昌晖流量积算仪流量系数K值计算与参数设置

2018/8/19 15:55:06 人评论 次浏览 分类:二次仪表  文章地址:http://www.textrasoft.com/tech/460.html

SWP-LK流量积算仪以品质、测量精度、高稳定性、软件功能强大、通用性强获得我国各行业用户的广泛认同,现昌晖仪表工程师结合案例与大家分享流量系数K计算和流量积算仪参数设置。

SWP-LK802-02-AAG-HL-2P流量积算仪有24种质量流量计算和标准体积流量(QN)计算公式数学模型程序可供选择,能与各种传感器及输入信号配套,自动进行温度和压力自动补偿。昌晖流量积算仪还内置饱和蒸汽、过热蒸汽密度表,以查表方式对蒸汽流量进行高精度计算。SWP-LK系列流量积算仪参数分为三级,能自动演算流量系数K值,仪表具体操作方法及参数代码含义请参阅《SWP-LK流量积算仪说明书》。香港昌晖自动化结合工程应用案例介绍系数K值计算及流量积算仪参数设置方法。

一、频率输入,流量积算仪流量系数K设置技巧
频率输入无补偿流量积算仪瞬时流量M的单位跟随密度单位相同。
1、介质密度ρ单位为kg/m3,流量计脉冲系数单位为流量传感器频率输出 /L,流量系数K为流量计流量系数,则瞬时流量M单位为Kg/h。
2、介质密度ρ单位为kg/m3,流量计脉冲系数单位为流量传感器频率输出/L,流量系数K为流量计脉冲系数除以1000的商,则瞬时流量M单位为t/h。
3、介质密度ρ单位为kg/m3,流量计脉冲系数单位为流量传感器频率输出/m3,流量系数K为流量计脉冲系数,则瞬时流量M单位为Kg/h。 

输入为频率信号(f)
1、质量流量计算公式:M=(3.6÷K)×ρ×f,公式中:M为瞬时流量;K为流量系数;ρ为介质密度(单位kg/m3);f为流量计频率输出
2、流量积算仪参数设置必须准确
二级参数:b1=2,b2=3,b5=0,d1=0,d2=0,d3=0    一级参数:K,ρ

例1:
涡街流量测量气体流量,频率输出,无补偿。系统有关北京快3APP数据如下:
涡街流量计为频率输出(7.5548流量传感器频率输出/L,数据由涡街流量计标定书上查得);气体密度ρ为0.85kg/m3上下限报警输出(瞬时流量大于500kg/h时上限报警,瞬时流量小于200kg/h时下限报警);对应0-500kg/h量程输出4-20mA电流信号;用户要求瞬时流量显示单位kg/h

流量积算仪选型型号为SWP-LK801-02-F-HL,先设置二级参数,再设置一级参数:
①二级参数设置:
b1=2,b2=3,b3=2,b4=1,b5=0,De=1,Bt=0,c1=2,c2=3,c4=0,c5=0,c6=0,c3=0,FT=0,d1=0,d2=0,d3=0,Pb1=0,KK1=1.0,Pb2=0,KK2=1.0,Pb3=0,KK3=1.0,Pb4=0.2,KK4=1.0,SL=0,SH=500,PA=0.10133,TL=不用设置,TH=不用设置,PL=不用设置,PH=不用设置,CAL=不用设置,CAH=不用设置,CAA=0,DP=3,DCA=不用设置,PV=19,ET=0,AT=0,KE=0
②一级参数设置:
CLK=0,AL1=500,AL2=200,AH1=0,AH2=0,K1=7.5548,K2=不用设置,K3=不用设置,K4=不用设置,A1=不用设置,A2=不用设置,A3=不用设置,ρ=0.85,ρ20=不用设置,DIP=2
说明:例1中的一级二级参数为仪表完整参数,因功能不同会有部分参数不予显示。

例2:涡街流量计测量气体流量,频率输出,无补偿。系统有关北京快3APP数据如下:
涡街流量计频率输出:当频率为1.111KHz时最大流量为450Kg/h;气体密度ρ为0.85Kg/m3上下限报警输出(瞬时流量大于30kg/h时上限报警,瞬时流量小于200kg/h时下限报警);对应0-400kg/h量程输出4-20mA电流信号;用户要求瞬时流量显示单位Kg/h

