德國VSEVHM01-1流量計生產同時我們還經營：根據以上的介紹,我們在設計選型或更新改造時, 要結合流量計特性和介質的情況進行合理選擇,充分發揮各種流量計的優點,揚長避短,同時應考慮投資成本.下面根據天然氣凈化廠各種介質的特點和目前使用流量計的實際情況提出流量計選型的基本原則.1.天然氣的測量 天然氣是凈化廠的生產對象,進廠的原料和出廠的產品都是天然氣,由于進廠的原料天然氣（濕天然氣）含有少量的固,液體雜質,H2S和CO2含量較高,有一定腐蝕性,流量計可選擇帶閥式孔板節流裝置的孔板流量計,以便定期清洗更換孔板, 防止孔板的銹蝕和入口邊緣磨損,提高計量準確度;出廠天然氣比較干凈可選擇帶閥式孔板節流裝置的流量計或氣體超聲流量計,氣體超聲流量計適用于大管徑流量測量,準確度可優于1.0%,但一次性投資較高;對于工廠用天然氣,由于管徑較小,除孔板流量計外,也可選擇旋進旋渦流量計,渦輪流量計等,選用渦輪流量計時應在上游安裝過濾器.2.酸性氣的流量測量 凈化廠的酸性氣是含有很高濃度的H2S和CO2的氣體,這是凈化廠從原料天然氣中處理出來的主要物質,該氣體的特點是壓力低,帶有一定水汽,腐蝕性強;因此測量酸性氣流量的流量計可選用孔板流量計,均速管流量計,楔形流量計或彎管流量計,目前使用的有孔板流量計和均速管流量計,從流量計結構上講,選擇楔形流量計比較合適,它不存在積液問題,維護量也很小.3.蒸汽流量測量 過去普遍使用孔板流量計,由于孔板流量計在高溫下孔板易變形,因此,可選擇渦街流量計,均速管流量計,楔形流量計或質量流量計,但應考慮溫度壓力修正.4.化學溶液流量測量 天然氣凈化廠用于工業生產的化學溶液品種不是很多,對于脫硫和脫水的化學溶液由于是反復循環使用,溶液中含有部分懸浮物,過去大多數使用孔板流量計是不太合適的, 應選擇楔形流量計或彎管流量計;也可選用外夾式超聲流量計;鹽酸和氫氧化鈉流量測量應選擇帶防腐內襯的電磁流量計.5V液體硫磺流量測量 液體硫磺是天然氣凈化廠的副產品,過去由于流量計產品的局限性,很多凈化廠均沒有安裝流量計,部分廠安裝了渦輪流量計,但使用效果不佳;目前可供選擇的有質量流量計和楔形流量計.由于液體硫磺一般管壓力都不太高, 因此選用質量流量計較為合適.6.工業循環水流量測量 由于水的測量相對容易一些,因此可供選擇的流量計比較多,如孔板流量計,渦街流量計,均速管流量計,電磁流量計,超聲流量計都可用于工業水測量;若測量管口徑較大,選擇超聲流量計比較理想,對于較小口徑的選用電磁流量計效果比較好.7.污水流量測量 污水流量測量選擇電磁流量計,楔形流量計比較合適,水質較好也可選用孔板流量計.1、插入式渦街流量計可測量蒸汽,氣體,液體的體積流量和質量流量；2、無機械運動部件,測量精度高,結構緊湊維護方便；3、壓力損失小,量程范圍寬；范圍度達1:25；4、采用消擾電路和抗振傳感頭；5、采用消擾電路和抗振傳感頭，使儀表具有一定抗環境振動性能；6、可測介質溫度達+250℃。7、可實現不斷流拆裝傳感器，可實現放大器與傳感器分離(分離距離15m)；8、SSP自適應頻譜波技術 小漩渦采集 模塊化設計 保證產品的高可靠性和一致性9、插入式渦街流量計內置完善的抗干擾 多級保護電路 有效消除振動干擾 溫度壓力檢測及補償單元10、兼有二線電流和三線脈沖輸出功能 具備HART功能 可遠程參數設置和調試渦街流量計至少保證流量計前15倍管徑，流量計后5倍管徑。如流量計前有彎頭，縮進，擴大等干擾源，則需保證流量計前30–40倍的管徑，流量計后6倍管徑。流量計應安裝于調節閥，壓力或溫度傳感器的上游?！ u街流量計主要用于哪些介質流量測量：如氣體、液體、蒸氣等多種介質。利用在流體中設置三角柱型旋渦發生體，則從旋渦發生體兩側交替地產生有規則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦，旋渦列在旋渦發生體下游非對稱地排列。