德國VSEAP0.4流量計總代理同時我們還經營:根據流量計設計要實現的功能,智能金屬管浮子流量計的硬件系統實現方案如圖2.1所示:本系統主要分為三部分:信號采集模塊、信號處理模塊以及輸出和顯示模塊,下面將對這三個模塊進行簡要介紹。(1)信號采集模塊:此模塊用來實現信號采集功能,系統中核心要采集的是流量信號,除此之外,還需要采集溫度和壓力信號。這是因為當被測流體為蒸汽時,其密度隨溫度和壓力的變化而變化。為了準確計算出流體的流量,必須要考慮溫度和壓力變化對流體密度的影響。因此,設計中要實現流量、溫度以及壓力三種信號的采集。(2)信號處理模塊:信號處理模塊的基本功能是實現信號的放大、濾波以及A/D轉換。此外,系統中采用微控制器MSP430F149對采集信號進行計算、補償,線性化等智能化處理。(3)輸出及顯示模塊:設計中使用E2PR0M保存累積流量值以及儀表參數值,并將流量信號轉換為4?20mA工業標準電流信號輸出。同時,使用LCD實時顯示瞬時流量和累積流量,最后將金屬管浮子流量計測量結果通過CAN總線傳送給上位機顯示。1、電磁流量計傳感器外殼未接地出現的誤差。一般情況下,傳感器都是在金屬管道上進行安裝,并且金屬管道都是在地下,很多人因此認為對于儀表的外殼就不需要再做接地處理了。但是,這么操作卻是忽略了兩個重要問題:一方面是金屬管道都做了防腐蝕處理,金屬管道與地不能大面積接觸;二是傳感器一般都由膠皮墊連接著法蘭而與金屬管道分隔開,所以造成了傳感器的接地電阻大大增加,影響了流量計的測量結果,進而形成了誤差。另外,由于電動勢檢測一般均為幾毫伏左右,這也容易造成雜散電流對檢測結果的影響。 2、干擾環境下的輸出信號誤差分析。對于一般的電磁流量計來說,傳感器即電極與轉換器之間的連接電纜應做到盡可能短。因為傳送信號的電纜過長,電纜本身的分布電容造成的負載效應就會引起較大的測量誤差,同時也對信號受到干擾的幾率大大增加。在測量時,還要注意到走線方面,務必做到信號線與電源線分開走線,這樣就能防止產生“寄生電容”的干擾。目前很多場合已經用上了數字輸出儀表,以求獲得最為準確的測量數據。 3、強電、強磁環境下的誤差分析。流量計工作環境方面,要注意盡可能地與強電、強磁等設備的距離遠一些。由于電磁流量計在接地后,其周邊的附近如果也有一些其他的強電、強磁等設備也在接地,會造成流量計產生接地壓降,使電磁流量計接地電位變化,進而對測量結果形成誤差。另外,流量計如果是在非常強的磁場下工作,比如變壓器等強電磁設備附近使用,周邊磁場環境的強度超過電磁流量計電磁兼容的幅度時,會對測量結果的準確性造成很大的影響。使用電磁流量計的前提是被測液體必須是導電的,不能低于閾值(即下限值)。電導率低于閾值會產生測量誤差直至不能使用,通用型電磁流量計的閾值在10-4~(5×10-6)S/cm之間,視型號而異。一般電導率閾值為5×10-6S/cm=5μS /cm?! 」I用水及其水溶液的電導率大于10-4S/cm,酸、堿、鹽液的電導率在10-4~10-1S/cm之間,使用不存在問題, 低度蒸餾水為10-5S/cm 也不存在問題。石油制品和有機溶劑電導率過低就不能使用。表1列出若干液體的電導率。從資料上查到有些純液或水溶液電導率較低,認為不能使用,然而電磁流量計實際工作中會遇到因含有雜質而能使用的實例,這類雜質對增加電導率有利。