德爾塔巴流量計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
摘 要：介紹了德爾塔巴流量計(jì)的工作原理，德爾塔巴探頭位置的選擇，安裝套管和引壓管的方向，流量計(jì)的零點(diǎn)校準(zhǔn)及在使用過程中故障現(xiàn)象和處理方法。
0 引言
德爾塔巴流量計(jì)是均速管巴類流量計(jì)的一種，可以滿足各種通徑（小到DN25mm，大到DN9500）、各種腐蝕介質(zhì)、各種高低溫介質(zhì)（-200～1040℃）、各種高壓介質(zhì)（高達(dá)31MPa）、各種安裝管道材質(zhì)，廣泛用于各種干燥或者潮濕氣體、液體、蒸汽等介質(zhì)的測(cè)量。
1 德爾塔巴流量計(jì)的工作原理
德爾塔巴流量計(jì)是勻速管流量計(jì)，利用差壓式原理測(cè)量。德爾塔巴流量計(jì)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(dāng)流體流過探頭時(shí)，在其前部（迎流方向）產(chǎn)生一個(gè)高壓分布區(qū)，在其兩側(cè)后部產(chǎn)生一個(gè)低壓分布區(qū)，如圖1所示，在其后部產(chǎn)生部分真空和雜質(zhì)聚集區(qū)，兩側(cè)還會(huì)產(chǎn)生渦流。
圖1 德爾塔巴流量計(jì)工作原理圖
德爾塔巴探頭上開設(shè)有按一定規(guī)則排列的多對(duì)取壓孔（一般來說是兩對(duì)或多對(duì)），分別測(cè)量管道軸線上流體每點(diǎn)的壓力，在其前部（迎流方向）測(cè)得流體的多點(diǎn)全壓力即高壓平均值P1（包括每點(diǎn)的動(dòng)壓力又稱速度壓力和靜壓力的平均值）；低壓區(qū)的取壓孔在其側(cè)壁測(cè)得流體多點(diǎn)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(jì)一樣，其計(jì)算公式為：
（1）
式中：α為流量系數(shù)；ε為壓縮系數(shù)（當(dāng)為不可壓縮液體時(shí)，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(zhì)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(cè)量的。探頭材料有特殊的1.4528和哈氏C4合金，專門針對(duì)各種強(qiáng)腐蝕介質(zhì)；低壓孔徑為8mm，防堵性能良好。
2 德爾塔巴流量計(jì)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(dá)到測(cè)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(jié)構(gòu)將會(huì)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(zhǔn)確度為±0.2%，如圖2所示；前直管段為4ID，后直管段為3ID，準(zhǔn)確度為±0.5%。不同的廠家產(chǎn)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(jì)有一體式和分體式。無論是何種介質(zhì)，探頭與差壓變送器均可以實(shí)現(xiàn)一體化連接或分體連接。分體式流量計(jì)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(cè)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(guān)。
當(dāng)?shù)聽査土髁坑?jì)測(cè)量液體時(shí)，差壓信號(hào)是經(jīng)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(huì)引起測(cè)量的誤差，所以在安裝時(shí)，應(yīng)使在探頭套管、引導(dǎo)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(shí)，探頭套管需要向下有一定傾斜，這樣使氣泡可以自動(dòng)排出，安裝引壓管時(shí)，需要有一個(gè)向下的一定傾斜，這樣使氣泡可以自動(dòng)排出。
圖3 水平管道，水平安裝
當(dāng)?shù)聽査土髁坑?jì)測(cè)量氣體時(shí)，德爾塔巴流量探頭中的冷凝水會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果帶來很大影響，所以在安裝時(shí)，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(shí)，需要向上有一定傾斜，使冷凝水可以自動(dòng)排出，在這種情況下，差壓變送器往往會(huì)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(nèi)徑至少應(yīng)為8mm，長(zhǎng)度可以根據(jù)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(biāo)有流體流向以及微差壓變送器連接時(shí)的標(biāo)志標(biāo)牌。流體方向的迎向流為“+”，背向?yàn)椤埃?。安裝差壓變送器時(shí)，注意流體的流向應(yīng)該與差壓變送器的極性相一致。
當(dāng)測(cè)量蒸汽時(shí)，德爾塔巴探頭中己經(jīng)配置了冷凝器，差壓信號(hào)是經(jīng)過一段冷凝管道傳遞到差壓變送器。安裝時(shí)，務(wù)必要將左右兩個(gè)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。
3 德爾塔巴流量計(jì)的零點(diǎn)校準(zhǔn)
為了保證德爾塔巴探頭在最小流量時(shí)，還能保持比較高的精度，建議在差壓變送器安裝完畢后，對(duì)變送器的零點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)。由于變送器在運(yùn)輸和安裝過程中，環(huán)境溫度和靜壓的變化，都會(huì)對(duì)它們的零點(diǎn)有影響，所以最好安裝之后，當(dāng)介質(zhì)滿管而且達(dá)到正常的工作壓力時(shí)，進(jìn)行再校準(zhǔn)。
若測(cè)量的介質(zhì)是液體或者蒸汽，在零點(diǎn)校準(zhǔn)之前，必須保證探頭里充滿液體介質(zhì)或者冷凝水，否則，調(diào)零的精度和線性將會(huì)受到影響。
如果沒有三閥組或者五閥組，在開車過程和零點(diǎn)校準(zhǔn)之前，關(guān)掉所有通往變送器的閥門，要確保沒有介質(zhì)流入差壓變送器。避免高溫高壓介質(zhì)將差壓變送器損壞。
4 德爾塔巴流量計(jì)的故障現(xiàn)象及排除方法
德爾塔巴流量計(jì)是一種高性能低維護(hù)的產(chǎn)品，如果嚴(yán)格按照安裝程序進(jìn)行安裝并且介質(zhì)污染度不大，則無需進(jìn)行任何維護(hù)。對(duì)于具有高密度的塵埃物質(zhì)的介質(zhì)，可以使用在線吹掃裝置。多數(shù)的故障都是由于安裝使用不當(dāng)或現(xiàn)場(chǎng)工況不能滿足安裝要求所致。
德爾塔巴流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)使用和維護(hù)時(shí)遇到的一些故障現(xiàn)象及排除故障的方法簡(jiǎn)要總結(jié)如下：
1）故障現(xiàn)象1，測(cè)量管道流體有動(dòng)，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(cuò)誤或變送器參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤；引壓管正壓側(cè)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(shè)置變送器參數(shù)；檢查引壓管正壓側(cè)是否堵塞，如果堵塞打開排污閥進(jìn)行疏通。
2）故障現(xiàn)象2，流量偏大或偏小。
故障可能原因：引壓管負(fù)壓側(cè)泄漏或引壓管正壓側(cè)泄漏導(dǎo)致流量偏大或偏?。蛔兯推髁砍淘O(shè)置不正確；管道尺寸與探頭上標(biāo)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(duì)著計(jì)算書重新設(shè)置變送器量程；變更安裝位置或更換探頭使之一致。
5 結(jié)語
德爾塔巴流量計(jì)具有精度高、可靠性好、安裝方便、維護(hù)量小、運(yùn)行成本低的特點(diǎn)。德爾塔巴流量計(jì)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(diǎn)。德爾塔巴流量計(jì)廣泛應(yīng)用于冶金、電力、石油、化工、新能源等各工業(yè)領(lǐng)域。
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