德爾塔巴技術(shù)規(guī)范書

1、德爾塔巴（Deltaflow）流量傳感器探頭技術(shù)規(guī)范書 一、概述流量測量在過程變量測量中，是相對比較復(fù)雜，因為被測介質(zhì)復(fù)雜，測量方法多種多樣，導(dǎo)致出現(xiàn)各種原理的產(chǎn)品。就流量計分類，有：差壓式、浮子式、容積式、渦街式、電磁式、超聲波式和科里奧利式等；按流量原理分類有：力學(xué)原理、動量守恒原理、電學(xué)原理和聲學(xué)原理等；按安裝方式有封閉管道，插入式等。這里將要介紹的流量傳感器是運(yùn)用差壓式的工作原理，插入式的安裝方法，設(shè)計生成的一種流量傳感器。就工作原理，這是一種特殊的節(jié)流裝置，其輸出是差壓、壓力和溫度（如需要溫壓補(bǔ)償）一體化測量信號；取壓方式是通過一直徑約為25毫米的探頭（或探針），探頭前后有二排不均勻

2、分布的、若干個8毫米的引壓孔。通過該二排孔將管道從上到下（/從左到右）的不同壓力（/流速）在孔內(nèi)取平均，（因為管道兩側(cè)流速慢，中間快）構(gòu)成了差壓，進(jìn)而可以計算出質(zhì)量流量或體積流量，從這意義上講，故定義這種傳感器為均速管。該產(chǎn)品是由德國SYSTEC公司與德國埃爾朗根（Erlangen）大學(xué)在1994年合作研發(fā)，后經(jīng)德國TV三個多月全面的第三方測試，頒發(fā)相應(yīng)的證書。1995年開始批量生產(chǎn)，目前已在全世界廣泛銷售和應(yīng)用，趨于成熟。該系列產(chǎn)品可以滿足各種通徑（小到3毫米，大到15米）、各種腐蝕介質(zhì)（使用1.4539或者哈氏C4合金）、各種高低溫介質(zhì)（-2001240，1.4571,1.4828, Ha

3、neys合金 ）、各種高壓介質(zhì)（高達(dá)69mpa，不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)）、各種安裝管道材料以及各種孔板能夠測量的介質(zhì)（過熱蒸汽、液體、干燥氣體或者潮濕氣體）等。當(dāng)然，缺省的探頭材料是常用的1.4571（316Ti，不銹鋼鈦合金）。二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（如圖） 探頭其長度精確的等于管道內(nèi)徑；探頭上的孔徑為8毫米，位置為不均勻分布，前后各有一排孔，分別為高壓孔和低壓孔。在安裝時，高壓孔始終面向流體流動方向。探頭材料可根據(jù)介質(zhì)情況選擇。安裝支架：它是與管道焊接的部件，其材料可以根據(jù)管道材質(zhì)選擇，以保證有效焊接，它的長度與保溫層高度有關(guān)，與探頭部分的連接方式有多種方式，若壓力小于40bar（4mpa）時，可以使用螺紋

4、連接，否則，使用各種規(guī)格的法蘭連接。與變送器連接部件：無論是何種介質(zhì)(包括過熱蒸汽)，均可以實現(xiàn)一體化連接或分體連接（指探頭與差壓變送器）。同時可以選擇球閥或者截止閥，或者選擇R1/2或者1/2 NPT外螺紋（實現(xiàn)分體），可以通過螺紋式卡箍直接與引壓管固定。引壓管的另一側(cè)通過螺紋式卡箍與T型三閥組和變送器連接?；蛘哌x擇直接通過橢圓法蘭與變送器連接，構(gòu)成一體化連接；同時針對過熱蒸汽，具有一體化的冷凝器，使400多度的過熱蒸汽迅速降溫到100以下和形成低壓的液體，實現(xiàn)一體化結(jié)構(gòu)，避免高溫高壓的接頭泄漏。另外還可以選擇一體化的溫度和壓力的測量裝置，避免傳統(tǒng)的方法，不需要再開孔測量壓力或者溫度。一體化