常見問題主要有指示長期不準;始終無指示;指示大范圍波動，無法讀數;指示不回零;小流量時無指示;大流量時指示還可以，小流量時指示不準;流量變化時指示變化跟不上;儀表K系數無法確定，多處資料均不一致?？偨Y引起這些問題的主要原因，主要涉及到以下方面選型方面的問題?！ u街流量計技術指標的提高是行業發展的追求，如測量范圍，電阻從超導到1014Ω，溫度從接近絕對零度到1010℃。如測量準確度，時間測量從30萬年不差1秒提高到600萬年不差1秒。追求高穩定性和高可靠性隨著儀器儀表和測控系統應用領域的不斷擴大，可靠性技術在航天航空、電力、冶金、石油化工等大型工程和工業生產中起到維護正常工作的重要作用?！ ”Ｕ犀F場儀器儀表的測控系統正常工作的渦街流量計也要求高穩定性和高可靠性。因為新材料的出現和各種加工技術的發展，現代的可靠性按平均無故障時間與10年前相比提高了3倍?！ u街流量計熱敏檢測元件靈敏度高，適用于溫度(<350℃)和較低密度的氣體測量，但因熱敏電阻用玻璃封裝，較脆弱，敞易受流體中的污物、有害物質及顆粒物的影響，所以被測介質還應足清潔的液體或氣體。對于超聲波流量計，流量修正系數K定義為沿超聲流量計信號傳播聲道上的線平均流速Lv與管道截面平均流速Vs的比值。由式(2-13)和式(2-14)可以得到層流狀態下的流量修正系數 K 為由式(2-17)和式(2-18)可以得到湍流狀態下的流量修正系數K為根據表1可以得到不同雷諾數下湍流流態的流量修正系數K，而在實際工程應用中，當管道內流體雷諾數Re＜105時，湍流狀態流量修正系數K為 當管道內流體雷諾數Re＞105時，湍流狀態流量修正系數K為 上述對于流量修正系數的分析是基于超聲波流量計處于理想的安裝條件下，即安裝處管道內流體充分發展。實際流量修正系數不僅與雷諾數有關，還與管道的安裝狀況、流量計上下游管段長度等因素有關。通常情況下管道內實際流態分布與理想流態分布有偏差，對流量計的測量精度產生影響，因此在管道布置和流量計安裝時，一般要求上游直管段大于10倍管道內徑，下游直管段要大于5倍管道內徑。1.Modbus通訊協議概述 Modbus協議是應用于金屬管浮子流量計電子控制器上的一種通用協議。通過此協議，控制器相互之間控制器經由網絡(例如以太網)和其他設備之間可以通信。它已經成為一通用工業標準。有了它,不同廠商生產的控制設備可以連成工業網絡,進行集中監控,減少了人力成本，提高了生產效率。 Modbus協議采用主從工作方式，允許一臺主機和多臺從機通信,每臺從機地址由用戶設定，地址范圍為1~255。通信采用命令,應答方式，每一-種命:令幀都對應一-個應答幀。命令幀由主機發出，所有從機都將收到報文,但只有被尋址的從機才會響應命令,返回相應的應答幀。如果命令幀中尋址地址為0,則視為全局廣播,所有從機把它當一條命令執行,不返回應答幀。 2.Modbus網絡通訊傳輸模式 Modbus網絡通訊可以設置為兩種傳輸模式:ASCII模式或RTU(RenoteTeminalUnit)模式。筆者介紹的流量計采用的是RTU模式。RTU模式主要優點是:在同樣的波特率下可比ASCII方式傳送更多的數據。 RTU模式中字節的格式如下: 編碼系統:8位二進制，十六進制0-9,A-F。 數據位:1個起始位;8個數據位;奇/偶校驗時1個停止位,無奇偶校驗時2個停止位。 錯誤校驗區:循環冗余校驗(CRC)。 開始和終止都需要至少35個字符時間的停頓間隔。 3.Modbus功能碼 Modbus定義的功能代碼范圍為1~127,不同功能的設備往往只使用其中的一部分。在主機要求傳輸中,功能代碼告訴從機要執行一一個什么動作。在從機響應傳輸中，如果從機發送的功能代碼與主機發送的功能代碼相同,則表明從機已執行所要求的功能;如果不同則表明從機沒有執行所要求的功能，返回了一個錯誤信息。 金屬管浮子流量計設計在通訊過程中用03H(讀取內部寄存內容和10H（刷新多個寄存器內容）兩個功能。
