DN2000插入式热式气体质量流量计应用实例
1.石油化工行业
应用场合:火炬气排放监控
产品优点:宽量程比,传感器不易堵塞,可在线插拔清洗,适用气体广泛
2.电力行业
应用场合:锅炉一次风、二次风、磨煤风的风量测量
产品优点:安装简便,无直管段要求,低压力损失,无需温压补偿,可在苛刻的条件下使用(如:空气中含有粉尘、颗粒、磨损严重、低压力等)
3.冶金行业
应用场合:高炉煤气、焦炉煤气测量
产品优点:按实际介质组份标定,可对组份变化进行修正,可在线清洗传感器,插入长度可任意调整
4.电子行业
应用场合:高纯度气体质量流量测量
产品优点:无需温压补偿直接测量质量流量,传感头经过高度抛光,可用于贸易结算
5.供暖通风和空调系统(HVAC)
产品优点:产品反应灵敏、运行可靠,对安装直管段无严格要求
6.水处理行业
应用场合:测量曝气池的空气流量
产品优点:耐脏、耐尘,真正无压降,现场安装简便
7.食品行业
应用场合:向反应器中通入适量气体,控制过程及质量
产品优点:卫生级3A,高纯净度,所有接液表面采用不锈钢,宽量程比
DN2000插入式热式气体质量流量计原理
DN2100插入式热式气体质量流量计是基于热扩散原理而设计的,从外观上看热式气体质量流量计有两个直径φ3左右的不锈钢棒,这两个钢棒就是流量计的传感器。
工作时,一个传感器不间断地测量介质的温度T1,并做为惠斯登电桥的一侧,我们称为测温传感器;另一个传感器做为惠斯登电桥的另一侧,自加热到高于介质温度到T2,它用于感测流体速度,称为速度传感器。该温度△T=T2-T1,T2>TI,当有流体流过时,由于气体分子碰撞传感器并将T2的热量带走,使T2温度下降,若要使△T保持不变,就应该提高T2的供电电流,气体流动速度越快,带走的热量也就越多,
气体流速和增加的热量存在固定的函数关系,这就是恒温差原理。
其中Pg-流体比重(和密度相关)
V-流速
K-平衡系数
Q-加热量(和比热及结构相关)
△T-温度差
由于传感器温度比介质(环境)温度总是自动恒定高出30℃左右,所以热式气体质量流量计从原理上讲不需要温度补偿。
热式气体质量流量计适用介质温度范围一般为-10-200℃,更高水平可以达到-40-450℃。
(l)式中流体比重和密度相关
Pg -工况条件下介质密度(kg/m³)
Pn -标况条件下介质密度(101. 3kpa、20℃)(kg/m³)
P-工况压力(kpa)
从(1)(2)式可以看出,流速和工况压力,气体密度,工况温度函数关系已确立。
恒温差热式气体质量流量计不但不受温度影响,而且不受压力的影响,热式气体质量流量计是直正的直接式质量流量计,用户不必对压力和温度进行修正。
用途:
DN2000插入式热式气体质量流量计广泛应用于钢铁厂、焦化厂、石油、化工、热 力、医疗、热电厂、环保等行业。
可进行:
●钢铁厂,焦化厂煤气流量测量
●锅炉空气流量,测量二次风量
●烟囱排出的烟气流量测量
●水处理中瀑气流量测量
●水泥,卷烟,玻璃厂生产过程中气体流量测量
●压缩空气流量测量
●天然气,煤气,液化气,火炬气,氢气等气体流量测量
DN2000插入式热式气体质量流量计特点
● 测量气体质量流量,无需温度、压力补偿。
● 量程比大,测量流速范围:0.1Nm/s~100Nm/s。
● 无压力损失,适用已知截面积的任意形状管道。
● 耐腐蚀型传感器,适合测量腐蚀性气体。
● 插入式传感器可以在线安装和维护。
● 全量程段的**算法,保证了测量的准确度。适于贸易结算或气体检漏。
● 液晶显示器:8位字段式 24位提示符。
● 测量显示:质量流量、标况体积流量、累计流量、北京时间、累计运行时间。
