德尔塔巴流量计的安装及维护*

王银锁

(兰州石化职业技术学院，兰州 730060)

0　引言

德尔塔巴流量计是通过差压来测量流量的装置，是在皮托管流速测量原理的基础上发展起来的，可测量液体、气体以及蒸汽等流体的流量。由于没有活动部件，几乎无压力损失，安装维修方便。

1　德尔塔巴流量计的工作原理

德尔塔巴流量计与孔板等差压式流量传感器一样都遵循伯努利方程，德尔塔巴探头的长度等于管道内径，探头前后各分布着一排不均匀分布的孔，孔径为8mm，分别为高压孔和低压孔，高压孔始终面向流体的流动方向，见图1。

图1　德尔塔巴流量计工作原理图

德尔塔巴探头上开设有按一定规则排列的两对或多对取压孔，分别测量管道轴线上流体每点的压力，在其前部(迎流方向)测得流体的多点全压力即高压平均值p1(包括每点的动压力，又称速度压力和静压力的平均值)；低压区的取压孔在其侧壁测得流体多点静压力平均值，即低压平均值p2。Δp=p1-p2，故Δp反映了流体平均速度压力，即平均流速的大小，以此可推算出流体的流量。其计算公式为：

式中：a为流量系数；ε为压缩系数(当为不可压缩液体时，ε=1)；A为管道有效流通面积；Δp为差压；ρ1为流体平均密度。

德尔塔巴流量计的测量系统将差压引到阀组、差压变送器，并输出4～20mA给流量计算机(PLC/DCS)计算，同时进行温度和压力补偿(需要时)，最终转换成质量流量。

德尔塔巴流量计测量的介质必须充满管道；流体必须是单相流，双相流(如水气混合流)是不能被测量的。探头材料用特殊的1.4528和哈氏C4合金，专门针对各种强腐蚀介质；低压孔径为8mm，防堵性能良好。

2　德尔塔巴流量计的安装

2.1　一体化流量计和分体流量计的安装

一体化流量计由流量探头(带椭圆法兰)、工字形三阀组(或五阀组)、差压变送器组成，不需要引压管。

分体流量计由流量探头(接口1/2″NPT或焊嘴)、截止阀(或球阀)、引压管、T字形三阀组、差压变送器组成。常用引压管外径14mm、内径不小于8mm；引压管的长度根据需要确定，一般小于20m，最长不超过50m，避免测量滞后太大；两管尽量平行靠拢，以避免引起两管内介质之间温度和密度的差异。

在德尔塔巴流量探头上标有流体流向以及微差压变送器连接时的标志标牌。流体方向的迎向流为“十”，背向为“一”。安装差压变送器时，注意流体的流向应该与差压变送器的极性相一致。

图2(a)用于水平管道，当介质由左向右时，上面的正负号有效；由右向左时，下面的正负号有效。

图2(b)用于垂直管道，判断较水平管道复杂一些。判断时，对螺纹连接的探头，可将探头前端朝上或想象探头朝上，面对标牌。当介质由下向上时，上面的正负号有效；由上向下时，下面的正负号有效。对法兰连接的探头，可根据法兰上的标牌直接判断。

差压变送器上标有+、-极性，将探头的高压侧(面向流体)与变送器的+极相连，低压侧(背向流体)与变送器的-极相连。

仔细阅读差压变送器使用手册，进行二线制接线。根据计算书的差压范围检查或设置差压变送器的量程范围。

当测量蒸汽时，德尔塔巴探头中己经配置了冷凝器，差压信号经过一段冷凝管道传递到差压变送器。安装时，务必要将左右二个冷凝器保持水平的位置(使用水平仪来保证它们的水平)，使它们在同一个水平高度上。在冷凝器之后，有一段管道，分体或者一体化连接差压变送器。

图2　流体流向和差压极性的标牌

2.2　安装探头套管和引压管的方向

德尔塔巴流量计有一体式和分体式。无论是何种介质，探头与差压变送器均可以实现一体化连接或分体连接。分体式流量计一般由探头、引压管和差压变送器等组成。探头套管和引压管的方向与被测流体的种类、安装的管道(水平、垂直或者有一定倾斜角度)有关。