對于水溶液,資料中的電導率是用純水配比在實驗室測得的,實際使用的水溶液可能用工業用水配比,電導率將比查得的要高,也有利于流量測量。德國VSEAP0.4流量計總代理蒸汽流量測量從測量技術上分為兩類:一類為過熱蒸汽和高干度(干度x=0.9以上)的飽和蒸汽;另一類為低干度飽和蒸汽.前一類可以作為單相流體處理,而后一類則為兩相流。由于目前所有的流量計只適用于單相流體,因此,低干度飽和蒸汽尚需進行深入研究?! 〕S玫牧髁坑嬘校?差壓式流量計。該流量計目 前仍是測量蒸汽流量的主要儀表,為適應需要在技術上也有了新的發展.比如把節流裝置. 差壓變送器及三閥組組成一體式節流流量計,該流量計解決了差壓信號管路易出故障的缺點.還有采用定值節流件,用標準噴嘴代替標準孔板,因為噴嘴和孔板相比較,噴嘴的流出系數穩定,不會因為邊緣銳角變鈍使流出系數發生變化,壓損也比孔板低,一般在同樣流量及值(孔板孔徑與管道直徑之比)時,壓損為孔板的 30%~50%?! u街流量計測量中溫,即 200℃以下應用于蒸汽測量已趨于成熟,是目 前用于蒸汽測量的常規流量計.但是,應注意低干度介質將使其儀表系數偏離檢測值而增大測量誤差?! 【俟芰髁坑?分流旋翼式流量計一般在準確度要求不太高的內部管理分配上應用,主要是因為使用方便,價格便宜.通常適用于中小流量蒸汽的測量?! 兪叫滦桶惺搅髁坑?其結構由測量管.靶板.力傳感器. 信號處理單元組成.力傳感器為應變計式傳感器,信號處理顯示可以就地直讀顯示或輸出標準信號.力傳感器由筒式彈性體和力應變片組成,可以是內貼式和外貼式兩種.當彈性體在力作用下發生形變時,它破壞了由力應變片組成的電橋的平衡,產生與流量成平方關系的電信號.其工作原理是在恒定截面直管段中設置—個與流束方向相垂直的靶板,流體沿靶板周圍通過時,靶板受到推力的作用,推力的大小與流體的動能和靶板的面積成正比。在一定的雷諾數范圍內,流過流量計的流量與靶板受到的力成正比.靶板所受的力由力傳感器檢出?! “邪迨芰浟D換器轉變成電流信號(4~20)mA或氣壓信號(20~100)kPa輸出,輸出信號與流量的關系可根據計算公式確定.這種應變式新型靶式流量計在蒸汽測量中具有比較優越的應用前景,適用于中小流量蒸汽的測量。一.和其它流量計一樣, 雖然電磁流量計它的測量范圍比是30:1, 比渦街流量計和差壓式流量計都要高, 但也是有限制的,許多客戶定表時,常常把它和水表相比較,以為可以測量很低的流速,一般情況下,它只能測0.1m/s.低于此流速電磁流量計就很難正確測量.所以定貨初期對流量范圍比要搞清楚.定貨時不能按原先管道口徑來定貨,最好按你實際流量來定儀表口徑。二.和其它流量計一樣,電磁流量計對安裝前后直管道也有要求,只不過比其它類流量計要求更低,但最關健一點要滿足:就是滿管, 再滿管.不滿管的情況下容易引起流量計亂跳:三.和其它流量計一樣,電磁流量計也有防護等級,一般一體式的防護等級為IP65,分體式的為IP68(針對傳感器而言), 如果客戶對儀表安裝環境有要求,安裝地點在地下陰井或其它一些潮濕的地方,建議客戶選用分體式的.以免選錯對儀表造成損害。四.