● 瞬时流量**显示值:999999.9
● 累计流量**显示值:99999999×103
● 信号输出:4~20mA、RS-485
● 内置MENU(菜单)、CUS(光标移动)、UP(数值增加)、ENT(确认)四个按键,用于参数的设定。
● 液晶显示器:8位字段式 24位提示符。
● 测量显示:质量流量(Nm3/h)、标况体积流量(Nm3/h)、累计流量、北京时间、累计运行时间。
● 瞬时流量**显示值:999999.9
● 累计流量**显示值:99999999×103
● 信号输出:4~20mA、RS-485 MODBUS协议
技术数据: | |
测量管径: | DN15~DN250 |
测量精度: | ±0.2% |
流速范围: | 0~21t/h至0~1500t/h |
工作压力: | 2.5~6.4MP |
输出信号: | 4~20mA、RS485通讯 |
防爆等级: | 本安 |
量程比 | 100:1 | 20:1 | 10:1 | 2:1 | 1:1 |
精度(±%)⑴ | 0.5 | 0.25 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
压降(Mpa) | ~0 | 0.001 | 0.005 | 0.093 | 0.25 |
(1)精度为实际测量精度,由于《JJG1038-2008科里奥利质量流量计》**高精度为0.15级,相关证书和资质只能为0.15
密度性能指标(液体) | ||||
误差⑴ | ±0.001g/cm3 | ±1kg/m3 | ||
重复性 | ±0.0005g/cm3 | ±0.5kg/m3 | ||
测量范围 | 0.2~3.0g/cm3 | 200~3000kg/m3 | ||
(1)误差包括重复性、线性度以及滞后的组合效应。±0.001g/cm3密度误差是基于水在20℃和0.1~0.2Mpa条件下得出的。在不同的操作条件下,可能导致精度下降。 | ||||
温度性能指标 | ||||
误差 | ±0.2℃ | |||
重复性 | ±0.1℃ | |||
温度限制⑵ | 温度范围-40~204℃ |
(2)安装在危险场所的,由防爆认证界定温度适用范围。
温度显示范围 | -50~240℃ | Pt100测温 | |
过程介质温度 | 一体 | -40~125℃ | |
分体 | -40~204℃ | ||
环境温度 | 工作温度 | -40~55℃ | |
存储温度 | -40~70℃ | ||
通用技术指标
电源变化
当交流供电在220V±10%、50Hz±5%变化,或直流供电在24V±5%变化时,质量流量计的示值无变化。
耐压及密封性
对流量计受压部位进行耐压强度试验,试验介质为水,试验压力为1.5倍公称压力,历时5min,各连接处五渗透、无泄漏。
输出信号和集成
脉冲输出
输出范围 | (0 ~ 10) KHz |
基本误差 | ±0.005% |
温度影响 | ±0.001% / ℃ |
注:有源频率输出可以被组态为表示质量流量、体积流量或密度。 |
电流输出
输出范围 | (4 ~ 20) mA |
基本误差 | 0.1% FS |
温度影响 | ±0.01% / ℃ |
注:外部取样电阻应在 (250 ~ 600) Ω之间 |
(4~20)mA无源电流输出,可以被组态为表示质量流量、体积流量或密度。
数字通信
RS485接口,Modbus通信协议,波特率可选:1200、2400、4800、9600。可多机通信和总线连接。
功耗
BPM-A变送器**功率为6.6W。
安全与防护
防爆标志