5、的溫度和壓力測量，可以選擇400以下的pt100，或者500以下的K型熱電偶測溫度，具有保護(hù)管和二線制的溫度變送器。壓力測量與探頭也是一體化的，可以測量表壓或絕壓，可以選擇是否帶截止閥，輸出為二進(jìn)制的420mA。差壓變送器，大家知道探頭與其它節(jié)流裝置一樣，提供差壓信號給變送器，經(jīng)開方和其它計算進(jìn)而產(chǎn)生質(zhì)量（或體積）流量。由于探頭引起的管道壓損很小，產(chǎn)生的壓差相對于孔板小得多，故需要使用微差壓變送器。至于選擇哪一家的變送器，是否需要具備多變量的功能（溫壓補(bǔ)償），目前市場中具備許多選擇，只要精度和量程能滿足要求即可。對于多變量變送器，只需要有差壓信號、溫度和多變量變送器就可以輸出質(zhì)量流量。三、德爾

6、塔巴探頭（以DF25為例）的主要特點(diǎn)1、運(yùn)用廣泛：可以用于測量干燥氣體，潮濕氣體，液體或蒸汽的介質(zhì)，不受介電常數(shù)限制。適用通徑廣，從3毫米到15米，只是有三種規(guī)格，DF8用于超小口徑（325毫米）, DF10用于小口徑（15100毫米），它們均為管道連接；DF25用于常用口徑（65毫米3米）；DF25D用于蒸汽；DF25HD用于高壓（69Mpa，雙面支撐）；DF25 Qicklock用于滿足快速拆卸的要求；DF50用于大口徑（100015000毫米）；對于高溫，腐蝕的介質(zhì)，具有特殊的探針材料和管道連接材料；對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，以保障多種工況下的靈活運(yùn)用。下面是

7、德國TUV經(jīng)近2月的對德爾塔巴測試，給出的在不同溫度下所能夠承受的壓力材料：德國標(biāo)準(zhǔn)：PN100以下，按DIN2527；PN160以下，按DIN2638；PN250以下，按DIN26281.4571PN 250PN 160PN 100PN 64PN 40PN 25PN 16PN 10PN 6溫度（）-30+50291.7186.7116.774.746.718.721.813.68.2100259.5166.1103.866.441.516.619.412.17.3150245.2157.098.162.839.215.718.311.46.9200233.3149.393.359.737.3

8、14.917.410.96.5250221.4141.788.656.735.414.216.510.36.2300208.3133.383.353.333.313.315.69.75.8350201.2128.880.551.532.212.915.09.45.6400195.2125.078.150.031.212.514.69.15.5450190.5121.976.248.830.512.214.28.95.3500188.1120.475.248.230.112.014.08.85.3550186.9119.674.847.829.912.014.08.75.22、管道動力損失?。▔?/p>

9、損?。和ǔ５木俟艿膲毫p失比孔板要小得多，只有孔板的510；另一方面，由于壓損小，會帶來差壓?。ǜ邏号c低壓的壓差），使得對選擇差壓變送器的要求提高，成本增加，否則會使變送器的輸出精度下降，因為量程無法做到滿量程。所以一個好的探頭必須兼顧到壓損和差壓二方面。德爾塔巴的曲面設(shè)計充分考慮到了該因素，截面本身是對稱的，曲面分為三部分（如下圖），迎面部分為平滑段，使探頭平滑地與介質(zhì)接觸；第二部分為加速段，將介質(zhì)的流速平均加速三倍，通過增加與介質(zhì)的接觸面，提高迎面段的壓力；第三部分為高低壓分界尖峰，突然阻力消失，在探頭后面形成低壓區(qū)，實際的彩色速譜(下右圖)可以充分反映介質(zhì)流速的變化。所以說，德爾塔巴

10、探頭的設(shè)計滿足了壓損小和差壓大的要求。在山東?；椖恐?，直徑為380毫米，壓力2.2Mpa, 最大流量90t/h，使用德爾塔巴時最大壓損為7.89毫巴，同時最大的差壓達(dá)到13.62196kpa, 而其它產(chǎn)品分別為9.7/12.7 Kpa。下面的表格是根據(jù)瑞典Control Engineering Sweden AB的分析計算軟件（FlowCalc32V3.0）計算的結(jié)果，參與比較的孔板和文丘里噴嘴是據(jù)最新的標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)為目前最好的產(chǎn)品與DF比較。序號介質(zhì)節(jié)流裝置名稱內(nèi)徑(mm)/溫度()/壓力(G,mpa)/流量(t/h)差壓(kpa)壓損PL（kpa）能耗WP(KW/年)1水角接取壓400/0.

