德爾塔巴流量計在工業生產中的應用

德爾塔巴流量計在工業生產中的應用

      德爾塔巴流量計是均速管巴類流量計的一種，可以滿足各種通徑（小到DN25mm，大到DN9500）、各種腐蝕介質、各種高低溫介質（-200～1040℃）、各種高壓介質（高達31MPa）、各種安裝管道材質，廣泛用于各種干燥或者潮濕氣體、液體、蒸汽等介質的測量。

一、德爾塔巴流量計的工作原理

      德爾塔巴流量計是勻速管流量計，利用差壓式原理測量。德爾塔巴流量計與孔板等差壓式流量傳感器一樣都遵循伯努利方程。在管道中插入德爾塔巴探頭，當流體流過探頭時，在其前部（迎流方向）產生一個高壓分布區，在其兩側后部產生一個低壓分布區，如圖1所示，在其后部產生部分真空和雜質聚集區，兩側還會產生渦流。

圖1 德爾塔巴流量計工作原理圖

      德爾塔巴探頭上開設有按一定規則排列的多對取壓孔（一般來說是兩對或多對），分別測量管道軸線上流體每點的壓力，在其前部（迎流方向）測得流體的多點全壓力即高壓平均值P1（包括每點的動壓力又稱速度壓力和靜壓力的平均值）；低壓區的取壓孔在其側壁測得流體多點靜壓力即低壓平均值P₂。P₁－P₂=ΔP，故ΔP反映了流體平均速度壓力，即平均流速的大小，以此可推算出流體的流量。同其他差壓流量計一樣，其計算公式為：

（1）

式中：α為流量系數；ε為壓縮系數（當為不可壓縮液體時，ε=1）；A為管道橫截面積；ΔP為差壓；ρ₁為流體平均密度。

      德爾塔巴介質必須充滿管道；流體必須是單相流，雙相流（如水氣混合流）是不能被測量的。探頭材料有特殊的1.4528和哈氏C4合金，專門針對各種強腐蝕介質；低壓孔徑為8mm，防堵性能良好。

二、 德爾塔巴流量計的安裝

2.1 開孔位置的選擇

        為了使德爾塔巴流量探頭能夠達到測量的高精度，開孔的位置，需要一定的前后直管段。不同的管道結構將會有不同的直管段要求，如前后為單彎管道，前直管段為7ID，后直管段為3ID，準確度為±0.2%，如圖2所示；前直管段為4ID，后直管段為3ID，準確度為±0.5%。不同的廠家產品前后前直管段的要求有差異。

圖2 前后為單彎管道示意圖

2.2 安裝探頭套管和引壓管的方向

      德爾塔巴流量計有一體式和分體式。無論是何種介質，探頭與差壓變送器均可以實現一體化連接或分體連接。分體式流量計一般由探頭、引壓管和差壓變送器等組成。探頭套管和引壓管的方向與被測流體的種類、安裝的管道（水平、垂直或者有一定傾斜角度）有關。

       當德爾塔巴流量計測量液體時，差壓信號是經過引壓管中的液體傳遞到差壓變送器的，如果液體中有氣泡將會引起測量的誤差，所以在安裝時，應使在探頭套管、引導管和差壓變送器中的氣泡能夠排回管道中。所以要盡量從下向上安裝。水平安裝時，探頭套管需要向下有一定傾斜，這樣使氣泡可以自動排出，安裝引壓管時，需要有一個向下的一定傾斜，這樣使氣泡可以自動排出。

圖3 水平管道，水平安裝

      當德爾塔巴流量計測量氣體時，德爾塔巴流量探頭中的冷凝水會對測量結果帶來很大影響，所以在安裝時，必須將冷凝水排回管道，盡量從上向下安裝。如果必須水平安裝，安裝探頭套管時，需要向上有一定傾斜，使冷凝水可以自動排出，在這種情況下，差壓變送器往往會通過多閥組安裝在支架上。探頭套管和引壓管必須保證向上稍微傾斜。如圖3所示，向上傾斜的角度最大不能超過3°。引壓管的內徑至少應為8mm，長度可以根據需要來確定。

2.3 差壓變送器的安裝

      在德爾塔巴流量探頭上標有流體流向以及微差壓變送器連接時的標志標牌。流體方向的迎向流為“+"，背向為“－"。安裝差壓變送器時，注意流體的流向應該與差壓變送器的極性相一致。

當測量蒸汽時，德爾塔巴探頭中己經配置了冷凝器，差壓信號是經過一段冷凝管道傳遞到差壓變送器。安裝時，務必要將左右兩個冷凝器保持在同一水平的位置（使用水平儀來保證其水平）。在冷凝器之后，有一段管道，用于分體或者一體化連接到差壓變送器。

三、德爾塔巴流量計的零點校準

      為了保證德爾塔巴探頭在最小流量時，還能保持比較高的精度，建議在差壓變送器安裝完畢后，對變送器的零點進行校準。由于變送器在運輸和安裝過程中，環境溫度和靜壓的變化，都會對它們的零點有影響，所以最好安裝之后，當介質滿管而且達到正常的工作壓力時，進行再校準。

若測量的介質是液體或者蒸汽，在零點校準之前，必須保證探頭里充滿液體介質或者冷凝水，否則，調零的精度和線性將會受到影響。

      如果沒有三閥組或者五閥組，在開車過程和零點校準之前，關掉所有通往變送器的閥門，要確保沒有介質流入差壓變送器。避免高溫高壓介質將差壓變送器損壞。

四、德爾塔巴流量計的故障現象及排除方法

      德爾塔巴流量計是一種高性能低維護的產品，如果嚴格按照安裝程序進行安裝并且介質污染度不大，則無需進行任何維護。對于具有高密度的塵埃物質的介質，可以使用在線吹掃裝置。多數的故障都是由于安裝使用不當或現場工況不能滿足安裝要求所致。

德爾塔巴流量計現場使用和維護時遇到的一些故障現象及排除故障的方法簡要總結如下：

1）故障現象1，測量管道流體有動，變送器無輸出。

故障可能原因：一次閥或三閥組不正常；變送器的電源連接有錯誤或變送器參數設置錯誤；引壓管正壓側堵塞等情況均可造成變送器無輸出。

故障處理：檢查一次閥是否打開和三閥組是否正常；檢查變送器的線路連接或重新設置變送器參數；檢查引壓管正壓側是否堵塞，如果堵塞打開排污閥進行疏通。

2）故障現象2，流量偏大或偏小。

故障可能原因：引壓管負壓側泄漏或引壓管正壓側泄漏導致流量偏大或偏小；變送器量程設置不正確；管道尺寸與探頭上標注的尺寸不一致，ID偏小流量偏大，ID偏大流量偏小。

故障處理：用肥皂泡檢查引壓管確定是否泄漏并處理；對著計算書重新設置變送器量程；變更安裝位置或更換探頭使之一致。

      德爾塔巴流量計具有精度高、可靠性好、安裝方便、維護量小、運行成本低的特點。德爾塔巴流量計壓力損失比孔板要小得多，只有孔板的5%～10%；一體化或分體安裝自由選擇；孔大不易堵等特點。德爾塔巴流量計廣泛應用于冶金、電力、石油、化工、新能源等各工業領域。