彎管流量計說明書

1、1、概述ZWL型(原ZLRJ型)理智系列智能彎管流量計是以李志教授為學術帶頭人的河北理工大學課題組經(jīng)過十幾年的潛心研究而推出的彎管式流量測量儀表。一九九二年通過了河北省技術監(jiān)督局新產品鑒定，同年獲國家制造計量器具許可證，并頒發(fā)CMC證書，登記號為92量制冀字02000118號；一九九四年通過了國家定型鑒定，獲得了“中華人民共和國計量器具型式批準證書”(允許使用CPA標志，編號為：94F101-13) ；2001年列為重點國家級火炬計劃項目（編號Z2001007）。彎管流量計已廣泛應用于電力、熱力、冶金、鋼鐵、石油、化工、機械、紡織、造紙、制藥、食品加工、公用事業(yè)等部門的液體、氣體和蒸汽的流量測

2、量，它是由ZWLC型90°彎管傳感器、差壓變送器、壓力變送器、溫度變送器以及ZWLY型二次儀表配套組成的測量系統(tǒng)。彎管流量計能在DN10DN2000mm的各種管道中精確地測量各種流體的流量。其彎管傳感器可耐高溫、耐高壓，可在潮濕、粉塵、振動等各種惡劣的環(huán)境中正常工作，它沒有插入元件，無附加阻力損失，結構簡單，安裝方便，維護量極小，是一種典型的節(jié)能型流量儀表。2、彎管流量計的工作原理理智系列智能彎管流量計的研制成功，具有堅實的理論基礎和實驗研究基礎。在理論研究方面主要是通過直接求解流體流過彎管的微分方程數(shù)值解的方法，全面揭示流體流經(jīng)彎管的流動規(guī)律。在實驗研究方面既有實驗室的大量實驗研究

3、，又有在國家三大流量檢定站（開封、煙臺、華陽）對不同介質的流量測量的權威驗證。理論研究和大量的實驗研究表明：流體在流經(jīng)彎管時，由于彎曲管壁的導流作用，使流體在流進彎管時其內側流速會逐漸增大，而外側流速卻逐漸減小，這就形成了各個過流斷面的近似梯形速度分布，且這種梯形速度分布狀態(tài)在彎管45°截面處達到極限狀態(tài)。彎管45°截面各質點流速分布如圖2-1所示。根據(jù)質量守恒定律、能量守恒定律和動量守恒定律，流體在管道中流動時，在相同過流斷面各元流質點的能量不變，但由于各質點流速的變化(內側大、外側小)就形成了彎管的內外側壓差P。這個壓力差在45°截面時達到最大、最穩(wěn)定。且45

4、°彎管斷面的流體平均流速與壓差P的對應關系符合平方比例關系。深入的理論研究和大量的試驗分析證明流體流過彎管形成的差壓與流速的嚴格對應關系同彎管的幾何結構尺寸(彎曲半徑R和內徑D)有密切關系。由以上分析可知彎管傳感器的幾何結構尺寸確定之后，只要測取流體流經(jīng)彎管45°截面的外側、內側的壓差P和流體的密度就可以確定流體的平均流速。其數(shù)學表達式為： u (1)式中:：流體流速（m/s）(R·D)：流量系數(shù)（無量綱）P：45°截面外側、內測差壓（pa）D：彎管內徑（mm）R：彎管彎曲半徑（mm）：流體密度（kg/m3）r其對應的流量計算公式為：=3.61/4D2（

5、t/h） (2)3、彎管流量計的基本特點3.1、全 測量介質全，包括液體、蒸汽、氣體等。液體包括熱水、冷水、油、液氨以及其它液體；蒸汽包括過熱蒸氣、飽和蒸氣；氣體包括高爐煤氣、焦爐煤氣、氧氣、空氣、天然氣、乙炔、硫化氫等等。3.2、寬管徑范圍寬：DN10DN2000mm；安裝范圍寬：管道轉彎處和直管道上均能安裝，管道的轉彎處用90°標準傳感器，直管道上用“V”型傳感器；量程比寬： 10：1；流速范圍寬：它適用于管道內流速為0.212米秒(液體介質)和5160米秒(氣體介質包括蒸汽)的流體流量測量，且都能滿足測量準確度的要求；適用環(huán)境條件寬：彎管傳感器可在高溫、高壓、粉塵、振動、潮濕及

