Расходомеры на базе ОНТ Annubar Метран-350

Расходомеры на базе ОНТ Annubar

Метран-350


Расходомеры на базе ОНТ Annubar Метран-350


Метран-350

  • измеряемые среды: жидкость, газ, пар
  • температура измеряемой среды: -40...400°с - интегральный монтаж датчика, -184...677°с - удаленный монтаж датчика
  • избыточное давление в трубопроводе до 25 МПа
  • Условный проход Dy 50...2400
  • Пределы измерений расхода рассчитываются для конкретного техпроцесса
  • Динамический диапазон 8:1, 14:1
  • Пределы основной относительной погрешности измерений расхода до ±0,8%
  • Выходной сигнал 4-20 мА/HART, Foundation Fielbus, WirelessHART
  • Наличие взрывозащищенного исполнения
  • Межповерочный интервал - 4 года
  • Внесены в Госреестр средств измерений

Расходомеры на базе осредняющей напорной трубки Annubar предназначены для измерения расхода жидкости, газа, пара в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности, а также в системах технологического и коммерческого учета.

Основные преимущества:

  • интегральная конструкция расходомера исключает потребность в импульсных линиях и дополнительных устройствах, сокращается количество потенциальных мест утечек среды;
  • низкие безвозвратные потери давления в трубопроводе сокращают затраты на электроэнергию;
  • многопараметрические преобразователи 3051SMV и 3095 в составе расходомеров обеспечивают вычисление мгновенногомассового расходажидкости, пара, газа, или объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям;
  • установка расходомера экономична и менее трудоемка по сравнению с установкой измерительного комплекса на базе стандартной диафрагмы;
  • возможность установки расходомера без остановки техпроцесса благодаря конструкции Flo-Tap.

 

Расходомеры на базе ОНТ Annubar Метран-350

устройство и ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Принцип действия расходомеров основан на измерении расхода среды (жидкости, газа, пара) методом переменного перепада давления с использованием осредняющей напорной трубки (далее ОНТ) Annubar.

ОНТ Annubar 485 (рис.1) представляет собой погружную конструкцию, использующую в основе профиль T-образной формы. Такая конструкция применяется для измерения расхода в трубопроводах Dу от 50 до 2400 мм.

Annubar 485 устанавливается фронтальной частью навстречу потоку, пересекая его по всему сечению. В центре фронтальной поверхности профиля, по всей его длине симметрично относительно центра оси трубопровода располагаютcя щелевидные пазы, осредняющие скорость потока измеряемой среды и воспринимающие давление торможения, которое передается в "плюсовую" камеру Р1. Благодаря замене точечных отверстий щелевидными пазами, осреднение скорости стало более полным и точным, а сама ОНТ меньше засоряется.

Фронтальная часть профиля T-образной формы широкая и плоская, поэтому точка отрыва потока более стабильна (значит, стабильнее сигнал перепада давления), а зона повышенного давления перед профилем более обширна. В результате, сигнал давления, передаваемый камерой р1 на измерительную мембрану датчика, на T-образном профиле выше, чем на других формах профилей при том же расходе.

По всей длине Annubar 485 с тыльной стороны профиля расположены отверстия, воспринимающие давление разрежения, которое передается в "минусовую" камеру Р2.

Разность давлений Р1 и Р2 является перепадом давления АР = Р1-Р2 пропорциональным расходу.

В конструкции Annubar 485 предусмотрена гильза для установки термопреобразователя ТСП Pt 100, что обеспечивает измерение температуры процесса без дополнительной врезки в трубопровод.

расходомеры на базе датчика 3051S применяются для измерений объемного расхода в рабочих условиях.

Многопараметрический преобразователь в

составе расходомеров обеспечивает:

  • измерения трех переменных процесса: перепад давления, абсолютное давление и температура (при помощи дополнительного термопреобразователя сопротивления типа ТСП 100 (Pt 100);
  • вычисление мгновенного массового расхода жидкости, пара, газа или объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям по ГОСТ 2939-63 (СУ: 20°С; 101,325 кПа);
  • вычисление количества измеряемой среды (функция счетчика).

Модели расходомеров на базе оНт Annubar

Таблица 1

Модель

расходомера

Составляющие расходомера

ОНТ Annubar 485

Встроенный ТСП Pt100

Модель преобразователя давления

   

3095MV

3051S

3051SMV

           
 

Метра^М 350

+

-

-

+

-


Все расходомеры имеют встроенную систему самодиагностики.

основные технические характеристики

В зависимости от свойств измеряемой среды, параметров технологического процесса и диаметра трубопровода расходомеры 
на базе ОНТ Annubar могут измерять расход от нескольких л/ч (кг/ч) до тысяч м3/ч (т/ч).