11、5300 /18.0 / 1000135.30598.79046.9153水文丘里噴嘴(同上)(同上)51.51830.22714.3548水德爾塔巴400(同上)29.98331.57820.74952空氣角接取壓1000/0.65150 / 0.5 /276 Km3/h88.30564.3826169.920空氣文丘里噴嘴(同上)(同上)9.9070.59456.9250空氣德爾塔巴1000(同上)4.27700.10389.94753蒸汽角接取壓400/0.5530 / 14.5 / 400360.96263.755841.6686蒸汽文丘里噴嘴(同上)(同上)136.65710.249

12、32.7056蒸汽ISO1932噴嘴(同上)(同上)136.75481.667260.61蒸汽德爾塔巴400(同上)19.45151.06503.39854蒸汽角接取壓400/0.5600 /25.4/ 20006382.3204664.39444773.98蒸汽文丘里噴嘴(同上)(同上)2294.005172.0501651.525蒸汽ISO1932噴嘴(同上)(同上)2295.7811370.98513160.22蒸汽德爾塔巴400(同上)295.463816.1652155.1714 德爾塔巴探頭 德爾塔巴探頭的彩色速譜 3、精度高：經(jīng)過第三方（德國TUV）測試，以及根據(jù)最新的數(shù)據(jù)表明，

13、盡管在相當(dāng)短的直管段下，也能達(dá)到2的精度。達(dá)到1%精度的直管段比一般的產(chǎn)品要短得多，如下圖。重復(fù)性為0.1。在滿足直管段的條件下，可以達(dá)到0.5%F.S.。由于壓損小，對探頭的磨損小，只要安裝合適，可以長時間維持高精度。直管段與精度的關(guān)系（A為上流長度，B為下流長度，D為管道直徑）4、高溫和高壓應(yīng)用是該產(chǎn)品的突出的優(yōu)點(diǎn)：自從1994年德爾塔巴推入市場，在高溫高壓的蒸汽和常溫高壓的天然氣；以及中溫高壓的還是減溫水得到了廣泛應(yīng)用，大大解決了長期以來高溫/高壓測量的麻煩，為300MW，600MW和超臨界鍋爐的蒸汽測量，一級、二級減溫水提供了積極有效的解決方案。在國內(nèi)外有了800多例的應(yīng)用，其中有64

14、5度/13.6mpa, 550度/25.5mpa的蒸汽，428度/33mpa，200度/22.5mpa的水；還有50度/21mpa的天然氣。更多的請參見附件。10年來, 無論是中國市場還是國外市場，還沒有一種產(chǎn)品可以做到應(yīng)用的寬度、廣度和深度。其主要的特點(diǎn)是探頭的材料，選擇了1.4828, 可以長期工作在1040度高溫, 探頭是整體制造,沒有任何焊點(diǎn), 探頭外部的護(hù)套有許多與用戶管道相匹配的材料，有P91，10CrMo9 10，12CrMoV，1.4571以保證護(hù)套有效地與用戶管道焊接，5、安裝工作量小，維護(hù)成本?。阂驗樵搨鞲衅魇遣迦胧焦ぷ鞣绞剑邆浒惭b方使，簡單的特點(diǎn)。對于大多數(shù)的通徑只是在