流量积算仪选型型号为SWP-LK801-02-F-HL,先设置二级参数,再设置一级参数:
①注意统一计量单位
②根据公式计算流量系数K
根据质量流量计算公式:M=(3.6÷K)×ρ×f得出K=(3.6×ρ×f)÷M=[3.6×0.85×(1.111×1000)]÷450=7.5548
③流量积算仪参数设置 
二级参数:
b1=2,b2=3,b3=2,b4=1,b5=0,De=1,Bt=0,c1=2,c2=3,c4=0,c5=0,c6=0,c3=0,FT=0,d1=0,d2=0,d3=0,Pb1=0,KK1=1.0,Pb2=0,
K2=1.0,Pb3=0,KK3=1.0,Pb4=0.2,KK4=1.0,SL=0,SH=400,PA=0.10133,TL=不用设置,TH=不用设置,PL=不用设置,PH=不用设置,CAL=0,
AH=1111,CAA=0,DP=3,DCA=14,PV=19,ET=0,AT=0,KE=0
⑤一级参数:
CLK=0,AL1=430,AL2=200,AH1=0,AH2=0,K1=7.5548,K2=不用设置,K3=不用设置,K4=不用设置,A1=不用设置,A2=不用设置,A3=不用设置,ρ=0.85,ρ20=不用设置,DIP=2
说明:例2中的一级二级参数为仪表完整参数,因功能不同会有部分参数不予显示。 

输入为频率信号(f),温度补偿(T,单位℃)
1、质量流量计算公式:M=(3.6÷K)×(A1+A2×T)×f
公式中:M为瞬时流量;K为流量系数;A1和A2为常数;介质密度为ρ(ρ=A1+A2×T,单位Kg/m3);T为介质工作温度(单位℃);f为流量计频率输出2、流量积算仪核心参数设置必须准确
二级参数设定:b1=2,b2=3,b5=0,d1≠0,d2=0,d3=0  一级参数设定:K,A1,A2 

输入为频率信号(f),压力补偿(P,单位MPa)
1、质量流量计算公式:M=(3.6÷K)×(A1+A2×P)×f
公式中:M为瞬时流量;K为流量系数;A1和A2为常数;介质密度为ρ(ρ=A1+A2×P,单位Kg/m3);P为介质工作压力(单位MPa);f为流量计频率输出2、流量积算仪核心参数设置必须准确
二级参数设定:b1=2,b2=3,b5=0,d1≠0,d2=0,d3=0  一级参数设定:K,A1,A2 

输入为频率信号(f),温度补偿(T,单位℃),压力补偿(P,单位MPa)
1、质量流量计算公式:M=(3.6÷K)×{ρ20×[(T0+20℃)×(P+PA)]÷[P0×(T+T0)]}×f
公式中:M为瞬时流量;K为流量系数;ρ20为标况密度(单位Kg/m3);T0=273.15℃;P为表压(单位MPa);PA为工作点大气压力(单位MPa);P0=0.10133MPa(标准大气压);T为工作温度(单位℃);f为流量计频率输出。
2、流量积算仪核心参数设置必须准确
二级参数设定:b1=2,b2=3,b5=0,d1≠0,d2≠0,d3=0  
一级参数设定:K,ρ20(单位Kg/m3),PA(单位MPa)




二、线性输入,流量积算仪流量系数K值设置技巧
1、密度单位为Kg/m3、流量输入单位为t/h、瞬时流量M单位为t/h时,流量系数K=1
2、密度单位为Kg/m3、流量输入单位为t/h、瞬时流量M单位为kg/h时,流量系数K=1000
3、密度单位为Kg/m3、流量输入单位为m3/h、瞬时流量M单位为kg/h时,流量系数K=1
4、密度单位为Kg/m3、流量输入单位为m3/h、瞬时流量M单位为t/h时,流量系数K=0.001