Расчет модели расходомера, с учетом данных техпроцесса и требований Заказчика, производится в специализированной 
программе Toolkit (Rosemount) согласно информации опросного листа.

Внимание! При заполнении опросного листа важно точно измерить и указать внутренний диаметр и толщину стенки 
трубопровода.

• Перечень измеряемых сред (может быть уточнен при согласовании заказа).

Таблица 2

1,1,2,2-тетрафлуороэтан

1-додеканол

n-бутуронитрил

Ацетонитрил

Закись азота

1,1,2-трихлорэтан

1-додецен

n-гексан

Бензальдегид

Изобутан

1,2,4-трихлорбензол

1-нонанал

n-гептадекан

Бензиловый спирт

Изобутилбензол

1,2-бутадиен

1-октанол

n-гептан

Бензол

Изопентан

1,3,5-трихлорбензол

1-октен

n-декан

Бифенил

Изопрен

1,3-бутадиен

1-пентадеканол

n-додекан n-октан

Винил ацетат

Изопропанол

1,4-гексадиен

1-пентанол

n-пентан

Винил хлорид

Метан

1,4-диоксан

1-пентен

Азот

Винил циклогексан

Метанол

1-бутен

1-ундеканол

Азотная кислота

Вода

Метил акрилат

1-гексадеканол

2,2-диметилбутан

Акрилонитрил

Водород

Метил виниловый эфир

1-гексен

2-метил-1-пентен

Аллиловый спирт

Воздух

Метил этил кетон

1-гептан

m-дихлорбензол

Аммоний

Гелий-4

Моноокись углерода

1-гептанол

m-хлоронитро-бензол

Аргон

Гидразин

Неон

1-деканал

n-бутан

Ацетилен

Двуокись серы

Неопентан

1-деканол

n-бутанол

Ацетон

Двуокись углерода

Нитробензол

1-децен

n-бутуральдегид

  

Дивиниловый эфир

Нитрометан


 

Примечания:

  1. Диапазоны измерений расходов приведены для воды при температуре 20°С, давлении 100 кПа; воздуха при температуре 20°С, давлении 100 кПа; пара при температуре 110°С, давлении 100 кПа.
  2. Диапазоны измерений расходов для других сред могут отличаться от приведенных данных в зависимости от плотности, температуры и давления конкретной среды.
  3. Диапазоны измерений расходов для конкретной модели расходомера и условий эксплуатации рассчитываются заводом- изготовителем в соответствии с данными опросного листа.

  • Выходные сигналы расходомеров

Для расходомеров на базе датчика 3051S:

  • выходной сигнал 4-20 мА соответствует текущему значению перепада давления или мгновенному объемному расходу в рабочих условиях;
  • сигнал по HART передает текущее значение перепада давлений или мгновенного объемного расхода в рабочих условиях;
  • возможна передача сигнала по беспроводному протоколу WirelessHART.

Для расходомеров на базе многопараметрического преобразователя 3051SMV:

  • выходной сигнал 4-20 мА соответствует одному из измеряемых параметров: перепаду давления, абсолютному давлению, температуре измеряемой среды, мгновенному массовому расходу жидкости, пара, газа, объемному расходу газа, приведенному к стандартным условиям, расходу тепловой энергии;
  • сигнал HART передает текущие значения измеряемых перепада давления, абсолютного давления, температуры измеряемой среды, мгновенного массового расхода жидкости, пара, газа или объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям, расход тепловой энергии и количества измеряемой среды;
  • возможна передача всех переменных по беспроводному протоколу WirelessHART через THUM-адаптер Rosemount 775 (подробнее см. раздел "THUM-адаптер Rosemount 775").

Для расходомеров на базе многопараметрического преобразователя 3095MV:

  • сигнал FoundationFieldbus передает текущие значения измеряемых перепада давления, абсолютного давления, температуры измеряемой среды, мгновенного массового расхода жидкости, пара, газа или объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям, количества измеряемой среды.

Встроенный или удаленный Жк-индикатор

  • Пределы основной относительной погрешности измерения расхода приведены в табл.4 .Точная величина погрешности измерения массового или объемного расхода рассчитывается для каждого применения отдельно и зависит от свойств измеряемой среды и условий эксплуатации.