電磁流量計可以測腐蝕性液體,但定貨初期客戶要正確提供其它測量介質屬性,以免選型時對電極選型上的錯誤,導致傳感器在后期使用過程中報廢,給客戶帶來不便和經濟上的損失。五.電磁流量計雖說可靠性比較好,一般情況下不會損壞,但由于其原理決定,傳感器電極表面一直和液體接觸,時間久了,電極表面比較容易受污染。所以電磁流量計一般情況下,客戶有條件拆的情況下,建議一年到一年半之間拆出來清洗一次電極以保證流量計整機的測量精度。任何儀器儀表都是需要“保養”的,電磁流量計也不例外。六.在主管線是垂直管線時,一般情況下,要求水流是自下而上,盡量不要自上而下。后者容易引起流量波動比較大。安裝除了滿管以外,這點也是很重要的,其次就是前后直管道的距離了。出現孔板流量計反向安裝這種情況的原因有二:1.操作人員未進行崗前培訓,技術不熟練,不熟悉工藝流程走向;2.由于操作人員在更換孔板,清洗檢查節流裝置,進行工藝改造安裝時,或在進行訓練的過程中,粗心大意,現場監督,檢驗不到位等.出現此情況時,孔板下游銳角邊經緣朝向上游,其結果將直接影響計量偏低,反映在現場是差壓下降一個臺階,而由于現場原因未能及時發現并糾正.其引起流量偏低的影響率,據國外實驗研究資料數據為-12%~-17%,一般情況下,雷諾數不變時,高β值與低β值之間的流量偏差值為±2%,管徑雷諾數越低,其流量偏差越大?! 〈送?在更換孔板以后,其配套產量計算參數必須同步更換,否則會出現相當大的正負偏差,若由小孔徑換大孔徑,參數未更換,則流量計量將偏高;反之,流量計量將偏低,在日輸氣量大的用戶計量中,造成的損失將是很大,甚至是難以彌補的?! 囊陨戏治?我們不難看出,孔板流量計反向安裝,參數的錯誤是可以通過操作人員認真仔細的操作,培訓來杜絕的,在天然氣商品貿易結算中,是絕對不允許有此現象發生的,所以制定一套科學的嚴格的現場計量監督制度是很有必要且很重要的。德國VSEAP0.4流量計總代理根據以上的介紹,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.安裝地點的選擇①盡量避免將電磁流量計安裝在溫度經常變化的地點,降低溫度變化引起的溫漂,減少流量不穩情況。如果現場受到熱源的輻射,必須采用熱隔離或通風設施。②避免將流量計安裝在受振動或撞擊的地方。③盡量避免將電磁流量計安裝在腐蝕性環境中,若不能避免,盡量選擇通風良好的環境。④電磁流量計盡量避免陽光直曬。⑤請勿將電磁流量計安裝在電動機、變壓器和其他強電源附近,減少電磁干擾。⑥留足必要的安裝及檢修空間。2.流量計可自動檢測正反方向 安裝儀表時,應使流向箭頭同現場實際正流向保持一致。對分離型儀表,交換轉換器或傳感器一端的CD1和CD2端子上的連線,相當于切換流向。3.傳感器(含--體型)與管道的連接要求 首先,要注意傳感器本身不能作為荷重支撐點,它不能支撐毗連的工作管道。同時,傳感器安裝時應當使其不受過大的拉緊應力,應考慮消除毗連管道因熱膨脹產生的應力影響。安裝傳感器時,應保證測量管與工藝管道同軸。法蘭之間加裝的法蘭墊圈,應有良好的耐腐蝕性能,該墊圈不得伸入管道內部。在傳感器鄰近管道進行焊接或火焰切割時,要采取隔離措施,防止襯里受熱。為可靠測量,重要的是電極應當完全浸沒在被測流體中,傳感器可以安裝在任何方位(水平、垂直、傾斜),只要通過電極的連線基本處于水平位置即可(與水平線夾角一般<10度),為了進一步減小夾帶氣泡對測量的影響,可以適當提高工作壓力。