输入为线性输入(G,单位m3/h),无补偿
1、质量流量计算公式:M=K×ρ×G
公式中:M为瞬时流量;ρ为介质密度(单位Kg/m3);K为流量系数;G为体积流量(单位m3/h)
2、如果流量计为线性质量流量输入(单位t/h),应先将质量流量换算为体积流量,再进行仪表二级参数CAH(必须为体积流量)设置。
3、流量积算仪核心参数设置必须准确
二级参数:二级参数设定:b1=2, b2=0, b5=0, d1=0, d2=0, d3≠0
一级参数:K,ρ(位Kg/m3)
 
例3:涡街流量计测量气体流量,线性输出,无补偿。系统有关北京快3APP数据如下:
涡街流量计为4-20mA输出,量程0-100t/h;气体工况密度ρ为0.928Kg/m3 上下限报警输出(瞬时流量大于80kg/h时上限报警,瞬时流量小于20kg/h时下限报警);对应0-100t/h量程输出4-20mA电流信号;用户要求瞬时流量显示单位t/h

流量积算仪选型型号为SWP-LK801-02-A-HL-P,先设置二级参数,再设置一级参数:
①首先统一单位
②如果用户提供的流量输入为质量流量,应将质量流量换算为体积流量(体积流量=质量流量÷ρ÷K),例2中CAH=100÷0.9281÷1=107.758m3/h
注意:假如本例中用户要求瞬时流量显示单位为Kg/h,则CAH=(100×1000)÷0.9281÷1=107758.62m3/h,那么二级参数中CAH=107758.62,其余不变
③流量积算仪二级参数设置:
b1=2,b2=0,b3=2,b4=1,b5=0,c1=2,c2=3,c3=1,c4=0,c5=0,c6=1,FT=0,d1=0,d2=0,d3=2,Pb1=0,KK1=1,Pb2=0,KK2=1,Pb3=0,KK3=1,Pb4=0.2,KK4=1,SL=0,SH=100,PA=不用设置,TL=不用设置,TH=不用设置,PL=不用设置,PH=不用设置,CAL=不用设置,CAH=107758.62,CAA=0,DP=3,DCA=18,PV=19,ET=0,AT=0,KE=0
一级参数设置:
CLK=0,AL1=80,AL2=20,AH1=0,AH2=0,K1=1,K2=不用设置,K3=不用设置,K4=不用设置,A1=不用设置,A2=不用设置,A3=不用设置,ρ=0.928,ρ20=不用设置,DIP=2

输入为线性输入(G,单位m3/h)、带温度补偿(T,单位℃)
1、质量流量计算公式:M=K×ρ×G=K×(A1+A2×T)×G
公式中:M为瞬时流量;K为流量系数;ρ为介质密度(ρ=A1+A2×T);A1和A2为常数;T为工作温度(单位℃);G为流量计体积流量(单位m3/h)
2、如果流量计为线性质量流量输入(单位t/h),应先将质量流量换算为体积流量,再进行仪表二级参数CAH(CAH必须为体积流量)设置。
3、流量积算仪核心参数设置必须准确
二级参数设定:b1=2,b2=0,b5=0,d1≠0,d2=0,d3≠0 
一级参数设定:K,A1,A2 

例4:电磁流量计测量某液体,线性输出,温度补偿。系统有关北京快3APP数据如下:
涡街流量计为4-20mA输出,量程0-100m3/h;温度补偿信号来自二线制温度变送器(4-20mA,量程程为0-300℃),其工作电源DC24V由流量积算仪提供;上下限报警输出(瞬时流量大于5.0t/h时上限报警,瞬时流量小于2.8t/h时下限报警);对应0-5t/h量程输出4-20mA电流信号;目前已知介质在100℃时密度为48.56Kg/m3;在200℃时密度为51.23Kg/m3用户要求瞬时流量单位t/h