Таблица 4


Обозначение

расходомера

Измеряемая среда

Массовый расход, кг/ч

Объемный расход, м3/ч

Fmin

Fmax

Qmin

Qmax

Rosemount 3051SFA Rosemount 3095MFA

Жидкость (вода)

80,0

49137000,0

0,08

49137,0

Газ (воздух)

-

-

4,2

20853600,0

Пар

5,22

11525000,0

-

  

Метран-350-SFA

Жидкость (вода)

-

-

0,08

49137,0

Газ (воздух)

-

-

4,2

20853600,0

Пар

5,22

11525000,0

-

-



Таблица 3


• Диапазоны измерений массового и объемного расхода для жидкости (воды), газа (воздуха) и пара должны соответствовать 
приведенным в табл.3.


Нитроэтан

Пропан

Флуорен

Циклогептан

Этиламин

Окись этилена

Пропилен

Фуран

Циклопентан

Этилбензол

Окись азота

Сернистый водород

Хлорин

Циклопентин

Этилен

Пентафлуороэтан

Стирен

Хлористый водород

Циклопропан

Этилен гликольэтилен

Перекись водорода

Толуол

Хлоротрифлуороэтилен

Четыреххлористый

  

Пирен

Трихлорэтилен

Хлорпрен

углерод

  

Природный газ

Уксусная кислота

Цианид водорода

Этан

  

Пропадиен

Фенол

Циклогексан

Этанол

  


Продолжение таблицы 2


117


Расходомеры на базе ОНТ Annubar Метран-350


  • Выходные сигналы расходомеров

Для расходомеров на базе датчика 3051S:

  • выходной сигнал 4-20 мА соответствует текущему значению перепада давления или мгновенному объемному расходу в рабочих условиях;
  • сигнал по HART передает текущее значение перепада давлений или мгновенного объемного расхода в рабочих условиях;
  • возможна передача сигнала по беспроводному протоколу WirelessHART.

Для расходомеров на базе многопараметрического преобразователя 3051SMV:

  • выходной сигнал 4-20 мА соответствует одному из измеряемых параметров: перепаду давления, абсолютному давлению, температуре измеряемой среды, мгновенному массовому расходу жидкости, пара, газа, объемному расходу газа, приведенному к стандартным условиям, расходу тепловой энергии;
  • сигнал HART передает текущие значения измеряемых перепада давления, абсолютного давления, температуры измеряемой среды, мгновенного массового расхода жидкости, пара, газа или объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям, расход тепловой энергии и количества измеряемой среды;
  • возможна передача всех переменных по беспроводному протоколу WirelessHART через THUM-адаптер Rosemount 775 (подробнее см. раздел "THUM-адаптер Rosemount 775").

Для расходомеров на базе многопараметрического преобразователя 3095MV:

  • сигнал FoundationFieldbus передает текущие значения измеряемых перепада давления, абсолютного давления, температуры измеряемой среды, мгновенного массового расхода жидкости, пара, газа или объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям, количества измеряемой среды.

Встроенный или удаленный Жк-индикатор

  • Пределы основной относительной погрешности измерения расхода приведены в табл.4 .Точная величина погрешности измерения массового или объемного расхода рассчитывается для каждого применения отдельно и зависит от свойств измеряемой среды и условий эксплуатации.

Таблица 4

Модель расходомера

Тип расходомера

Пределы основной относительной погрешности по исполнениям преобразователя

Classic (диапазон 8:1)

Ultra (диапазон 8:1)

Ultra for Flow (диапазон 14:1)

Rosemount 3051SFA

MV

±(1,15-3,0)%

-

±(0,80-3,0)%

D

±(1,4-3,0)%

±(0,95-3,0)%

±(0,80-3,0)%

Rosemount 3095

MV

±(1,4-3,0)%

-

±(0,95-3,0)%

Метран-350

D

±(1,4-3,0)%

±(0,95-3,0)%

±(0,80-3,0)%


 

 

  • Время включения

Заявленные параметры аналогового и цифрового сигналов обеспечиваются через 2 с после включения питания - для расходомеров на базе датчика 3051S и через 7-10 с (для сигнала расхода через 10-14 с) - для расходомеров базе преобразователя 3095MV.

  • Время демпфирования:

Время реакции аналогового выходного сигнала на ступенчатое изменение входного сигнала устанавливается пользователем:

  • от 0 до 60 с (для расходомеров на базе датчика 3051S);
  • от 0 до 29 с (для расходомеров на базе многопараметри-ческого преобразователя 3095MV).

Запрограммированное значение демпфирования добавляется к времени отклика модуля сенсора.

  • Электропитание

От внешнего источника постоянного тока.

Для расходомеров на базе многопараметрического преобразователя 3095MV: напряжение на клеммах должно быть в пределах 9,0-32,0 В постоянного тока.

Для расходомеров на базе датчиков 3051S: напряжение питания 10,5...42,4 В без внешней нагрузки (при передаче сигнала по 4-20 мА) или с Rн > 250 Ом (при передаче сигнала по HART-протоколу).