防爆标志 | ||
防爆 | 传感器 | Exib II BT1~T6 Gb |
变送器 | Ex d [ib] II BT4 Gb |
防爆性能符合GB3836.1-2010、GB3836.3-2010、GB3836.4-2010。
应用场合:适用于爆炸性危险场所1区、2区,设备类别IIB,向下兼容IIA,温度组别T1~T6。
注:传感器和变送器分体或一体安装不影响防爆性能。
注:传感器和变送器分体或一体安装不影响防爆性能。 | ||
防护 | 传感器 | IP67 |
变送器 | IP65 |
结构材料
接液部件 | 测量管 | 022Cr17Ni12Mo2(316L) |
分流器 | 022Cr17Ni12Mo2(316L) | |
法兰 | 022Cr17Ni12Mo2(316L) | |
外壳 | 传感器 | 06Cr19Ni10(304) |
变送器 | 铸造铝合金(ADC12) | |
接线盒 | 铸造铝合金(ADC12) |
依据《GB/T 20878-2007不锈钢和耐热钢 牌号及化学成分》。
DN2000插入式热式气体质量流量计结构类型选择:
**种为一体化结构,即传感器、变送器、显示部分为一体,供电为220VAC或24VDC。显示部分相当于一台流量积算仪,显示瞬时流量和累计流量,设置报警点和输出线性4-20mA信号。
第二种为分体式结构,即传感器、变送器和显示部分分离,显示部分为一台独立的智能流量积算仪,显示瞬时流量和累计流量,设置报警点和输出4-20mA信号。两部分通过三根线联结,变送器为三线制。
第三种为高级铠装型。即传感器为铠装,直径为φ10以内,根据管道尺寸,因插深不同可选φl0、φ8、φ6传感器外径。固定方式为带3/8球阀和卡套密封结构。变送器和传感器分离,并且用Im电缆相连,变送器独立安装在管道旁。第三种结构为特殊定货,在选型表中没有此项。
DN2000插入式热式气体质量流量计输出类型选择:
1、线性输出
一体化结构输出的模似信号是标准4-20mA线性信号,在分体式结构中从变送器单元输出的4-20mA信号,线性较差,只有再从流量积算仪输出的信号才是准线性4-20mA信号。
2、量程的某一段再线性输出:
从流量积算仪再输出的4-20mA,可以人为设定整个流量范围的一段。例如:某流量计量程为0-5000Nm³/h,输出4-20mA线性信号,可以设定0_3000Nm³/h,100 - 1500Nm³/h..输出4-20mA。
3、小信号切除:对某些用户来讲,需要小信号切除,以保证没有流量时显示为0或不计量。
4、输出滤波:气体在管道中流动,由于各种原因总是有些扰动,表现为输出数字显示跳动,增大积算仪中滤波系数,可以使跳动减小,有利观察。
5、通讯接口:用户需要通讯接口时,请在定货时说明需要什么接口。
注:上述所有项目都是产品必须具备的性能,只有流量积算仪输出4-20mA信号,通讯接口和报警点数量为选项。
DN2000插入式热式气体质量流量计性能指标:
1、测量范围:(0.05~80)Nm/s(标准状态为20℃,101.33KPa);
2、测量介质:除乙炔气外的洁净气体;
3、温度范围:环境温度:-40℃~+60℃;
4、介质温度:-10℃~+200℃;
5、准 确 度:±1%的读数;±0.5%满量程;
6、重 复 性:±0.5%的满量程;
7、输 出:瞬时流量 4-20mA DC **负载600Ω,RS232,RS485;
8、响应速度:小于1S;
9、供电电压:24VDC±10%;
10、机械连接:3/4 NPT不锈钢紧固件;
11、探杆长度:800mm(此长度为标准长度,特殊请声明);