德國VSEVHM01-1流量計生產超聲波流量計根據聲道布置形式可以分為單聲道超聲波流量計和多聲道超聲波流量計。單聲道超聲波流量計在測量管道上只安裝一對超聲波換能器,多聲道超聲波流量計則在測量管道上安裝多對超聲波換能器,包含多個獨立的超聲波傳播路徑。多聲道超聲波流量計對于流場的適應能力更強,可以提高流量計的測量精度；然而單聲道超聲波流量計在小管徑場合應用更為廣泛,而且通過反射鏡的應用單聲道超聲波流量計的聲道布置形式越來越復雜,測量精度也隨之提高。根據聲道的傳播方式,常用的單聲道超聲波流量計主要有Z型流量計,U型流量計,V型流量計,N型流量計和三角型流量計,不同傳播類型的單聲道超聲波流量計聲道示意圖如圖4-1所示,其中紅色虛線表示聲波傳播路徑?！ 《嗦暤莱暡髁坑嫴捎脭抵捣e分的方法提高流量修正系數的精度,可以解決單聲道超聲波流量計測量不確定度誤差大的問題。多聲道超聲波流量計通常采用Gauss積分方法計算式(2-7)中各聲道位置ri/R和相應的權重系數wi。在相同采樣點數、節數自由的情況下,Gauss 型數值積分方法相對于辛普森公式和梯形公式等插值型積分方法計算精度更高。對于圓形測量管道的超聲波流量計中聲道位置和相應權重系數的計算一般采用Gauss-Jacobi積分方法。按照 Gauss-Jacobi 積分方法的零點確定各聲道高度,按積分方法中的權重系數計算聲道權重系數?！ 嶋H中各聲道上速度分布與理想的代數多項式表示的流速分布差異很大,特別是無法體現管壁處流速為零的特性,導致流量的積分結果偏高,影響流量計的測量精度。為了使計算結果更加接近于圓形管道內液體充分發展的真實值,提出了采用最佳圓截面算法（OWICS）計算聲道位置ri/R和權重系數wi的方法,最佳圓截面算法其實是基于正交多項式的 Gauss 積分方法。Gauss-Jacobi和OWICS積分方法計算各聲道位置和權重系數如表4-1所示. 渦街流量計是基于流體力學中著名的“卡門渦街”研制的。在流動的流體中放置- -非流線型柱形體,稱旋渦發生體,當流體沿旋渦發生體繞流時,會在渦街發生體下游產生兩列不對稱但有規律的交替旋渦列,這就是所謂的卡門渦街,如圖1所示。 大量的實驗和理論證明:穩定的渦街發生頻率ƒ與來流速度v1及旋渦發生體的特征寬度d有如下確定關系叫: 式中St為斯特羅哈數,與雷諾數和d相關。 當雷諾數Re在一定范圍內(3 X102~2 X105)時(4],St為一常數,對于三角柱形旋渦發生體約為0.16 雷諾數的定義為 式中S為管道的橫截面積。 由高精度氣體渦街流量計的測量原理可知,通過測量旋渦發生頻率僅能得到旋渦發生體附近的流速vI,由式(3)可知在橫截面積一定的情況下,流體的流量Q與流體的平均流速v成正比,因此要精確計量流體的流量必須找到`v與v1的對應關系。 根據流體力學理論,在充分發展的湍流狀態下，流體的速度分布有如下關系式川: 式中:vp為到管壁距離為y的P點的速度;y為點到管壁處的距離;Vmax:為管道中的最大流速,通常取管道中心的速度;R為管道的半徑;n為雷諾數的函數。 表1中給出了部分雷諾數與n的對應關系。 由于旋渦發生體的位置固定,因此當雷諾數一定時v1與`v有固定的比例關系換言之,當雷諾數Re變化時,二者的比值也發生變化， 圖3給出了不同雷諾數下充分發展的湍流的流速分布,如圖所示Re越大,流速分布越平滑,即旋渦發生體附近的流速越接近平均流速,故ƒ( Re)應為單調遞減函數。圖4給出了3臺50mm口徑，寬度14 mm三角形旋渦發生體的氣體渦銜流量計,在20℃,一個標準大氣壓下,不同雷諾數下的K值曲線。如圖所示實驗數據與理論分析基本一致,因此渦銜流量計的測量原理即決定了儀表系數的非線性特性。若要提高渦街流量計的計量精度,必須針對不同的流速分布對K值進行修正。1.流量測量 現階段，渦輪流量計對脈動流的直接測量還存在很大困難，但可通過誤差方程分析、實驗室試驗和專業的脈動流量誤差檢測設備檢測分析某一特定脈動流的測量誤差。前兩種方法基于脈動流的振幅和頻率的可測量性，振幅和頻率的測量可通過激光多普勒技術、熱線風速儀法等。