Для расходомеров на базе датчиков 3051S с опцией DA и преобразователей 3051SMV: напряжение питания 12...42,4 В c минимальным сопротивлением контура питания Rн > 250 Ом. Максимальное сопротивление нагрузки определяется уровнем напряжения внешнего источника питания и не должно выходить за пределы рабочей зоны, приведенной на рис.2, 3. Для обеспечения передачи данных по протоколу HART минимальное сопротивление контура должно быть не менее 250 Ом.


Расходомеры на базе ОНТ Annubar Метран-350


  • Время демпфирования:

Время реакции аналогового выходного сигнала на ступенчатое изменение входного сигнала устанавливается пользователем:

  • от 0 до 60 с (для расходомеров на базе датчика 3051S);
  • от 0 до 29 с (для расходомеров на базе многопараметри-ческого преобразователя 3095MV).

Запрограммированное значение демпфирования добавляется к времени отклика модуля сенсора.

  • Электропитание

От внешнего источника постоянного тока.

Для расходомеров на базе многопараметрического преобразователя 3095MV: напряжение на клеммах должно быть в пределах 9,0-32,0 В постоянного тока.

Для расходомеров на базе датчиков 3051S: напряжение питания 10,5...42,4 В без внешней нагрузки (при передаче сигнала по 4-20 мА) или с Rн > 250 Ом (при передаче сигнала по HART-протоколу).

Для расходомеров на базе датчиков 3051S с опцией DA и преобразователей 3051SMV: напряжение питания 12...42,4 В c минимальным сопротивлением контура питания Rн > 250 Ом. Максимальное сопротивление нагрузки определяется уровнем напряжения внешнего источника питания и не должно выходить за пределы рабочей зоны, приведенной на рис.2, 3. Для обеспечения передачи данных по протоколу HART минимальное сопротивление контура должно быть не менее 250 Ом.

Потребляемая мощность не более 1,1 Вт.

Датчик 3051S Датчик 3051S c опцией DA

и преобразователь 3051SMV


Напряжение, U, В, не более 7,8

Ток, I, мА, не более 106,25

Мощность, Р, Вт, не более 0,829

Номинальный ток предохранителя, мА 62,5


Выходные электрические параметры модуля питания:



От автономного модуля питания 701PBKKF Black

Power:

  • маркировка взрывозащиты модуля питания 0ExiaIICT,T5 (особовзрывобезопасный);
  • представляет собой элемент питания с рабочим напряжением 7,2 В. Содержит две литий-тионилхлоридные батареи с напряжением 3,6 В каждая, установленные в один из отсеков собственного герметичного корпуса. Во второй отсек устанавливаются токоограничительный резистор и предохранитель, залитые компаундом;
  • модуль питания не перезаряжается.

Датчик 3051S Датчик 3051S c опцией DA

и преобразователь 3051SMV

Рабочая

область

Рабочая

область

10,5 20 30 42,4

Напряжение питания, U,В

12,0 20 30 42,4

Напряжение питания, U,В

взрывозащищенное исполнение

Вид взрывозащиты "взрывонепроницаемая оболочка" с маркировкой по взрывозащите 1 ExdMCT5/T6.

Вид взрывозащиты "искробезопасная электрическая цепь" - с маркировкой по взрывозащите 0ExiaMCT4/T5; ТСП Pt100, входящие в состав расходомеров, выпускаются с маркировкой взрывозащиты ExdMCT6X.

условия эксплуатации

Температура окружающего воздуха :

  • от -40 до 85°С (без ЖК-индикатора);
  • от -51 до 85°С (опция);
  • от -20 до 80°С со встроенным ЖК-индикатором;

Относительная влажность воздуха до 100%. степень защиты от воздействия пыли и влаги IP 66, IP 68.

 

 

Расходомеры на базе ОНТ Annubar Метран-350

119

МОНТАЖ РАСХОДОМЕРОВ

Расходомеры интегральной конструкции (монтаж датчика непосредственно на ОНТ Annubar) не требуют соединения импульсными линиями и другой арматуры. На рис.10-14 приведены варианты интегрального монтажа расходомеров.

В общем случае монтаж расходомера включает четыре этапа (рис.5):

  1. В месте установки в стенке трубопровода сверлится отверстие.
  2. Приваривается соединительная бобышка (материал бобышки соответствует материалу трубопровода).
  3. Расходомер с бобышкой стягивается шпильками и болтами.
  4. Расходомер подключается к блоку питания и ПК (при необходимости).