6、其它環(huán)境惡劣，安裝條件極差的現(xiàn)場中正常使用，如果采用耐腐蝕材料(如：不銹鋼、工程塑料、玻璃、陶瓷等)制造的彎管傳感器也可測量各種腐蝕性介質的流量。3.3、短直管段要求短也是其適應性強的重要特點，前五(5D)后二(2D)倍管徑長的直管段就能滿足其對直管段的要求，從而方便了這種流量計在工業(yè)現(xiàn)場的推廣應用。3.4、省彎管傳感器是通過機床加工或用其它方式加工而成的幾何結構尺寸精確的90°彎管，在實際流量測量工作中，只要用彎管傳感器代替原來管道上的彎頭即可進行流量測量。由于彎管傳感器本身相當于是一個九十度標準彎管，沒有任何插入件或節(jié)流件，因此在測量流量過程中不會對被測流體造成附加阻力損失，可節(jié)

7、省流體輸送的動力消耗，降低運行費用，對于那些系統(tǒng)壓力低、管徑大、流量大的應用場合更具有特殊的意義。彎管流量計的工作原理依賴于傳感器的宏觀幾何結構尺寸，該特點決定了彎管傳感器的微量磨損（磨損是相對均勻的）對系統(tǒng)測量準確度的影響不明顯，因此彎管流量計安裝運行后的維護工作量很小，這也是彎管傳感器可用焊接方法直接安裝的原因，需要經(jīng)常比對應用的場合，建議彎管傳感器采用法蘭安裝。3.5、準彎管流量計系統(tǒng)測量準確度等級為0.51.5級（實流標定精度可以達到0.5級）。3.6、穩(wěn)重復性精度為0.2，長期運行性能不變。由于彎管傳感器一次安裝之后，不再需要重復拆裝，因此其安裝精度也能得到很好的保證。4、主要技術指

8、標4.1、測量范圍管徑：DN10DN2000mm;流速：液體介質:0.212米秒； 蒸汽或其他氣體:5160米秒；溫度：50600；壓力：032MPa；4.2、準確度系統(tǒng)測量準確度：0.51.5級；4.3、直管段長度要求要求前5D后2D直管段（V形彎管傳感器已配直管段，不需要前后再增加直管段）。4.4、二次儀表工作環(huán)境要求溫度：1050；濕度：小于85；4.5、打印可定時打印(每間隔1、2、4、8、24小時整點自動打印一次)或隨機打印(每按下一次打印健即打印一次)。訂貨時須選擇有打印功能的二次儀表，才可以配接微型打印機。5、系統(tǒng)組成圖5-1圖5-1、5-2、5-3分別為彎管流量計在蒸汽、液體、

9、氣體測量系統(tǒng)中的結構圖，其基本組成及各部件功能如下：1、彎管傳感器：整流并輸出差壓信號，其幾何結構尺寸的準確是測量精度的保障。2、二次儀表（或流量轉換器）：通過信號線與變送器連接，計算（顯示）流量、熱量、溫度、壓力等參數(shù)，串行輸出RS232、RS485配接計算機系統(tǒng)，模擬量輸出控制執(zhí)行器。3、差壓變送器：測量彎管傳感器內外側壓力差，轉換為420mA標準電流信號。4、三閥組：與差壓變送器連接，主要為調零點時使用。圖5-25、一次閥：必備件；液體及氣體測量時一般選用三通閥，便于處理堵塞；蒸汽采用高溫針閥或焊接閥。6、排污閥：必備件:液體及氣體測量時一般選用二通閥，蒸汽采用高溫針閥或焊接閥。7、導壓

10、管：差壓變送器與彎管傳感器連接用；采用14×2或16×3的無縫鋼管，其長度視差壓變送器與彎管傳感器的現(xiàn)場安裝距離而定，一般由用戶自備。8、信號線：二次儀表與現(xiàn)場變送器連接；采用直徑1.0的雙芯屏蔽電纜，其長度視變送器與二次儀表距離而定，一般由用戶自備 圖5-3另外根據(jù)測量介質的不同，還需配置其他設備，如下：9、盤式冷凝器：蒸汽測量必備件；與彎管傳感器連接，平衡正負壓側液位。10、壓力變送器：過熱蒸汽及其他氣體測量中，壓力波動較大時為必備件；飽和蒸汽可以選擇壓力變送器或溫度組件其中一種，不需同時配備；作用：測量介質壓力，對流量在線補償。11、溫度組件：當測量介質溫度波動較大時