專業的脈動流量誤差檢測設備已有設備制造廠家在生產。1.1誤差方程分析 通過對機翼理論的研究，可列出涉及慣量、夾角、葉輪半徑、角速度等參數的誤差運動方程，通過編程可求得針對某一特定渦輪流量計的不同振幅和頻率脈動流的測量誤差。依據動量守恒定律，可列出包含流速、切線速度等參數的非線性微分方程，通過計算和分析可理論推導測量誤差。1.2實驗室試驗 現場實測脈動流的特性，采用已知標準體積壓縮空氣，在實驗室模擬脈動流，將測量值與標準體積進行對比，分析測量誤差。1.3誤差檢測設備檢測 上海某公司生產的一種燃氣脈動流誤差檢測設備，可較精確地測得脈動誤差值，但暫未在山西省廣泛應用。在絕大多數燃氣公司的實際運行管理過程中，脈動流的特性參數無法在日常運行監測數據中獲取，因此，主要定性地說明脈動流對渦輪流量計計量偏差的影響。2.測量誤差 已有很多學者針對脈動流對計量的影響進行了研究。分析結果可知，由于葉輪受流體加速影響小，受流體減速影響大，計量始終存在正供銷差。此外，正供銷差取決于脈動流的振幅和頻率，整體來說，如果脈動流頻率大于葉輪角頻率時正供銷差值較大，脈動振幅增大時正供銷差值也隨之增大。3.脈動流對計量結果影響 A分輸站渦輪流量計距離上游最近的壓縮站（往復式壓縮機增壓）不到7km，且該分輸站工藝布置緊湊。據實地測量，流量計上游直管段長度約為6Dn（Dn為渦輪流量計口徑，mm），下游直管段長度約為4Dn。此外，7km管道沿線地勢高低不平，加之煤層氣氣質水含量較大，導致在低洼處極易形成積液，積液也會造成脈動流?！ ?020年8—10月期間，下游公司發現正供銷差持續增大時，對A分輸站和B分輸站的渦輪流量計進行了標定，但標定結果均為合格。隨后下游公司在2020年11月5—7日對A至B分輸站段管線進行了清管作業，共清出污水雜質約23t，清管完成后正供銷差明顯減小。清管前后實際供銷差數據如表6所示?！ 〕酥?，通過日常對氣體渦輪流量計的運行監測，供氣瞬時流量每次顯示數據都在變化，且在一定時間內在1個值上下頻繁波動（波動幅度約為依20%）。綜合上述情況，該輸氣管道存在脈動流的可能性很大。脈動流會造成正供銷差影響，對下游接氣單位不利，因此有必要對脈動流的影響進行修正。1.空間電磁波干擾及改進 電磁流量計用于測量實踐的過程中,轉換器與傳感器間如果存在較長的電纜,同時周邊有較強電磁干擾的情況存在,此時由于電纜的存在,干擾信號會被引入進去,最終會有共模干擾現象形成,導致流量計發生非線性、顯著失真或大幅度晃動等諸多情況,測量的準確性也會因此大打折扣.面對此類誤差引發的原因來看,可根據下述措施進行解決：(1)在電磁流量計安裝中,需要深入分析周邊環境,保證電磁流量計原理強磁場.(2)盡量將電纜長度控制在適宜范圍內,并落實相關屏蔽措施,如將電纜傳入接地鋼管中,避免電源線與電纜傳入同一根管.(3)選擇與要求相符合的屏蔽電纜,同樣能將電磁波構成的干擾有效降低.2.連接電纜問題及改進 電磁流量計是通過特定電纜、轉換器和傳感器組成的系統,因此電纜長度、屏蔽層數、導體橫截面積、絕緣情況及分布電容等都會對其測量結果構成影響,甚至還會對電磁流量計的正常運行產生干擾.所以,在安裝電磁流量計時不但需要參照導體橫截面積、屏蔽層數、待測液體電導率及分布電容等確定電纜長度,同時也要將電纜中間接頭的情況規避,并妥善處理末端,保障能夠實現良好連接.此外,也要保障所用電纜符合標準要求.3.測量管內存在著層及改進 以電磁流量計應用對象為根據,其多以測量非清潔流體為主,倘若實際測量中有一定量沉淀物等物質存在于非清潔流體內部,電磁流量計的正常使用及測量也必然會遭受影響,如污染電磁流量計管道、電極表面,最終引發測量誤差.面對此類誤差引發原因,相關人員在日常工作中應當做好電磁流量計定期清洗工作,同時適當將流速提升.此外,在襯里材料的選擇中,可選擇聚四氯乙烯.4.