要避免管道內產生負壓,損壞襯里。儀表安裝場所的磁場強度應小于400A/m。4.與金屬管道的連接、連線和接地 流量信號是以介質為參考點(0V)的差動信號,傳感器內部已將信號參考點(OV)與金屬測量管連通。一般通過管道法蘭與儀表法蘭的連接螺栓雖然能使流量計取得介質電位(0V),但正規的方法是加裝電氣連線,確保以介質為OV的流量信號可靠輸出。傳感器還應加接地線,接地電阻應小.于10歐姆。5.其他安裝注意事項①電磁流量計接地裝置應獨立設置,不能與電氣系統共用接地裝置,接地電阻≤109.②儀表安裝完畢,通過2mm2銅芯軟線將電磁流量計接地極連接到接地裝置。③為了保護電磁流量計內襯不被機械劃傷,建議管道吹掃完畢后,再安裝電磁流量計。同時,在焊接管道時,嚴格控制電焊機接地線搭接位置,避免用電磁流量計本體作為導體通過焊接電流,以防電子線路被擊穿,造成儀表損壞。④為了防止電磁流量計受到管道的振動、熱脹冷縮的影響,避免將電磁流量計單獨固定,可以通過管道一起進行支撐。⑤電磁流量計中心軸應與管道中心軸保持同心,以免引起測量誤差。⑥搬運電磁流量計時,應保證流量計測量管部位均衡受力,或通過本體的吊環進行搬運,不能讓流量計信號引出管和接線盒受力。⑦當介質中含有固體沉淀物時,電磁流量計應垂直安裝,避免安裝在水平管道的最低點,以防物料堆積在管道內。⑧盡量遠離泵出口安裝,因為泵出口介質狀態不穩定并且距離電動機太近,容易產生干擾。在電磁流量計等節點設備和PC機通信的過程中,由地址幀、命令幀、數據幀、校驗和可組成各種功能不同的報文.由于采用主從工作方式來實現通信,電磁流量計等節點設備僅能接收并執行PC機發送來的控制命令,而不能發送命令給PC機.因此,由PC機發往流量計等節點設備的報文一般包括一個地址幀,一個命令幀,若干個數據幀和一個校驗和,其報文格式如圖4.5a所示:而由流量計等節點設備發往PC機的報文一般包括一個地址幀,若干個數據幀和一個校驗和,其報文格式如圖4.5b所示. 由于RS-485電氣標準規定每段只能聯結32個節點設備,因此可用地址幀中的5位表示這32個地址,其余3位用來表示命令,從而構成地址命令幀.對于控制命令需求不超過八個的通信系統,采用地址命令幀可壓縮報文長度提高通信效率.電磁流量計和PC機通信的主要目的是將流量計采集到的數據讀到PC機中.這些數據包括:總累積流量、正向累積流量、反向累積流量、瞬時流量.通信時,PC機只需向電磁流量計發送讀總累積流量、讀正向累積流量、讀反向累積流量、讀瞬時流量命令即可,因此二者間通信所用的地址幀和命令幀可合二為一,用一個地址命令幀代替.PC機和電磁流量計間的地址命令幀定義如圖4.6所示.二者通信所使用的報文可簡化為圖4.7的格式.性能特點 設計發明的新型孔板流量計整流器的優勢主要在于提取、安裝整流管的過程中無需截斷流體或置換流體管路,實現在線維護整流器。此外,設計驅動裝置使整流管在上下閥腔內穿梭時,可實現整流管兩端同步升降,使整流器安裝與拆卸快捷、簡便。整個維護過程可避免高壓流體給現場操作人員帶來傷害,同時也解決了清洗、更換整流器時需要停產的問題。 