Princípio e aplicação do medidor de vazão por pressão diferencial

I. Princípio de funcionamento do transmissor de pressão diferencial:

O fluxo de fluido através do dispositivo de estrangulamento da tubulação causa uma contração local no ponto de estrangulamento, o que aumenta a vazão e diminui a pressão estática, gerando uma queda de pressão, ou seja, uma pressão diferencial. Quanto maior a vazão do fluido, maior será a diferença de pressão entre os pontos antes e depois do dispositivo de estrangulamento. Portanto, um medidor de vazão por pressão diferencial permite medir a vazão do fluido medindo essa diferença de pressão.

Um medidor de vazão por pressão diferencial consiste em um dispositivo primário e um dispositivo secundário. O dispositivo primário, chamado elemento de medição de vazão, é instalado na tubulação do fluido a ser medido, gerando uma diferença de pressão proporcional à vazão (taxa de fluxo) que é então exibida no dispositivo secundário. O dispositivo secundário, chamado medidor de vazão, recebe o sinal de pressão diferencial gerado pelo elemento de medição e o converte na vazão correspondente para exibição. O dispositivo primário de um medidor de vazão por pressão diferencial geralmente é um dispositivo de estrangulamento ou um dispositivo de medição de pressão dinâmica (tubo de Pitot, tubo homogêneo, etc.). O dispositivo secundário pode ser um medidor de pressão diferencial mecânico, eletrônico ou combinado com um instrumento de exibição de vazão. Os componentes sensíveis à pressão diferencial do medidor são, em sua maioria, componentes elásticos. Como a pressão diferencial e a vazão têm uma relação de raiz quadrada, os instrumentos de exibição de vazão são equipados com um dispositivo de raiz quadrada para linearizar a escala de vazão. A maioria dos instrumentos também possui um dispositivo de acumulação de vazão para exibir a vazão acumulada para fins de controle econômico. Este método de medição de vazão utilizando um indicador de nível de pressão diferencial possui uma longa história e é bastante consolidado. Em países ao redor do mundo, é geralmente utilizado em aplicações importantes, representando cerca de 70% dos diversos tipos de medição. medição de fluxo eletromagnético Métodos. Este medidor utiliza medições de fluxo para vapor principal, água de alimentação, condensado e outros fluxos em usinas de energia.

A vazão medida do fluido é proporcional ao quadrado da diferença de pressão. A maioria dos medidores também possui um dispositivo de acumulação de vazão para exibir a vazão acumulada para fins de contabilização econômica.

Estrutura:

Elemento de estrangulamento: um dispositivo instalado na tubulação para gerar um indicador de nível de pressão diferencial.

Conduto de pressão: Recebe a pressão diferencial gerada antes e depois do dispositivo de estrangulamento e a transmite para o transmissor de pressão.

Transmissor de pressão diferencial : A pressão diferencial gerada é convertida em um sinal elétrico padrão (4~20mA ou FF).

Conjunto de válvulas:  

Utilizado para conectar o tubo guia de pressão ao conjunto do transmissor de pressão diferencial, evitando que a caixa de membrana seja danificada pela pressão da cavidade única quando o transmissor é colocado em operação.

Devido aos diferentes perfis geométricos dos elementos de estrangulamento, às diferentes formas de absorção de pressão e às diferentes condições tecnológicas específicas da aplicação, as estruturas específicas dos dispositivos de estrangulamento também variam.

Dispositivo de estrangulamento padrão: de acordo com as normas unificadas para o projeto, produção e instalação do dispositivo de pressão diferencial padrão, não é necessário realizar calibração individual, podendo ser utilizado.

Dispositivo de estrangulamento não padronizado: refere-se a dados de teste insuficientes, sendo necessário calibrar individualmente o projeto e a produção para utilizar o dispositivo de pressão diferencial.

Dispositivos de estrangulamento padrão comuns: placas de orifício padrão, bicos padrão, venturi clássico, bicos venturi.

Tipos comuns de medidores de vazão por pressão diferencial na indústria

Medidor de vazão de placa de orifício, medidor de vazão de balança, medidor de vazão de cunha, medidor de vazão Aniuba, medidor de vazão Venturi e assim por diante.

Elementos de estrangulamento comuns em medidores de vazão por pressão diferencial

(placa de orifício padrão)

(Elementos de aceleração tipo cunha)

(Acelerador Venturi)

coletores de válvulas

A conexão do medidor de vazão por pressão diferencial geralmente utiliza grupos de válvulas com três ou cinco válvulas.

Etapas de utilização dos grupos de três válvulas e de cinco válvulas:

1. Abra a válvula de balanceamento, de modo que os lados de alta e baixa pressão fiquem pressurizados simultaneamente.

2. Abra a válvula de corte do lado de alta pressão.

3. Feche a válvula de balanceamento.

4. Abra a válvula de corte do lado de baixa pressão.

Nota: Ao abrir a válvula de corte do lado de alta e baixa pressão, primeiro afrouxe um pouco a rosca para confirmar que não há vazamentos no lado da instrumentação da conexão antes de abrir completamente a válvula.