15、管路中開一小孔。德爾塔巴DF25, 孔徑為28毫米，DF50為70毫米，然后將探頭導(dǎo)管與管道進(jìn)行焊接，就基本完成了現(xiàn)場安裝，工作量是安裝孔板的40%。據(jù)德國SYSTEC多年安裝經(jīng)驗，開孔需要5分鐘，焊接探頭套管20分鐘，插入固定探頭10分鐘，安裝三閥組5分鐘，裝差壓變送器10分鐘，接線10分鐘，整個過程大約只需60分鐘（一體化）。插入式流量計的維護(hù)基本是免維護(hù)，探頭本身有自清洗。每次檢修時，只要將法蘭固定螺絲或者卡箍連接的螺母松開，就可以撤下探頭檢查。對于無法停車安裝的，可以進(jìn)行不停車在線焊接、打孔和安裝；對于無法停車檢修的，可以通過安裝在線插拔裝置，可以在線插拔出探頭，進(jìn)行清洗和檢查。6、一

16、體化/分體安裝自由選擇，德爾塔巴的探頭是整整意義上的一體化探頭，無論被測介質(zhì)是氣體還是液體，或是高溫的過熱蒸汽，可以將差壓探頭、溫度和壓力的測量以及差壓變送器在一根探頭上安裝，在探頭與差壓送器之間的連接方式有10多種（選擇），有專門為過熱蒸汽的冷凝器，有用于直接連接變送器的橢圓法蘭，也有簡單的R1/2外螺紋，提供分體/一體化安裝的各種連接，能夠滿足各種需求。對于過熱蒸汽，大多數(shù)產(chǎn)品均要求分體安裝，用戶必須自己配冷凝器和其它配件。而德爾塔巴連同冷凝器，截止閥或者球閥均一并提供，安全可靠，簡單可行，是真正的一體化探頭。 7、質(zhì)量流量計算：德爾塔巴的流量計算基本是按照ENISO 5167-1標(biāo)準(zhǔn)（前

17、DIN952標(biāo)準(zhǔn)，計算孔板的方法）中指定的方法計算。具體是下列各計算公式： Qm : 質(zhì)量流量，量綱為kg/s;: 探頭的阻力參數(shù)（阻斷系數(shù)），無量綱；（每個探頭有一個值，在計算報告中）d：管道的內(nèi)徑，單位為米；dp：差壓，實測參數(shù)、單位為pa=n/=kg/s2mB ：運(yùn)行條件時的介質(zhì)密度，單位為kg/m3所以，根據(jù)差壓、內(nèi)徑、探頭自身提供的阻斷系數(shù)和介質(zhì)工作密度就可以計算質(zhì)量流量。問題是工作密度，可能需要溫壓補(bǔ)償，通過查表的方式（B =f（t，P），或者調(diào)用（使用）大多數(shù)PLC或者DCS中內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)計算密度子程序。對于氣體，需要確定具體的膨脹系數(shù)。8、孔大不易堵：對于煙氣測量或者帶有顆粒的氣

18、體/液體測量，堵的問題是大多數(shù)用戶關(guān)心的問題。德國SYSTEC公司保證，若介質(zhì)中塵埃不大于150mg/m, 對于德爾塔巴的探頭不需要進(jìn)行任何維護(hù)和吹掃。從流體力學(xué)角度出發(fā)，在流體中的任何形狀的楔物，在前端會出現(xiàn)流體堆積，使壓力增高，在楔后壓力減小，在運(yùn)動中的塵埃無論高壓有多大，低壓有多小，都會有可能進(jìn)入楔中的孔。在流體靜止時，由于布朗運(yùn)動，塵埃更會進(jìn)入楔內(nèi)孔里。所以問題不在于壓力高低，也不于任種截面，而在于如何能讓這些塵埃出來，不堆積。無疑，定時吹掃是一個解決方案。德國SYSTEC在探頭上孔的分布和孔徑上做了大量研究，孔徑大（8毫米）異物容易進(jìn)，也容易出；上下二個孔接近探頭邊緣(管道邊緣)，異物不易堆積?？讖叫。瑹o疑會造成不容易進(jìn)，也不容易出，而進(jìn)是絕對的，多少只是時間問題。其它產(chǎn)品的孔要比德爾塔巴小得多。9、吹掃裝置（LSP）：A，就嚴(yán)重的塵埃，當(dāng)粉塵大于150mg/m，可以使用在線吹掃設(shè)備。SYSTEC提供的吹掃裝置是由一個PLC和五個電動閥組成，是串聯(lián)在探頭和變送器之間。吹掃間隔可以自行選擇（0.5/ 1/ 2/