Deltatop DP61D

摘要

Deltatop DP61D、DP62D、DP63D：差压流量测量系统

本文档介绍了 Deltatop DP61D、DP62D 和 DP63D，这是一套采用皮托管和 Deltabar 差压变送器的通用测量系统，适用于蒸汽、气体和液体。

应用

Deltatop 系统专为气体、蒸汽和液体的流量测量而设计，适用范围包括：

• 公称直径 DN 40 至 DN 12000
• 介质温度 -200 °C (-328 °F) 至 1000 °C (1830 °F)
• 压力最高 420 bar (6300 psi)
• 符合 DGRL 97/23/EC 标准
• 采用符合 NACE 标准的材料
• 防爆区域认证：ATEX、FM、CSA
• 支持 SIL 考量
• 可连接至常用过程控制系统：Profibus、HART、Foundation Fieldbus

主要特性和优势

• 可配置版本： 提供紧凑型（降低安装成本）和分体远程型（适用于苛刻过程工况）两种版本。
• 优化设计： 旨在实现最小压力损失和高精度。
• 预调变送器： Deltabar 差压变送器出厂前已完成预调。
• 灵活显示： 可配置显示流量、差压或 0...100%。
• 双向测量： 适用于双向流量测量。
• 坚固结构： 无活动部件。

测量原理

该系统测量皮托管产生的差压 (Δp)。皮托管前端测量静压加动压，后端仅测量静压。该 Δp 与流量的平方 (Q) 成正比。与其他一次流量元件相比，皮托管引入的永久压力损失极小。

流量计算

系统支持以下计算：

• 标准状态下气体的体积流量
• 工作状态下气体的体积流量
• 气体和蒸汽的质量流量
• 液体的质量流量
• 液体的体积流量

流量 (Q) 与差压 (Δp) 之间的关系由以下方程描述： $Q = k \cdot A \cdot \sqrt{\frac{\Delta p}{\rho}}$

其中：

• $Q$ 为流量
• $k$ 为皮托管的 k 系数
• $A$ 为管道横截面积
• $\Delta p$ 为差压
• $\rho$ 为介质密度

对于气体，提供了等熵指数 ($\kappa$)：单原子气体为 1.66，双原子气体为 1.4，三原子气体为 1.3。

选型与优化

• k 系数： 每个皮托管的 k 系数均通过标定确定和验证，随设备提供。
• 选型工具： 可使用 Endress+Hauser 的 "Applicator" 软件进行选择和尺寸计算，计算差压、压力损失、测量不确定度、k 系数、所需上下游直管段长度及其他参数。
• 选型表： 必须填写“选型表 - 数据表”并附在订单中，以确保最佳配置。

温度和压力补偿

为进行精确的流量计算，尤其是对于气体和蒸汽，可能需要进行温度和压力补偿。可通过以下方式执行：

• Endress+Hauser Energy Manager RMS621 或 Flow and Energy Manager RMC621。
• PLC，需要用户编程。

可能需要额外的绝压探头（安装在皮托管上游）和温度探头（安装在下游，最小距离 3D）。Deltatop DP62D 和 DP63D 型号提供集成的 Pt100 温度探头。

补偿计算使用以下公式：

对于质量流量（或标准状态下的体积流量）： $Q_{m} = Q_{m1} \cdot \sqrt{\frac{\rho_1}{\rho_2}} = Q_{m1} \cdot \sqrt{\frac{P_1 T_1 Z_1}{P_2 T_2 Z_2}}$

对于体积流量： $Q_{v} = Q_{v1} \cdot \sqrt{\frac{\rho_1}{\rho_2}} = Q_{v1} \cdot \sqrt{\frac{P_1 T_1 Z_1}{P_2 T_2 Z_2}}$