12、探杆直径:18mm;
13、直管段长度:无严格要求;
14、压力损失:可以忽略;
15、工作压力:1.6MPa;
16、现场显示:(LED)上排为瞬时流量每行4个字符,下排为累积流量每行8个字符,可以按英制或公制单位显示流量、累积流量;
17、数据保护: 累计量保存在EEROM内,(断电可保存百年);
18、传感器及管线表体材料:316L(可选哈氏合金C);
19、防护等级:IP65;
20、变送单元:选择防爆封装。
DN2000插入式热式气体质量流量计技术参数
传感元件
流量范围:插入式结构:0.2-120Nm/s(标准状况下的空气)
流通式结构:0-2000Nm/h(标准状况下的空气)
介质:所有与流量元件材质相兼容的气体
精度:流量数值:±1%F·S,加上读数的0.2%
温度数值:±0.1℃
重复性:流量数值;±0.5%
温度数值:±0.03℃
量程比:100:1到1000:1,出厂设定
温度补偿:标准温度补偿
工作温度:-40°到+773℉(-40到+500℃)
湿度:99%,无冷凝水
响应时间:0.75s
温度影响:±0.05%/℃
操作压力:10MPa@20℃9.5MPa@200℃
传感元件材质:全316/316L不锈钢焊接结构(其他材质咨询厂家)
保护杆:Φ19mm,304不锈钢全密封
变送单元
环境温度:40°到+160°F(-40到+70℃)
存储温度:40°到+160°F(-40到+70℃)
外壳材质:AME4X(IP65)粉末涂层的铝铸件
过程连接:PT或法兰
电气接口:20X1.5
电源:200-240VAC,22-30VDC
键盘:四个按健,可设定量程、零点、时间等参数
功耗:5W
报警设定:对流量上限、下限单独设定
显示:瞬时、累积、温度、时间
输出信号:流:4-20mA,700欧姆**负载
电压:0-10VDC,200欧姆;1-5VDC,100**负载
脉冲:光偶输出
通讯:485,HART,Profbus,CAN可选
报警:继电器,220VAC@1A
DN2000插入式热式气体质量流量计检定方法及年检
1、检定方法
热式气体质量流量计的传感器是一种速度式传感器。检定采用两种方法:
①瞬时流量方法:用风洞给出标准风速进行标定。流量是管道截面和流速的乘积。它特别适合φ250以上大口径流量的计量,也适合一般管径的测量。
②累计流量方法:使用比被检仪表精度高的标准表或装置进行比较,和传统的方法相同(下限受到一定限制)。我单位有F-3型中型风洞和供累计流量校准用的计量检测装置,适合口径为φ250一φ5,φ25一φ3,可为用户提供方便。
2、年检和自检
①,委托我公司年检,请将仪表和申请单寄给公司。
②.委托地方计量部门完成。
③.为了用户方便,我公司将在全国各地计量部门陆续建立正式业务关系。您可以就近获得地方计量部门证书。
④.可以用进口同类仪表和检定过同类仪表比较。
⑤.在现场可以通过流量积算仪进行修正。
DN2000插入式热式气体质量流量计量程选择和通径选择
1、量程上下限的确定:
(一)、下限的确定:因为热式气体质量流量计下限能测量极低的流速,如0.05m/s,所以在选型中,不必考虑下限。
(二)、上限的确定:一般选择高一些为好,应有20%以上余量。因为实际流量容易估算错误。
(三)、混合气体量程:对于混合气体,用户应给出标方和混合气体的摩尔比值(各种成份占总流量的百分比),然后由厂家确定量程。一般用空气或氮气标定,然后乘以一个转换系数。
(四)、防爆产品上限:**流速**小于34m/s.
2、声明:
1、量程选择上限受到设备条件限制:
●瞬时流量用风洞标定:一般使用到0-60m/s.