電極選擇、液體流速問題及改進 電磁流量計實際應用中,其電極和內部材料會直接接觸待測液體,所以在選擇電極和襯里材料時,都應當以待測液體為根據合理進行.結合待測液體性質完成襯里材料特性的確定,并在實際測量中圍繞測量溫度展開嚴格控制,避免由于襯里材料選擇不合理或溫度控制力度不足而導致襯里材料受磨損或變形等情況,進而導致附著速度加快、增大測量誤差發生率.針對此類情況,在應用電磁流量計時,在突出襯里材料選擇針對性的同時,也需要合理選擇電極,并妥善控制液體流速,保障處于合理范圍.5.測量液體呈現不對稱狀態及改進 應用電磁流量計測量相關液體的流量時,待測液體如果有不對稱狀態出現,必然會引起測量誤差的情況.液體非對稱狀態通常在單一的漩渦流或沿管線軸線的直線流等兩種流動組合方面得到表現.該情況下,管道截面的積分為液體體積流量.上游直管段如果存在不足,一般情況下可結合流量調節器調節流量,控制上下游一定范圍內流量計內徑與管道內徑之間具備相同的數值,確保上游直管段充足.6.電極與勵磁線圈對稱性問題及改進 在加工制造電磁流量計磁力線圈及電極時,有著嚴格對稱的要求.倘若有不對稱的情況出現,必然會引起不對稱偏差,進而對測量結果構成影響,最終也就會有測量誤差的情況出現.同時,在安裝電磁流量計時,也嚴格要求了安裝地點的振動,如一體型電磁流量計的安裝,需要在振動小的場所內,如果振動超出了標準就會有誤差出現在測量中,甚至還會對儀表的正常工作構成影響.所以,相關人員在實際安裝前,需要對待安裝位置振動展開嚴密測量,保障與安裝標準相符合.德國VSEVHM01-1流量計生產 渦街流量計也稱之為旋渦流量計或卡門渦街流量計?？梢赃m用于管道內多種流體(氣體液體、蒸氣)的流量測量。其特點是壓力損失小，量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時可以對流體的壓力和溫度參數自動進行修訂。該流量計可以將測量結果進行模擬標準信號或數字脈沖信號的輸出,容易與計算機等數字系統配套使用，是一種比較先進、理想的測量儀器。 在流體中設置非流線型漩渦發聲體時,在渦街流量變送器中的三角柱形的旋渦發生體后會上下交替產生正比于流速的兩列旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦(見圖1)。旋渦的釋放頻率與流過旋渦發生體的流體平均速度及旋渦發生體特征寬度有關,用下式表示: 式中ƒ--旋渦的釋放頻率 ,單位為Hz; Ʋ--流過旋渦發生體的流體平均速度,單位為m/s; d一旋渦發生體特征寬度,單位為m; St一斯特勞哈爾數(Strouhal number) ,無量綱，它的數值范圍為0.14 ~ 0.27 St是雷諾數的函數, 通過測量旋渦頻率就可以計算出流過旋渦發生體的流體平均速度Ʋ,再由公式 求出流體流過渦街流量計的流量q。(式中A為流體流過旋渦發生體的截面積。)渦街流量計由殼體、漩渦發生體和放大器組成.一種典型的結構如圖4所示,殼體內插入柱體,由其產生的渦街信號可用各種檢測方式檢出,經放大器放大后,輸出脈沖信號. 渦街流量計是一種無運動部件的流量計,按其原理分類屬于振蕩型流量計.同屬于這類流量計還有漩渦進動型流量計；振蕩射流型流量計.由于渦街流量計不含有運動部件及對流體沖刷敏感的部件,因而在使用過程中,可靠性高,使用壽命長,并具有一般節流式流量計的優點,精確度穩定,再現性好.在大批量生產和工藝穩定的條件下,可以采用“干校驗法”,即不必逐臺儀表進行實液標定,可根據結構尺寸直接確定儀表常數及儀表精度.渦街流量計是‘種數字式流量計,它輸出的脈沖信號的頻率與流量成線性關系,同時具有量程寬、重復性好．便于遠距離無精度損失的傳輸.此外儀表常數及精度不受介質的壓力、溫度、密度等變量的影響.一旦渦街流量計的結構確定．流體振蕩就服從的客觀規律,其振蕩頻率不能人為地改變,因而儀表常數及其變化規律是客觀的.
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