在粗糙化表面和光滑表面的交界處加一淺槽),這樣,無論對高速還是低速流體,表面層流速都不會隨整體流速的變化而產生漂移,都能在均速管表面產生紊流邊界層,流體雷諾數的變化將不再影響流量系數,在很寬的流量范圍內保證流量系數的精確性,使產生的信號更穩定,測量精度更高。 5、迪爾巴(Dearbar)探頭采用多組取壓孔設計 通常流量計都是單點取樣某個典型值來代替平均值,但實際應用中,管道、環境等現場情況復雜多變,用一點的平均值來代替平均流速是不可能準確的。迪爾巴(Dearbar)探頭通過多組取壓孔測得管道中流體的流速剖面,遍及全部管道直徑,真實反映流體的平均流速,同時也避免了只采用一個取壓孔的均速管流量計易堵塞的弊端。
四、迪爾巴(Dearbar)探頭與其他均速管探頭性能比較 流體試驗發現:圓形均速管的流量系數K值在雷諾數Re< 及Re >時基本不變,而在  之間時,K值增大且分散,分散度約為±10%。進一步的研究表明:上述現象是由流體流過圓管時分離點位置不固定造成的。當Re< 時,分離點與管中心連線的分離角為78°;當Re> 時,分離角為130°;當Re在  之間時,分離角處于78°~130°之間不確定的位置上。由于均速管流量計計算公式中流量與K值成正比,因而K值±10%的分散性將造成流量測量±10%的誤差。值得注意的是,K值分散性大的這段雷諾數范圍對應的流體流速正是大多數氣體在管道中正常流速值。此外,分離角還隨流體類型、檢測元件表面粗糙度等因素變化。迪爾巴(Dearbar)探頭與其它類型均速探頭性能比較如下表:
    探頭類型
圓形 菱形 橢圓形 彈頭形
邊界層流體狀況 層流/紊流 層流/紊流 層流/紊流 紊流
輸出差壓信號 有噪聲 有脈動、噪聲 未知 穩定、無脈動
取壓孔位置 背部 背部 背部或側面 側面
測量精度 ±5~10% ±1.0%(加阻尼) 未知 真正±1.0%
防堵性能
K系數推導公式
內部結構 三片式結構存在 三片式結構存在 兩片式結構存在 單片一體化結構
滲漏狀況 高低壓腔室滲漏 高低壓腔室滲漏 高低壓腔室滲漏 防漏設計
流體測試數據
五、迪爾巴流量計與孔板壓力損失比較   迪爾巴(Dearbar)均速流量計采用非收縮節流設計,比孔板的永久壓損至少低95%以上,是一種高效、節能的均速流量探頭 1.       蒸汽測量比較
                                                            流 體 條 件                                                      
介質名稱:過熱蒸汽 工況流量:40(t/h) 壓  力:1(MPa) 管道尺寸:377/9.0(mm) 密  度:4.283(Kg/) 溫  度:300(℃)
孔  板 迪爾巴(Dearbar)
β=0.6 δ=0.6×Dp  W=Q×δ÷η Fv=24×365×W×fv  fv=0.8元/度 δ=0.03 ×Dp  W=Q×δ÷η Fv=24×365×W×Fv  fv=0.8元/度
Dp=26.348KPa Dp=2.439KPa
δ=15.8088KPa  Q=2.594 /s δ=0.07317KPa  Q=2.594 /s
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