中央气象局风洞<70m/s
进口小型风洞<45m/s
我同风洞<50m/s
●累计流量方法一用于φ250以下口径比对测量
采用累计流量方法标定:一般采用标准表或标定装置,其精度大多为1级和0.5级,**流量为5000N/h,大多数计量装置,检定上限为2000N/h左右。
DN2000插入式热式气体质量流量计计量单位及流量换算表
1、一般选择质量流量单位,即kg/h;
选择标方单位,即Nm3/h。
为了比较,需要把工况体积单位m3/h换算成Nm3/h。
2、当流量很大时,选择t/h或Nm3/h;
当流量很小时,选择标准毫升/分 即ml/min,符号SCCM;
选择标准升/分 即L/min,符号SLM;
标准立方米/分 即SM3/min。
工业场所,出了标方和质量流量为常用单位,为了方便还采用下表中的单位:
符号 | 名称 | |||
流 量 | 公 制 | 体 积 | SCCM | 标准状态毫升/分 |
SLM | 标准状态升/分 | |||
SL/min NL | 标准状态升/分 | |||
SM3/min NCM | 标准状态立方米/分 | |||
质 量 | kg/time | 公斤/单位时间 | ||
TNS/time | 吨/单位时间 | |||
英 制 | SCF/time | 标准立方英尺/单位时间 | ||
LB/time | 磅/单位时间 | |||
流 速 | NM/time | 标准米/单位时间 | ||
SF/time | 标准英尺/单位时间 | |||
公—英制换算 | 1SCFM=28.316SL/min | |||
长度公—英制换算 | 1inch=25.4mm 1cm=0.394inch | |||
符号:LB——磅 | Second——秒(缩写符号为s) |
DN2000插入式热式气体质量流量计安装位置
1)传感器应远离能引起管道机械振动的干扰源,如工艺管线上的泵等;
2)传感器应注意工艺管线由于温度变化引起的伸缩和变形,特别不能安装在工艺管线的膨胀节附近;
3)传感器应远离工业电磁干扰源,如大功率电动机、变压器等;
4)传感器测量管内应保证始终充满液体,且有一定背压,这就要求安装位置应在管道的低端;
5)传感器安装法兰必须与管道法兰同轴连接,保证测量精度无应力安装;
6)传感器的上游、下游应装上断流阀。
减振
1)在安装传感器时,要选择好合适的安装地点,为了消除振动对测量的影响,除了要远离振动源外,为了消除振动对测量的影响,在安装中还要采用支撑杆牢固将支撑管道及阀门的方式固定牢固。支撑杆的下端必须固定在稳固的基础上,上端与管道卡子相配合来支撑固定工艺管道线。(切忌用传感器外壳来支撑传感器及、管道线和、阀门、和泵等。)
2)传感器安装后,其外壳应处于自由悬空状态。
质量 | 体积⑴ | |||
kg/h(千克/小时) | l/h(升/小时) | |||
**质量流量 | H300-1(DN25) | 20,000 | 20,000 | |
H300-2(DN40) | 40,000 | 40,000 | ||
H300-3(DN50) | 60,000 | 60,000 | ||
H300-4DN80) | 120,000 | 120,000 | ||
H300-5(DN100) | 180,000 | 180,000 | ||
质量流量测量精度⑵ | 10:1量程比⑶内 | ±0.15% | ||
10:1量程比外 | ±(零点稳定度/瞬时流量)×100% | |||
重复性 | 10:1量程比内 | ±0.075% | ||
10:1量程比外 | ±1/2(零点稳定度/瞬时流量)×100% | |||
体积流量误差 | 全部 | ±0.2±(零点稳定度/瞬时流量)×100% | ||
kg/h(千克/小时) | ||||
零点稳定度⑷ | H300-1(DN25) | 0.68 | ||
H300-2(DN40) | 2.18 | |||
H300-3(DN50) | 2.18 | |||
H300-4(DN80) | 6.8 | |||
H300-5(DN100) | 6.8 |
(1) 体积流量是以密度为1g/cm3的工艺流体为基准的。对于密度为非 1 g/cm3 的流体,**体积流 量等于**质量流量除以流体密度。
(2) 流量精度是以百分比为基准的,它包括重复性,线性度以及滞后的综合效应。除特别说明外,所有液体测量的性能指标是基于水在20 到~25°C 和0.1 到~0.2Mpa下的参考状态下得出的。
(3) 量程比是**流量与**小流量的比值。
(4) 零点稳定度为无安装应力条件下测得。