Principio y uso del caudalímetro de presión diferencial

I. Principio de funcionamiento del transmisor de presión diferencial:

El flujo de fluido a través del dispositivo de estrangulamiento de la tubería, la formación de una contracción local en el estrangulamiento, de modo que el caudal aumenta, la presión estática disminuye, por lo que se forma una caída de presión, es decir, una presión diferencial, cuanto mayor sea el caudal del medio, antes y después del dispositivo de estrangulamiento se produce una mayor diferencia de presión, por lo que el caudalímetro de presión diferencial puede medir la diferencia de presión para medir el tamaño del flujo de fluido.

El caudalímetro de presión diferencial consta de un dispositivo primario y un dispositivo secundario. El dispositivo primario, denominado elemento de medición de caudal, se instala en la tubería del fluido medido y genera una diferencia de presión proporcional al caudal (caudal) que se muestra en el dispositivo secundario. Este dispositivo secundario, denominado medidor de caudal, recibe la señal de presión diferencial generada por el elemento de medición y la convierte en el caudal correspondiente para su visualización. El dispositivo primario del caudalímetro de presión diferencial suele ser un dispositivo de estrangulamiento o un dispositivo de medición de presión dinámica (tubo Pitot, tubo homogéneo, etc.). El dispositivo secundario puede ser un medidor de presión diferencial mecánico, electrónico o combinado con un instrumento de visualización de caudal. Los componentes sensibles a la presión diferencial del manómetro de presión diferencial suelen ser componentes elásticos. Dado que la presión diferencial y el caudal tienen una relación de raíz cuadrada, los instrumentos de visualización de caudal están equipados con un dispositivo de redondeo al cuadrado para linealizar la escala de caudal. La mayoría de los instrumentos también incorporan un dispositivo de acumulación de caudal para mostrar el caudal acumulado con fines de contabilidad económica. Este método de medición de flujo mediante un indicador de nivel de presión diferencial tiene una larga historia, es más maduro y se utiliza generalmente en países de todo el mundo en ocasiones más importantes, representando alrededor del 70% de los diversos medición de flujo electromagnético métodos. En este medidor se utilizan mediciones de flujo para el vapor principal de la central eléctrica, el agua de alimentación, el condensado y otros caudales.

El caudal medio medido es proporcional al cuadrado de la presión diferencial. La mayoría de los medidores también cuentan con un dispositivo de acumulación de caudal para mostrar el caudal acumulado con fines de contabilidad económica.

Estructura:

Elemento de estrangulamiento: Dispositivo instalado en la tubería para generar un indicador de nivel de presión diferencial.

Conducto de presión: Recibe la presión diferencial generada antes y después del dispositivo de estrangulamiento y la transmite al transmisor de presión.

Transmisor de presión diferencial : La presión diferencial generada se convierte en una señal eléctrica estándar (4~20 mA o FF).

Juego de válvulas:  

Se utiliza para conectar el tubo guía de presión con el conjunto del transmisor de presión diferencial para evitar que la caja de membrana se dañe por la presión de la cavidad única cuando se pone en funcionamiento el transmisor.

Debido a los diferentes perfiles geométricos de los elementos de estrangulamiento, las diferentes formas de tomar presión y las diferentes condiciones tecnológicas específicas de la aplicación, las estructuras específicas de los dispositivos de estrangulamiento también son variadas.

Dispositivo de estrangulamiento estándar: de acuerdo con las normas unificadas para el diseño, producción e instalación del dispositivo de presión diferencial estándar, no es necesario realizar una calibración individual y puede utilizarse.

Dispositivo de estrangulamiento no estándar: se refiere a que los datos de prueba no son suficientes, el diseño y la producción deben calibrarse individualmente para utilizar el dispositivo de presión diferencial.

Dispositivos de estrangulamiento estándar comunes: placas de orificio estándar, boquillas estándar, venturi clásico, boquillas venturi.

Tipos comunes de caudalímetros de presión diferencial en la industria

Caudalímetro de placa de orificio, caudalímetro de balanza, caudalímetro de cuña, caudalímetro Aniuba, caudalímetro Venturi, etc.

Elementos de estrangulamiento comunes para medidores de flujo de presión diferencial

(Placa de orificio estándar)

(Elementos de aceleración tipo cuña)

(Acelerador Venturi)

Colectores de válvulas

La conexión del caudalímetro de presión diferencial comúnmente utiliza grupos de válvulas de tres y cinco válvulas.

Pasos para la puesta en marcha de grupos de tres válvulas y grupos de cinco válvulas:

1. Abra la válvula de equilibrio, de modo que el lado de alta y baja presión estén bajo presión al mismo tiempo.

2. Abra la válvula de cierre del lado de alta presión.

3. Cierre la válvula de equilibrio.

4. Abra la válvula de cierre del lado de baja presión.

Nota: Al abrir la válvula de cierre del lado de alta y baja presión, primero debe aflojar un círculo para confirmar que el lado de instrumentación de la conexión no tiene fugas antes de que la válvula esté completamente abierta.