11、為必備件，需要熱量計量時，需選用2臺溫度組件；作用：測量介質溫度，對流量實時補償并參加熱量計算。6、彎管傳感器6.1、彎管傳感器命名方法（見表一）6.2、彎管傳感器幾何結構尺寸及重量（見表二）公稱通徑公稱壓力機加工彎管傳感器推制彎管傳感器DL重量DL重量DN10PN162.515700.5參見圖推制彎管傳感器結構示意圖DN25PN163.5321100.9DN32PN163.5381721.3DN40PN163.5452061.9DN50PN164.5572603.9PN166763156.56761341.6PN104761401.1PN165.5893729.87.5891562.6PN1

12、05891631.9DN100PN10610839715.661081983.4PN106.51333582271332456PN6.451332515DN150PN6.461594122561593008PN4.0721953049621942015PN6.4821941420PN101221940228PN4.0827363688627352824PN6.41027351638PN101427350451PN4.010325785147832562645PN6.41232561465PN101732559988PN4.011377887217837773061PN 6.4133777159

13、6PN4.012426983297942682588PN6.415426807141PN4.014478108339610478926124PN 6.416478908190DN500PN4.0參見圖機加工彎管傳感器結構示意圖125291022181DN600PN4.0126301224259DN700PN2.5107201410287DN800PN2.5118201607410DN900PN1.6109201810472DN1000PN1.61010202010583DN1100PN1.61011202210704DN1200PN1.61012202410837DN1400PN1.01014

14、2028101139DN1600PN1.010162032101486注：1、（壁厚）、D（管外徑）、L（最大外形尺寸）的單位為mm；2、根據(jù)公稱壓力的變化，壁厚可作調整，同時重量也隨著變化。3、V型傳感器是專門為在直管道上安裝彎管流量計而設計的。它由標準的90°彎管傳感器及其兩側的一定長度的直管段、兩個45°彎管組成，L一般為4.247.07D。7、二次儀表ZWLY“理智”系列二次儀表為高檔智能型儀表，其測量原理先進，數(shù)學模型嚴謹，動、靜態(tài)補償合理，除采用實時溫、壓補償外，同時具有對彎管傳感器管徑的熱膨脹修正和空間安裝狀態(tài)差壓值的修正，使系統(tǒng)測量準確度得到了保證，因此可適

15、用于介質狀態(tài)參數(shù)大范圍動態(tài)變化的測量需要。還可實現(xiàn)多通道數(shù)據(jù)的采集及處理，既節(jié)省用戶費用，又方便盤面布置?？煽啃栽O計方面，在測量、變換、計算、存儲等環(huán)節(jié)都設置了數(shù)字濾波環(huán)節(jié)和多重邏輯判斷，確保了儀表的穩(wěn)定性和準確性，最大限度地消除干擾信號對系統(tǒng)測量精度的影響。因此該流量計可以滿足各種不同工業(yè)現(xiàn)場長期使用的要求。二次儀表分B、C，C(C加強型)、D、E型及轉換器六種型號。用戶根據(jù)需求選擇對應儀表型號。7.1、選型7.1.1、二次儀表命名（見表四）舉例：ZWLY-C-110 A21R4 該二次儀表為測量水介質的C型二次儀表，測量1路流量、1路溫度、不測壓力，1路420mA模擬量輸出，帶RS485串

16、行接口。7.1.2、功能簡介（見表五）表五、功能簡介一覽表型號輸入通道總數(shù)流量測量通道數(shù)顯示內容其他功能安裝方式顯示方式ZWLY-B供熱回路153顯示循環(huán)水流量、供回水溫度壓力、瞬時熱量、流速、差壓、傳感器熱態(tài)管徑、累計流量、累計熱量和累積運行時間、當前時鐘等13個參數(shù)。 、可進行歷史數(shù)據(jù)查詢、參數(shù)超限報警；、可選配微型打印機接口；、掉電保護，重要數(shù)據(jù)十年不丟失。盤裝或壁掛顯示蒸汽氣體15/5顯示瞬時流量、壓力、溫度、過熱度、熱焓、密度、流速、差壓、傳感器熱態(tài)管徑、累計流量、累計熱量和累積運行時間、當前時鐘等13個參數(shù)。ZWLY-C3/1單屏定點或循環(huán)顯示瞬時流量、累積流量、介質溫度、壓力、差