其中下标 1 指计算表中的工况，下标 2 指实际测量的工况。$P$ 是绝对压力，$T$ 是绝对温度 (K)，$Z$ 是压缩因子。

分程测量

为增加测量动态范围（通常为 6:1 至 12:1），可将多个不同量程的差压变送器同时连接到评估单元，如 RMS621 或 RMC621。

安装位置

根据介质和管道方向，系统可采用多种配置安装：

• 液体： 变送器安装在管道下方；引压管向过程连接方向倾斜，坡度至少 1:15。
• 气体： 变送器安装在管道上方；引压管向过程连接方向倾斜，坡度至少 15:1。
• 蒸汽： 需要冷凝罐，安装在同一水平面上，位于变送器下方。引压管倾斜坡度至少 1:15。可使用五阀组简化管路。

版本

• 紧凑型版本： 皮托管、阀组和变送器已预组装。
• 分体远程型版本： 组件分别交付，用于现场安装，推荐用于高温或空间受限的场合。

安装与过程条件

• 上下游直管段长度： 皮托管上下游需要最小直管段长度，以确保流动均匀性。这些长度取决于管道直径 (D) 和障碍物类型（例如弯头、阀门）。具体要求请参见第 14 页的表格。
• 均匀性： 流体必须均匀，管道必须始终保持满管状态。
• 温度和压力波动： 应避免显著波动。可能需要进行补偿。
• 雷诺数： 需要湍流，可靠测量的最小雷诺数为 Re ≥ 3150。

材料温度限值

提供了结构中使用的各种材料的温度限值，包括钢、耐热钢、不锈钢、双相钢、蒙乃尔合金、哈氏合金以及塑料（PVC、PP、PE、PVDF、PTFE）。这些数值为指导值，必须根据压力和介质进行核查。

压力-温度曲线

提供了根据以下标准法兰的压力-温度曲线：

• EN1092-1:2001 (PN100, PN63, PN40, PN25, PN16, PN10)
• ANSI B16.5-2003 (Cl. 2500, 1500, 900, 600, 300, 150)

这些曲线说明了不同温度下各种材料的允许工作压力。

机械结构

• 探头轮廓/长度： 可用探头长度因型号而异：
  • DP61D：40 ... 140 mm (1.6 ... 5.5")
  • DP62D：95 ... 2100 mm (3.8 ... 82")
  • DP63D：300 ... 4000 mm (12 ... 157")
• 末端支撑： 探头长度超过 750 mm 时需要，较短的探头可选。
• 尺寸： 提供了紧凑型和分体远程型版本的详细尺寸。
• 重量： 列出了不同配置（远程/紧凑、卡套/法兰）的重量。还指定了每毫米探头长度的附加重量以及末端支撑的重量。
• 过程连接： 选项包括卡套、法兰（EN/ANSI）以及用于在线更换皮托管的 Flowtap 版本。压力等级范围从 PN6 到 PN250 / Cl.150 到 Cl.1500。
• 安装喷嘴延长段： 长度从 50 mm 到 130 mm 及更长，主要用于带保温层的管道。
• 差压连接： 引压管有多种连接选项，包括焊接连接、G½ DIN 19207、NPT、Ermeto 12S 卡套和法兰，并注明了特定类型对蒸汽的适用性。

集成温度传感器

• DP62D 和 DP63D 型号可配备集成的 Pt100 温度传感器。
• 测量范围： -200 °C 至 +600 °C (-328 °F 至 +1112 °F)。
• 输出信号： 4...20mA、4...20mA HART、PROFIBUS PA 或 Pt100（4 线制）。
• 适用于最高 PN40/Class 300 的压力等级。

产品结构概览

提供了 DP61D、DP62D 和 DP63D 产品特性及其有效性的详细分解，涵盖：

• 一次元件（应用、版本）
• 管道与方向
• 过程连接
• 探头长度
• 安装喷嘴
• 延长安装喷嘴
• 末端支撑
• 差压连接与密封
• 集成温度传感器 (Pt100)
• 附件（冷凝罐、截止阀、阀组、吹扫单元）
• 差压变送器 (Deltabar)
• 其他选项

订购信息

显示了 DP61D 的特定产品结构及示例代码，详细说明了应用、版本、管道方向、过程连接、探头长度和安装喷嘴的选项。

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免责声明： 本摘要基于提取的文本，可能未包含所有图表、脚注或修订版本。合同数据必须根据项目中使用的特定原厂 PDF 修订版进行核实。

官方数据表 (PDF)

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