Etapas para desativar coletores de três e cinco válvulas:

1. Feche a válvula de corte do lado de baixa pressão.

2. Abra a válvula de balanceamento.

3. Feche a válvula de corte de alta pressão.

4. Feche a válvula de balanceamento.

Nota: O princípio de funcionamento do grupo de três válvulas é evitar o aquecimento ou a pressão unidirecional no instrumento de medição, e impedir que o fluido isolante no tubo guia ou no tanque de isolamento se evapore.

II. Características e aplicações do medidor de vazão por pressão diferencial

Medidor de vazão com placa de orifício:

A estrutura é fácil de copiar, simples, sólida, estável e oferece desempenho confiável;

Ampla gama de aplicações, incluindo todos os fluidos monofásicos (líquido, gás, vapor);

Intervalo estreito, a faixa geral de graus é apenas 3:1 ~ 4:1;

Existem requisitos de comprimento de tubo reto maiores antes de 10D após 5D;

Perda de pressão;

Corrosão, desgaste, incrustações, sensibilidade à sujeira, uso prolongado de precisão: é difícil garantir sua durabilidade.

Medidor de vazão balanceado

Requisitos de seção transversal de tubo reto baixos, tão baixos quanto 0,5D antes e 0,5D depois;

Baixa perda de pressão permanente;

Longa vida útil;

Ampla faixa de medição;

Instalação simples;

Medição de fluxo bidirecional

Medidor de vazão tipo cunha

Adequado para fluidos de baixa viscosidade e alto fluxo, e fluidos de alta viscosidade e baixo fluxo;

Estrutura única, sem deposição, sem entupimento, ampla gama de aplicações, especialmente para alta viscosidade, misturas cristalizadas, líquidos sujos, para tubulações DN25-DN1200;

A seção de tubo reto requer 5D antes e 2D depois;

O fluxo bidirecional pode ser medido;

Boa resistência à abrasão, alta precisão em operação a longo prazo, fácil instalação e manutenção;

III. Questões e requisitos de instalação do medidor de vazão por pressão diferencial:

1. Antes e depois da instalação da seção original do tubo reto do acelerador em Princípio de funcionamento do transmissor de pressão diferencial Quanto mais longo, melhor, mas o projeto em si não é possível, para garantir que o acelerador original antes de 10D depois de 5D;

2. O centro de abertura original do acelerador precisa ser concêntrico com a linha central do tubo, o desvio não deve exceder 1 grau;

3. Na instalação da placa de orifício, determine a direção do elemento de estrangulamento da placa de orifício em relação à direção do fluido na tubulação. A instalação invertida da placa de orifício fará com que a indicação da vazão diminua;

4. O fluxo na tubulação deve ser estável;

5. O meio medido no fluxo através do dispositivo de estrangulamento não deve sofrer mudança de fase;

6. O sistema de tubulação recém-instalado deve ser lavado antes da instalação do dispositivo de controle de fluxo.

Métodos comuns de alívio de pressão

Tomada de pressão em conexão angular: aplicável a: placa de orifício padrão, bocal

Duas portas de captação são montadas em ângulo, a montante e a jusante do elemento de estrangulamento. Os tubos de captação a montante e a jusante estão localizados nas faces frontal e traseira da placa de orifício (ou bocal). A captação angular inclui furos separados e captação na câmara de anéis. Furos perfurados individualmente são usados ​​em aplicações com calibre DN400 e superiores, geralmente para a extração da pressão da câmara de anéis.

Extração de pressão por flange: aplicável a: placa de orifício padrão, cunhas

A distância entre os eixos dos orifícios de tomada de pressão a montante e a jusante e as faces extremas dos lados a montante e a jusante da placa de orifício é de 25,4 ± 0,8 mm (1 polegada). Os orifícios de tomada de pressão são abertos nos flanges dos lados a montante e a jusante da placa de orifício.

Pressão de medição do diâmetro: aplicável a: placa de orifício padrão (diâmetro grande), bocal de diâmetro longo

A distância do eixo do orifício de tomada de pressão a montante até a face da extremidade a montante da placa de orifício é de 1Dm±0,1Dm, e a distância do eixo do orifício de tomada de pressão a jusante até a face da extremidade a jusante do polo do orifício é de 0,5Dm.

Instalação da porta de saída de pressão

Ao medir o fluxo de gás, na metade superior da tubulação do processo, conforme mostrado na figura.

Ao medir o fluxo de líquido, na metade inferior da tubulação do processo, o ângulo deve ser de 0 a 45° com a linha central horizontal da tubulação, conforme mostrado na figura.

Ao medir o fluxo de vapor, na metade superior da tubulação do processo, dentro de um ângulo de 0 a 45° em relação à linha central horizontal da tubulação do processo, conforme mostrado na Fig.