流量积算仪选型型号为SWP-LK802-02-ANA-HL-P,先设置二级参数,再设置一级参数:
①首先统一单位
②计算常数A1和A2
根据密度计算公式:ρ=A1+A2×T,,结合用户提供的已知密度和温度的对应关系解二元一次方程,可以计算出A1=45.89,A2=0.0267
③确认流量积算仪流量系数K值
质量流量计算公式:M=K×ρ×G=K×(A1+A2×T)×G
按以上计算公式计算出300℃时瞬时流量=1×(45.89+0.0267×300)×100=5390Kg/h,因用户要求瞬时流量单位为t/h,流量M还需要除以1000,所以流量积算仪流量系数K值最终为0.001。
④流量积算仪二级参数设置:
b1=2,b2=0,b3=2,b4=1,b5=0,De=1,Bt=2,c1=2,c2=3,c3=3,c4=0,c5=0,c6=1,FT=0,d1=2,d2=0,d3=2,Pb1=0,KK1=1,Pb2=0,KK2=1,Pb3=0,KK3=1,Pb4=0.2,KK4=1,SL=0,SH=5,PA=不用设置,TL=0,TH=300,PL=不用设置,PH=不用设置,CAL=0,CAH=100,CAA=0,DP=3,DCA=18,PV=16,ET=0,AT=0,KE=0
⑤流量积算仪一级参数设定:CLK=0,AL1=5.0,AL2=2.8,AH1=0,AH2=0,K=0.001,K2=不用设置,K3=不用设置,K4=不用设置,A1=45.89,A2=0.0267,A3=不用设置,ρ=不用设置,ρ20=不用设置,DIP=2

输入为线性输入(G,单位m3/h)、带压力补偿(P,单位MPa)
1、质量流量计算公式:M=K×ρ×G=K×(A1+A2×P)×G
公式中:M为瞬时流量;K为流量系数;ρ为介质密度(ρ=A1+A2×P);A1和A2为常数;P为工作压力(单位MPa);G为流量计体积流量(单位m3/h)
2、如果流量计为线性质量流量输入(单位t/h),应先将质量流量换算为体积流量,再进行仪表二级参数CAH(CAH必须为体积流量)设置。
3、流量积算仪核心参数设置必须准确
二级参数设定:b1=2,b2=0,b5=0,d1=0,d2≠0,d3≠0 
一级参数设定:K,A1,A2

输入为线性输入(G,单位m3/h)、带温度补偿(T,单位℃)、带压力补偿(P,单位MPa)
1、质量流量计算公式:M=K×{ρ20×[(T0+20℃)×(P+PA)]÷[P0×(T+T0)]}×G
公式中:M为瞬时流量;K为流量系数;ρ20为标况密度(单位Kg/m3);T0=273.15℃;P为表压(单位MPa);PA为工作点大气压力(单位MPa);P0=0.10133MPa(标准大气压);T为工作温度(单位℃);G为流量计体积流量(单位m3/h)
2、如果流量计为线性质量流量输入(单位t/h),应先将质量流量换算为体积流量,再进行仪表二级参数CAH(CAH必须为体积流量)设置。
3、流量积算仪核心参数设置必须准确
二级参数设定:b1=2, b2=0, b5=0, d1≠0, d2≠0, d3≠0 
一级参数设定:K,ρ20(单位Kg/m3),PA(单位MPa) 
 
例5:电磁流量计测量某液体流量,线性输出,温度补偿。系统有关北京快3APP数据如下:
电磁流量计:4-20mA输出,0-100m3/h(线性)
温度变送器:Pt100,0-300℃
压力变送器:4-20mA输出,0-2.5MPa(表压)
工作点大气压(PA):0.10133MPa
标况密度(ρ20):1.8Kg/m3
上下限报警输出(瞬时流量大于1.8t/h时上限报警,瞬时流量小于1.0t/h时下限报警)
对应0-2.00t/h量程输出4-20mA电流信号
用户要求瞬时流量显示单位为t/h
 