Диаметр отверстия

Таблица 5

Типоразмер OHT

Диаметр отверстия, мм

1

19+1

2

34+1

3

64+1


рис.4. Монтаж расходомера на базе оНт Annubar.

типы монтажа

Таблица 6

ОНТ

Annubar

Код

монтажа

Тип монтажа ОНТ Annubar 485

Рис.

485

p

Резьбовой (Pak-Lok)

9

L

Фланцевый (Flange-Lok)

10

485

F

Фланцевый с поддержкой с противоположной стороны (Flanged)

11

485

M

С конструкцией для монтажа- демонтажа без остановки процесса (Flo-Tap), с передачей "винт-гайка"

12

G

С конструкцией для монтажа- демонтажа без остановки потока (Flo-Tap), с червячной передачей

13


Существует возможность монтажа расходомера на базе оНт Annubar без остановки техпроцесса (рис.5): в месте установки приваривается бобышка с фланцем, к нему присоединяется отсечной вентиль. После чего просверливается отверстие при помощи специального устройства для сверления под давлением. Устанавливается конструкция Flo-Tap. После сборки расходомер готов к работе.

рис.5. конструкция расходомера Flo-Tap, 
монтаж/демонтаж без остановки процесса.

Имеется возможность удаленного монтажа датчиков в случае, если по условиям технологического процесса они не могут быть установлены вместе с Annubar (рис.14-17).

рекомендации по установке расходомеров

При монтаже расходомера для измерений расхода жидкости необходимо, чтобы боковой дренажный/ вентиляционный клапан был расположен отверстием вверх для выхода газа; при измерении расхода воздуха или газа - отверстием вниз для дренажа накапливающегося конденсата.

При установке на горизонтальном трубопроводе монтаж следует проводить согласно рис.6.

Для газа

Для жидкости и пара

30°~30°у30° 'W

Рекомендуемый

I сектор расположения

45°

45°

Рекомендуемый 
сектор расположения

Для пара с

температурой до 205°С

45°

45"

рис.6. рекомендуемое расположение расходомера при монтаже на горизонтальном трубопроводе.

 

 

120

Расходомеры на базе ОНТ Annubar Метран-350

При установке на вертикальном трубопроводе расходомер может быть установлен в любое положение при условии, что клапаны для вентиляции и дренажа будут ориентированы правильно. Установка на вертикальном трубопроводе требует более частой вентиляции или дренажа жидкости и, в зависимости от измеряемой среды, приведена на рис.7.

Газ

Рис.7. Рекомендуемое расположение расходомера при эксплуатации на вертикальном трубопроводе.

Кроме того, предъявляются требования к ориентации оНт Annubar относительно трубопровода (рис.8).

рис.8. Допускаемые отклонения ориентации оНт Annubar при монтаже.

 

Расходомеры на базе ОНТ Annubar Метран-350

Длины прямолинейных участков трубопровода

При монтаже расходомера на ОНТ Annubar предъявляются требования к длине прямолинейных участков до и после расходомера. Длина прямолинейного участка может быть значительно уменьшена при установке перед расходомером струевыпрямителя.

Таблица 7

Номер

строки

Схема трубопровода

Без струевыпрямителя

в плоскости 
рисунка

вне плоскости 
рисунка

Со струевыпрямителем

А'

C, C'

В

8Dу

10Ру -

- 8Dу

4Dу

4Ду

11Ру

16Ру -

- 8Dу

4Dу

4Dу

23Dу

28Dу -

- 8Dу

4Dу

4Dу

0

12Dу

8Dу

 

—►

  

А

В


РЛ

5ИСГ

©

   

1

. С

С’ .

В

А’


 

РЛ

4Dу

4Dу

18Dу

8Dу

4Dу

4Dу

30Dу

8Dу

4Dу

4Dу

2

3

4

5

6

Примечания:

  1. Допускается монтаж на вертикальном или наклонном трубопроводе при условии, что вся проточная часть полностью заполнена измеряемой средой.
  2. Для местных сопротивлений в виде запорных, шаровых, пробковых и других дроссельных клапанов значения наименьших длин прямолинейных участков трубопровода приведены в строке 6 (полуоткрытое состояние клапанов) и в строке 5 (открытое состояние клапанов).
  3. Для местного сопротивления в виде регулирующего клапана, расположенного перед ОНТ Annubar, значения наименьшей длины прямолинейного участка трубопровода приведены в строке 6.
  4. При наличии дополнительного сопротивления на расстоянии менее 10Dy от местных сопротивлений указанных в таблице длину прямолинейного участка до расходомера необходимо уточнять в представительстве компании Emerson Process Management.
Расходомеры на базе ОНТ Annubar Метран-350