17、壓（或流速）等5個參數(shù)。 、掉電保護。ZWLY-C6/2顯示供、回水流量積累流量溫度壓力差壓、瞬時熱量和積累熱量等12個相關參數(shù)。ZWLY-D3/1顯示瞬時流量、累積流量、介質溫度、壓力、差壓（或流速）、瞬時熱量、累積熱量、當前時鐘和停電累計時間等9個相關參數(shù)。1、可選配微型打印機接口；2、掉電保護，重要數(shù)據(jù)十年不丟失。供熱回路153顯示循環(huán)水流量、供回水溫度壓力、瞬時熱量、流速、差壓、傳感器熱態(tài)管徑、累計流量、累計熱量和累積運行時間等12個相關參數(shù)。 、精度（）；、能完成天然氣組分輸入和壓縮因子計算；、掉電保護；、面板可配裝微型打印機。、輸入采用隔離方式，抗雷擊。壁掛液晶顯示蒸汽氣體15/5

18、顯示瞬時流量、壓力、溫度、過熱度、熱焓、密度、流速、差壓、傳感器熱態(tài)管徑、累計流量、累計熱量和累積運行時間等12個相關參數(shù)。ZWLY流量轉換器3/1無顯示，接收差壓、壓力、溫度信號，輸出流量線性信號，用于與計算機或DCS、PLC系統(tǒng)連接。1、掉電保護。無顯示通用功能：1、測量系統(tǒng)中，2、二次儀表內部已串接24V.DC電源，3、不4、需另外加裝配電器；5、具有如下輸出功能：a、標6、準05v、15v、010mA、420mA輸出；累積量頻率輸出；b、RS-232或RS-485串行接口；（具有打印功能的二次儀表，已占用串行接口）c、開關量報警輸出。3、具有完備的實時補償運算、自診斷、數(shù)字濾波等功能。

19、功能說明：、輸入通道總數(shù)流量測量通道數(shù)：指一臺二次儀表最多輸入的通道數(shù)和流量通道數(shù)；差壓、壓力和溫度等測量通道之和不得大于輸入通道數(shù)。、停電時間累計功能：利用該功能可以確定二次儀表的停電時間，便于貿易結算。、隨機定點打印功能：具有打印輸出接口的二次儀表可外接面板式微型打印機，根據(jù)用戶的需要可設置成定點打印模式(每1、2、4、8、24小時整點打印一次)或隨機打印模式。、歷史數(shù)據(jù)查詢：可以隨時查詢由當前時間上溯五天內每一整點時刻的所有運行、管理參數(shù)。、報警功能：可對流量、溫度、壓力等設置報警上下限。當實時數(shù)據(jù)超出設定的報警上、下限時，該數(shù)據(jù)將不斷閃動。另外，本二次儀表還提供一組“報警”輸出接點，供

20、用戶外接聲、光報警器。接點負荷為DC24VlA。、完備的實時補償運算功能：理智系列二次儀表借助CPU的運算能力，除采用實時測量補償法進行流量測量的溫、壓補償外，同時包括了對彎管傳感器管徑的熱膨脹修正和空間安裝狀態(tài)差壓值動態(tài)的修正，使系統(tǒng)測量準確度得到了保證?？蛇m用于介質狀態(tài)參數(shù)大范圍動態(tài)變化的測量需要。、自診斷功能：二次儀表具有電源電壓過低，測量參數(shù)異常等自診斷功能。對于B型表，當某一回路某參數(shù)的測量值超限時，顯示屏顯示“UUUU×”，其中X表示一個數(shù)字, 該數(shù)只能是13，（其中：1表示差壓；2表示溫度；3表示壓力)。當二次儀表內+5V電源電壓低于正常值10時，二次儀表將始終處于復位

21、狀態(tài)提醒用戶及時處理。、數(shù)字濾波功能：具有數(shù)字濾波和邏輯判斷功能，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力。7.1.3、外形尺寸及安裝開口尺寸我廠目前生產的各種盤裝表均按照國家標準尺寸設計，其具體幾何尺寸情況如表六所示。表六 不同型號二次儀表外型尺寸及安裝開孔尺寸型號外形尺寸（mm）安裝開口尺寸(mm)寬 高深abZWLY-B160160300152+1152+1、16080250152+1761152+1C、C、D壁掛15022080無無ZWLY-E300430150無無流量轉換器14026064無無7.2、C型二次表7.2.1、簡介ZWLYC儀表是在B型表基礎上開發(fā)的單回路多