流量积算仪选型型号为SWP-LK802-02-AAG-HL-2P,先设置二级参数,再设置一级参数:
①注意统一计量单位
②根据流量系数K设置技巧设置K值
例4中仪表K=0.001
③流量积算仪二级参数设置
b1=2,b2=3,b3=2,b4=1,b5=0,De=1,Bt=0,c1=2,c2=3,c3=3,c4=0,c5=3,c6=1,c3=0,FT=0,d1=6,d2=2,d3=2,Pb1=0,KK1=1.0,Pb2=0,KK2=1.0,Pb3=0,KK3=1.0,Pb4=0.2,KK4=1.0,SL=0,SH=2.00,PA=0.10133,TL=0,TH=300,PL=0,PH=2.5,CAL=0,CAH=100,CAA=0,DP=3,DCA=18,PV=16,ET=0,AT=0,KE=0
④流量积算仪一级参数设置:
CLK=0,AL1=1.8,AL2=1.0,AH1=0,AH2=0,K1=0.001,K2=不用设置,K3=不用设置,K4=不用设置,A1=不用设置,A2=不用设置,A3=不用设置,ρ=不用设置,ρ20=1.8,DIP=2
说明:例5中的一级二级参数为仪表完整参数,因功能不同会有部分参数不予显示。
 
 

三、差压输入(未开方),流量积算仪流量系数K设置技巧
差压式流量计由标准节流装置差压变送器组成,输出信号通常为4-20mA,多数用户会选择不带开方运算的差压变送器(带开方运算输出的差压变送器精度会有所降低)。在我国经常使用的差压式流量计有毕托巴流量计、孔板流量计、V锥流量计、阿牛巴流量计、威迪巴流量计、钻石巴流量计、德尔塔巴流量计、多孔平衡流量计等,昌晖流量计积算仪SWP-LK系列与这些差压流量计配套使用时,可参考以下案例设置流量系数K值和仪表参数。

 
输入为差压输入(△P,未开方,单位MPa)
1、质量流量计算公式:
M=K×(ρ×△P)^0.5 
K=3.998589×α×ε×d^2         (公式中流量M单位为kg/h,△P单位为MPa)
K=0.1264×α×ε×d^2             (公式中流量M单位为kg/h,△P单位为kPa)
K=0.003998595×α×ε×d^2    (公式中流量M单位为kg/h,△P单位为Pa)
公式中:M为瞬时流量(单位kg/h);K为流量系数;ρ为介质密度(单位Kg/m3);△P为变送器差压差压(指差压变送器4-20mA输出对应的量程,单位可以为MPa、kPa或mmH2O);α为节流装置流量系数;ε为节流装置膨胀系数;d为节流装置工况下节流件开孔(单位mm)。
2、流量系数K可以根据以上标准公式计算得出,也可以根据相应的质量流量计算公式求。
3、流量积算仪核心参数设置必须准确
二级参数设定:b1=2,b2=1,b5=0,d1=0,d2=0,d3≠0
一级参数设定:K,ρ(单位Kg/m3)
  
例6:孔板测量锅炉给水流量,无补偿。系统有关北京快3APP数据如下:
流量信号来自差压变送器4-20mA输出,差压变送器量程0-100kPa;带上下限报警(流量高于10t/h上限报警,流量低于4t/h下限报警);对应0-12t/h量程输出4-20mA电流信号;孔板计算书提供以下信息:孔板刻度流量(差压△Pmax时)为12.00t/h;软水工况密度ρ为957.6992kg/m3;孔板膨胀系数ε=1.000000;孔板流量系数α=0.618517;孔板20℃开孔d=22.235mm
 
流量积算仪选型型号为SWP-LK801-02-A-HL-P,先设置二级参数,再设置一级参数:
①首先统一单位,再计算流量系数K
A、根据相应的质量流量计算公式求出仪表流量系数K
K=M÷(ρ×△P)^0.5   
M为瞬时流量(单位kg/h);K为流量系数;ρ为介质密度(单位Kg/m3);△P为变送器差压差压(单位MPa)
例6中要求瞬时流量单位为t/h时,K=K=M÷(ρ×△P)^0.5=12÷(0.1×957.6992)^0.5=12÷9.7862107=1.226257;
假如本例中瞬时流量单位要求为kg/h,则K=M÷(ρ×△P)^0.5=12×1000÷(0.1×957.6992)^0.5=1226.257
B、根据孔板参数计算流量系数K
M=K×(ρ×△P)^0.5=3.998589×α×ε×d^2×(ρ×△P)^0.5 
其中K=3.998589×α×ε×d^2(公式中流量M单位为kg/h,△P单位为MPa,密度ρ单位为kg/m3)
K=3.998589×0.618517×1×22.267×22.267÷1000=1.226257