当德尔塔巴流量计测量液体时，差压是经过引压管中的液体传递到差压变送器的，如果液体中有气泡将会引起测量的误差，所以在安装时，应使在探头套管、引导管和差压变 送器中的气泡能够排回管道中。尽量从下向上安装。水平安装时，探头套管需要向上倾斜，这样使气泡可以自动排出，见图3，引压管要低于测量点位置，向上倾斜的角度3°～7°。安装引压管时，也需要向上倾斜，使气泡可以自动排出，避免气泡进入变送器造成的测量误差。

图3　水平管道，水平安装

当德尔塔巴流量计测量气体时。德尔塔巴流量探头中的冷凝水会对测量结果带来很大影响，所以在安装时，必须将冷凝水排回管道，尽量从上向下安装。如果必须水平安装，安装探头套管时，需要向下倾斜，引压管要高于测量点位置，使冷凝水可以自动排出。在这种情况下，差压变送器往往会通过多阀组安装在支架上。探头套管和引压管必须保证向下稍微倾斜。引压管的内径至少应为8mm，长度可以根据需要来确定。

3　双向、多量程、冗余差压变送器的应用

对于探头的特殊运用，如对介质进行两个方向测量、多个变送器热备份运行，或者将大范围的流量自动分成若干量程测量等，德尔塔巴流量计可以配备多个变送器，而且支持分体或者一体化安装。

对双向测量，变送器上的“+”“-”极连接到转换器上进行转换，达到对反向的流量进行计量的目的。

备份测量时，两个变送器并联于探头差压输出端口同时测量，以满足热备份需要。

对于量程自动分程，将具有适用于不同量程的差压变送器并联连接。

4　德尔塔巴流量计的故障现象及排除故障的方法

德尔塔巴流量计是一种高性能低维护的产品，德尔塔巴流量计的传感器应在工艺管道大修时进行定期清洗。清洗的办法很多，例如用气源吹除检测管内积存污秽；用煤油和软丝刷洗净，使各取压孔保持通畅。

在生产现场对德尔塔巴流量计使用和维护时遇到的一些故障现象及排除故障的方法进行了简要的总结。

1)故障现象：测量管道流体流动，变送器无输出

故障可能原因：一次阀或三阀组不正常；变送器的电源连接有错误或变送器参数设置错误；引压管正压侧堵塞等情况均可造成变送器无输出。

故障处理：检查一次阀是否打开和三阀组是否正常；检查变送器的线路连接或重新设置变送器参数；检查引压管正压侧是否堵塞，如果堵塞打开排污阀进行疏通。

2)故障现象：流量偏大或偏小

故障可能原因：引压管负压侧泄漏或引压管正压侧泄漏导致流量偏大或偏小；变送器量程设置不正确；管道尺寸与探头上标注的尺寸不一致，ID偏小流量偏大，ID偏大流量偏小。

故障处理：用肥皂泡检查引压管确定是否泄漏并处理；对着计算书重新设置变送器量程；变更安装位置或更换探头使之一致。

3)故障现象：流量波动大

故障可能原因：直管段太短或脉动流体。

故障处理：当流量显示波动时，可以通过增加变送器的阻尼时间或DCS系统滤波时间解决，一般在2～20s之间选择。

5　结束语

德尔塔巴流量计具有精度高、可靠性好、使用安装方便、维护量小、运行成本低等优点，德尔塔巴流量计压力损失比孔板要小得多，只有孔板的5%～10%；一体化或分体安装自由选择；孔大不易堵。德尔塔巴流量计应用范围广，可测量干气、湿气、液体以及蒸汽等多种介质，不受介电常数限制；可选择管道式及插入式，测量口径从3mm至15000mm，适用于各种口径的方管及圆管。对于高温、腐蚀介质，可采用特殊的探头及管道连接材质。德尔塔巴流量计广泛应用于冶金、电力、石油、化工、新能源等。

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