22、參數(shù)單屏顯示表，可實現(xiàn)瞬時流量、累積流量、介質溫度、壓力、流速（或差壓）五個參數(shù)的定點和循環(huán)顯示，觸摸式按鍵；具有極強的數(shù)字濾波和邏輯判斷、實時補償、自我診斷、掉電保護等功能。7.2.2、主要性能指標7.2.2.1、輸入信號：差壓信號：420mA溫度信號：420mA壓力信號：420mA機內串接24V電源，不需外接電源。7.2.2.2、輸出信號（根據(jù)用戶訂貨要求配備）：模擬量輸出：420mA或 010mA、開關量輸出：24V-DC-1A接點頻率信號：累積量7.2.2.3、測量精度：優(yōu)于0.27.2.2.4、運算精度：優(yōu)于0.017.2.2.5、通訊功能（根據(jù)用戶訂貨要求配備）：具有RS232或R

23、S485通信接口。7.2.2.6、具有彎管傳感器熱態(tài)管徑修正、空間狀態(tài)差壓修正、彎管傳感器管徑對流量系數(shù)修正、實時密度補償?shù)扔嬎愎δ堋?.2.2.7、顯示功能：可顯示瞬時流量、累積流量、介質溫度、壓力、流速（或差壓）五個參數(shù)。7.2.2.8、自診斷功能：當二次表內+5V電源電壓低于正常值10時，二次表將顯示8888888，提醒用戶及時處理。7.2.2.9、斷電保護功能：主機表內配有微型蓄電池，斷電時，運算結果和用戶設定的數(shù)據(jù)一年不會丟失。7.2.2.10、工作電源：AC：220V； 功耗：小于10W7.2.2.11、工作環(huán)境：溫度：-1050； 濕度：小于857.2.2.12、安裝方式：橫式、

24、豎式盤裝和壁掛7.2.2.13、開孔尺寸：（單位mm）橫表：152+0.5×76+0.5（寬×高）豎表：76+0.5×152+0.5（寬×高）7.2.2.14、外形尺寸：（單位mm）寬 ×高× 深 橫表：160×80×250豎表：80×160×250壁掛：150220807.2.2.12、重量： 約17.2.4、顯示功能圖7-3、7-4、7-5是C型表三種表型的前面板顯示和按鍵分布圖。7.2.4.1、顯示內容： 顯示屏為一行七位數(shù)碼管，在顯示屏的右側有5個發(fā)光二極管作為顯示指示燈，每個指示燈對應

25、一個工作參數(shù)，它們分別是：瞬時流量t/h 單位：噸（m3）小時累積流量Kt 單位：千噸(km3)工作溫度 單位：攝氏度工作壓力MPa 單位：兆帕流速m/s 單位：米秒另外，將主機板上的流速差壓顯示轉換短路環(huán)開關（如圖7-6）拔下，流速顯示將變?yōu)椴顗猴@示：差壓Pa 單位：帕便于彎管流量計系統(tǒng)調試使用。7.2.4.2、顯示狀態(tài)按鍵功能： 鍵為循環(huán)顯示鍵 鍵為定參數(shù)顯示鍵 鍵為設定參數(shù)顯示鍵7.2.4.3、顯示方式：7.2.4.3.1、循環(huán)顯示：按下鍵，即進入循環(huán)顯示狀態(tài)，依次循環(huán)顯示流量、累積流量、溫度、壓力、流速（或差壓值）等參數(shù)。7.2.4.3.2、定參數(shù)顯示：按下鍵，即進入定參數(shù)顯示狀態(tài)，顯

26、示當前顯示指示燈所指的參數(shù)，再次按下鍵可進行參數(shù)切換顯示。7.2.4.3.3、設定參數(shù)顯示：按下鍵，即進入設定參數(shù)顯示狀態(tài)，依次顯示表七中的參數(shù)，顯示結束后，即進入循環(huán)顯示狀態(tài)。 表七 參數(shù)代碼表標志代碼及有效數(shù)字表示參數(shù)名稱單位應用范圍 X X X X.X 彎管傳感器管徑mm通用 X X X X X.差壓量程Pa通用 X X X X.X溫度量程通用 X X X X.X溫度量程下限通用 X X.X X X壓力量程MPa通用 X X.X X X壓力量程下限MPa通用 X X X X X.流量報警上限T/h通用 X X X X.X小信號切除Pa通用 X X X X X.差壓零點遷移Pa蒸汽 X X X X X.氣體標態(tài)密度Kg/ m3氣體 X X X X X