弯管流量计测量原理及应用

用弯管流量计来进行流量测量，且在耐高温、耐高压、耐冲击、耐震动、耐潮湿、耐粉尘等方面，弯管流量计远远优于这些常用的流量计。

高温、高压、冲击、震动使涡街流量计适用范围十分有限，这与它的测量原理有关。震动、冲击对弯管传感器的正常工作几乎没有影响，而高温、高压对于弯管传感器来说只要采用与工艺管道相同材质的标准弯头，就可以得到解决。

量程范围宽，一方面是指弯管流量计对于其测量介质的流速适用范围宽。如蒸汽或其它气体介质，流速范围为5m/s～70m/s，液体介质流速范围为0.3m/s～5m/s。有足够精度的微差压变送器相配合，则流体流速的低限可取得很小。高质量微差压变送器的应用使弯管流量计能够适应低流速、小信号测量的要求。总之，弯管流量计的量程范围完全可以满足不同对象的流量测量的要求。

量程范围宽的另一方面是指弯管传感器的几何尺寸没有限制，管径可从十几毫米到1m甚至2m以上。直管段要求不严格也是弯管流量计在现场使用中十分重要的特点之一，许多流量测量装置都因为现场直管段不能满足要求而不能进行测量或不能保证其测量精度。弯管流量计在实际应用时只需保证前5D、后2D，远远低于其它流量测量装置的要求。

6、测量精度高

实验证明，弯管流量计的测量准确度可达到1.0%。

7、测量数据可直接接入DCS系统

测量数据可引入DCS，它可实现温压补偿等运算功能，可实现瞬时量、累计量、报表、打印等功能

8、可以实现双向计量

五、弯管流量计的应用
1、蒸汽计量

弯管流量计用于蒸汽流量的测量，使蒸汽流量测量装置容易泄漏的难题得到根本性的解决，无阻力损失的优点，可获得更好的经济效益，耐磨损、长周期运行不需要进行复杂维护和修理，使运行维修费用降到最低点。

我厂原蒸汽计量采用标准孔板法兰取压方式，由于S100（10MPa）蒸汽压力高，管径12in.，每套孔板有两个密封垫片，每次在送与停切换过程中，受热胀冷缩作用，导致孔板泄漏，最终无法使用。使用弯管流量计，采用焊接安装,彻底解决了以上弊病，保证了S100计量表的长周期运行。

利用弯管流量计可测双向流原理，在一条管道上安装一个流量传感器，安装两台差压变送器，可以实现双方互供蒸汽的计量，两台差压变送器正负压相互反接，采用同一温压补偿，大大节省了开支。如果电厂锅炉出现问题，由我厂给外网提供蒸汽动力，反之，由电厂给我厂提供蒸汽动力，保证了化工一厂辅助锅炉产S100、S40、S10、S8蒸汽平衡，同时也确保了双方互供蒸汽的计量准确度。

2、温压补偿

为了保证蒸汽介质流量测量的准确性，必须在测量介质流量的同时，测量出介质的温度和压力值，利用DCS的运算补偿功能，在线对介质的密度进行计算和补偿。温压补偿公式如下：

（3）

式中，F_iF_oPkPa）；P_bkPa）；T(℃)；T_b(℃)。-参比温度-测量温度-参比压力（-测量压力（-补偿后流量；-测量流量；

我厂采用日本横河的CS3000 DCS控制系统，它具备在线温压补偿运算的功能，能对我厂蒸汽测量中密度的变化进行必要的在线补偿和修正。如图5，在温压补偿功能块TPCFL的详细组态中，需要填写是温度补偿还是压力补偿，可同时补偿，也可单独补偿。

3、使用中几点注意事项

弯管流量计是一种差压式流量计，针对常用流体，其产生的差压值介于100Pa~60kPa之间，比孔板流量计产生的差压值要小，一些安装中的不正确，均会给测量带来较大的误差，

（1）在含水量较高的气体测量中，避免水进入导压系统，造成系统无法测量。

在压缩空气、燃料气、裂解气等很多气体流体中均含有大量的水份，基本是处于饱和状态，有的在管道的下方形成水层，采用常规安装方式，水会流入弯管传感器内侧取压口，进入导压系统，外侧也会有少量的凝结水进入，正负压导管中进水量不等，给差压的测量带来不可确定的附加误差，应使弯管传感器的两侧取压体均向上倾斜，并向上引导压管，连接差压变送器，即避免了管道中的水进入导压系统，又可以使导压系统中凝结的水顺利流回管道中，不会影响计量。

如果考虑差压变送器维护的方便等原因，要求差压变送器必须装在管道下方，可采用取压体及导压管先向上，再向下，避免大量的水流入导压系统，并在导压系统的最低点加装集液罐，使得导压系统凝结的水流入集液罐中，定期排水，可以保证正常计量。

(2) 蒸汽流量测量中，导压系统用于导压的介质为水，常温水的密度为998kg/m³(20℃时)，1mm水柱产生的压力约为9.8 Pa，如采用传统的冷凝罐作为液位平衡器，管道中温度压力的突变会打破冷凝罐中的平衡状态，造成液位波动，对于孔板流量计（产生的压力差约为10~100kPa）影响很小，但对于弯管流量计在小流量测量中则可能产生较大的影响。
　　弯管流量计选用盘式冷凝器作为液位平衡器，安装时只要保证盘面水平，汽、液分界面在同一水平面前后移动，液位高度始终处于同一水平面，起到了良好的液位平衡作用，仪表投用后，遇到蒸汽停止输送时，对差压变送器进行零点迁移，可解决液位不平衡造成的零点误差。