②流量积算仪需要设置参数:
二级参数:b1=2,b2=1,b3=2,b4=1,b5=0,De=1,Bt=2,c1=2,c2=3,c3=2,c4=不用设置,c5=不用设置,c6=2,FT=0,d1=0,d2=0,d3=2,Pb1=0,KK1=1.0,Pb2=0,KK2=1.0,Pb3=0,KK3=1.0,Pb4=0.2,KK4=1,SL=0,SH=12,PA=不用设置,TL=不用设置,TH=不用设置,PL=不用设置,PH=不用设置,CAL=0,CAH=100,CAA=0,DP=不用设置,DCA=2,PV=16,ET=0,AT=0,KE=0
一级参数:CLK=0,AL1=10,AL2=4,AH1=0,AH2=0,K1=1.226257,K2=不用设置,K3=不用设置,K4=不用设置,A1=不用设置,A2=不用设置,A3=不用设置,ρ=957.6992,ρ20=不用设置,DIP=2
 
输入为差压输入(△P,未开方),温度补偿(T,单位℃)
1、质量流量计算公式:M=K×[(A1+A2×T)×△P]^0.5 
公式中:M为瞬时流量(单位kg/h);K为流量系数;A1和A2为常数;T为工作温度(单位℃);;△P为变送器差压差压值(单位MPa)。
说明:流量积算仪流量系数K可以根据以上标准公式计算得出,也可以根据相应的质量流量计算公式求出。
2、流量积算仪参数设置必须准确
二级参数设定:b1=2,b2=1,b5=0,d1≠0,d2=0,d3≠0
一级参数设定:K,A1,A2 
 
输入为差压输入(△P,未开方),压力补偿(P,单位为MPa)
1、质量流量计算公式:M=K×[(A1+A2×P)×△P]^0.5 
公式中:M为瞬时流量(单位kg/h);K为流量系数;A1和A2为常数;P为工作压力(单位MPa);△P为变送器差压差压值(单位MPa)。
说明:流量积算仪流量系数K可以根据以上标准公式计算得出,也可以根据相应的质量流量计算公式求出仪表流量系数K=M÷[(A1+A2×T)×△P]^0.5。
2、流量积算仪参数设置必须准确
二级参数设定:b1=2,b2=1,b5=0,d1=0,d2≠0,d3≠0
一级参数设定:K,A1,A2 
 
输入为差压输入(△P,未开方),温度补偿(T,单位℃),压力补偿(P,单位为MPa)
1、质量流量计算公式:M=K×{ρ20×[(T0+20℃)×(P+PA)]÷[P0×(T+T0)]×△P}^0.5 
                    K=M÷{ρ20×[(T0+20℃)×(P+PA)]÷[P0×(T+T0)]×△P}^0.5 
公式中:M为瞬时流量;K为流量系数;ρ20为标况密度(单位Kg/m3);T0=273.15℃;P为表压(单位MPa);PA为工作点大气压力(单位MPa);P0=0.10133MPa(标准大气压);T为工作温度(单位℃);△P为变送器差压差压值(单位MPa)
说明:流量积算仪流量系数K可以根据以上标准公式计算得出,也可以根据相应的质量流量计算公式求出仪表流量系数K=M÷[(A1+A2×T)×△P]^0.5。
2、流量积算仪参数设置必须准确
二级参数设定:b1=2,b2=1,b5=0,d1≠0,d2≠0,d3≠0
一级参数设定:K,ρ20(单位Kg/m3),PA(单位MPa)
  
例7:孔板测量某气体流量,差压输入,带温度和压力补偿。系统北京快3APP指标如下
差压变送器:4-20mA,量程0-80kPa(未开方)
压力变送器:1-5V,量程0-4MPa(表压)
温度变送器:4-20mA,量程0-500℃
工作点大气压力(PA):0.08MPa
标况密度:ρ20=2Kg/m3
当压力P=3MPa、温度T=300℃时,最大流量G=100m3/h
要求流量小于5m3/h时流量不累计
瞬时流量单位为Kg/h
 
流量积算仪选型型号为SWP-LK802-02-AAA-HL-2P,先设置二级参数,再设置一级参数

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