Pasos para desactivar los colectores de tres y cinco válvulas:

1. Cierre la válvula de cierre del lado de baja presión.

2. Abra la válvula de equilibrio.

3. Cierre la válvula de cierre de alta presión.

4. Cierre la válvula de equilibrio.

Nota: El principio de funcionamiento del grupo de tres válvulas consiste en evitar el calor o la presión unidireccional sobre el instrumento de medición, y en impedir que el fluido aislante del tubo guía o del depósito de aislamiento se evapore.

II. Características y aplicaciones del caudalímetro de presión diferencial

Caudalímetro de placa de orificio:

La estructura es fácil de copiar, simple, sólida, estable y de rendimiento fiable;

Amplia gama de aplicaciones, incluyendo todos los fluidos monofásicos (líquido, gas, vapor);

Rango estrecho, el rango general de grados es solo de 3:1 a 4:1;

Existen requisitos de longitud de tubería recta más largos antes de 10D y después de 5D;

pérdida de presión;

Corrosión, desgaste, incrustaciones, sensibilidad a la suciedad, uso de precisión a largo plazo es difícil de garantizar

Medidor de flujo de equilibrio

Requisitos de sección recta de tubería bajos, tan bajos como 0,5D antes y 0,5D después;

Baja pérdida de presión permanente;

Larga vida útil;

Amplio rango de medición;

Instalación sencilla;

Medición del flujo bidireccional

Medidor de flujo de cuña

Adecuado para fluidos de baja viscosidad y gran caudal, y fluidos de alta viscosidad y pequeño caudal;

Estructura única, sin depósitos, sin obstrucciones, amplio rango de aplicación, especialmente para mezclas de alta viscosidad y cristalización, líquidos sucios, para tuberías DN25-DN1200;

La sección recta de tubería requiere 5D antes y 2D después;

El flujo bidireccional puede medirse;

Buena resistencia a la abrasión, alta precisión en el funcionamiento a largo plazo, fácil instalación y mantenimiento;

III. Aspectos y requisitos de instalación del caudalímetro de presión diferencial:

1, antes y después de la instalación de la sección de tubo recto del acelerador original en Principio de funcionamiento del transmisor de presión diferencial , cuanto más largo mejor, pero el proyecto real no es posible, para asegurar que el acelerador original antes de 10D después de 5D;

2. El centro de apertura original del acelerador debe ser concéntrico con la línea central del tubo, la desviación no debe exceder 1 grado;

3, la instalación de la placa de orificio, para determinar la dirección del elemento de estrangulamiento de la placa de orificio con la dirección del medio de la tubería en línea con la instalación inversa de la placa de orificio hará que la indicación del caudal se vuelva más pequeña;

4. El haz de flujo en la tubería debe ser estable;

5. El medio medido en el flujo a través del dispositivo de estrangulamiento no debe experimentar un cambio de fase;

6. El sistema de tuberías recién instalado debe purgarse antes de la instalación del dispositivo de estrangulación.

Métodos comúnmente utilizados para soportar la presión

Conexión angular para la toma de presión: aplicable a: placa de orificio estándar, boquilla

Dos puertos de captación están montados en ángulo, uno aguas arriba y otro aguas abajo del elemento de estrangulamiento. Los tubos de captación aguas arriba y aguas abajo se ubican en los extremos delantero y trasero de la placa de orificio (o boquilla). La captación en ángulo incluye una perforación independiente y una captación en la cámara anular. En aplicaciones de calibre DN400 y superiores, se utilizan orificios perforados individualmente, generalmente para la extracción de presión de la cámara anular.

Extracción de presión de brida: aplicable a: placa de orificio estándar, cuñas

La distancia entre los ejes de los orificios de toma de presión aguas arriba y aguas abajo y las caras frontales de los lados aguas arriba y aguas abajo de la placa de orificio es de 25,4 ± 0,8 mm (1 pulgada). Los orificios de toma de presión están abiertos en las bridas de los lados aguas arriba y aguas abajo de la placa de orificio.

Diámetro de toma de presión: aplicable a: placa de orificio estándar (diámetro grande), boquilla de diámetro largo

La distancia desde el eje del orificio de toma de presión aguas arriba hasta la cara final aguas arriba de la placa de orificio es de 1Dm±0,1Dm, y la distancia desde el eje del orificio de toma de presión aguas abajo hasta la cara final aguas abajo del polo de orificio es de 0,5Dm.

Instalación del puerto de toma de presión

Al medir el flujo de gas, en la mitad superior de la tubería de proceso, como se muestra en la figura.

Al medir el flujo de líquido, en la mitad inferior de la tubería de proceso dentro de un ángulo de 0~45° con la línea central horizontal de la tubería de proceso, como se muestra en la figura.

Al medir el flujo de vapor, en la mitad superior de la tubería de proceso dentro de un ángulo de 0~45° desde la línea central horizontal de la tubería de proceso, como se muestra en la Fig.