通過上閥腔齒輪軸、滑板閥、下閥腔齒輪軸的配合就可移動管腔內的整流管(板),取出與安裝歸位的整個過程簡單、平穩、快捷,實現了在線維護整流器,減少天然氣或有毒有害氣體與操作人員的接觸,消除了潛在的危險。使用方法 孔板流量計裝置工作前,首先對密封性進行檢查,保證其處于安全工作狀態。工作時主要包括整流管(板)平穩提升、整流管(板)安全取出以及整流管(板)安裝歸位三個部分。整流管(板)平穩提升:打開平衡閥,使上閥腔與下閥腔連通,從而平衡上閥腔與下閥腔內的壓力。其次,打開滑板閥,驅動下閥腔齒輪軸,將整流管(板)從下閥腔移至上閥腔,接著關閉滑板閥,關閉平衡閥。整流管(板)安全取出:打開放空閥,上閥體通過放空通孔與外界大氣連通,使上閥腔與外界的壓力平衡。打開頂絲,取出頂板、壓板。驅動上閥腔齒輪軸,將整流管(板)從上閥腔取出。整流管(板)安裝歸位:將整流管(板)放入上閥腔,驅動上閥腔齒輪軸,將整流管(板)下放上閥腔底部為止。蓋好壓板、頂板,安裝頂絲,關閉放空閥。打開平衡閥,使上閥腔與下閥腔內的壓力平衡。打開滑板閥,驅動下閥腔齒輪軸,將整流管(板)從上閥腔移至下閥腔。關閉滑板閥,關閉平衡閥。打開放空閥,將上閥腔氣體放空,確保上閥腔內部壓力平穩,最后關閉放空閥。電磁流量計是灌漿過程的主要工藝流程,為在施工中進行有效的控制,需對施工過程中的水和水泥漿液進行計量和控制。 鉆孔、洗孔:灌漿施工首先要在巖層中自上而下分段進.行鉆孔,待單孔終孔,用大量清水洗孔,至回水變清,無流量測量點,故不展開討論。 簡易壓水試驗:洗孔結束,下孔口管,密封孔口,以設計要求的壓力向孔內送水,測定其相應的流量值,并據此計算巖體的透水率。計算結果關系到巖體滲透特性的評價以及灌漿成果資料整理。這一-測量點是十分重要和敏感的,準確是首要指標,水有一-定的電導率,滿足電磁流量計的測量要求,需要重點考慮的是電磁流量計的口徑,因為壓水試驗和灌漿用的是相同的電磁流量計. 灌漿:壓水試驗后,灌漿泵將一定水灰比(比如3:1,2:1,1:1,0.81,0.5:1)的水泥漿液壓送到孔中,--部分進入裂隙而擴散,余下的漿液經回漿管返出孔外,流回到漿液攪拌機中,在規定的壓力下,當注入率不大于0.4L/min時,繼續灌注30min;或不大于1L/min,繼續灌注60min,灌漿可以結束。每臺鉆孔設備都需要兩臺電磁流量計分別記錄進、返漿流量,灌漿量就等于進漿量減去返漿量,現場管線與電磁流量計安裝布置見圖3。 由于現場灌漿泵泵量多為6m³/h(100L/min),故電磁流量計的量程選為100L/min,由電磁流量計的測量原理可知[4],其流速的下限由.同噪聲或偏移的信噪比S/N(信號與噪聲)來決定,上限則由測量管內襯里的磨損和配管的經濟速度等來決定印。由于水泥漿液中帶有水泥固體顆粒,考慮到對電磁流量計襯里和電極的磨損,選用流速≤5m/s,另一方面水泥漿液又具有易粘附、沉淀、結垢的特性,故電磁流量計測量管內的流速應不低于0.5m/s,以起到對電極和內襯的自清掃作用。一般當測量管內實際流速<0.1m/s時,感應電動勢已變得十分微弱(零點幾μV~幾μV),此時噪聲.的影響逐步變為主導,甚至淹沒信號電動勢4],由流速與相對誤差的關系圖(圖4)可知,為了保證儀表的檢測精度,流速應大于0.5m/s.故推薦使用流速范圍為0.5~5m/s. 灌漿施工時吸漿量大小一般在0~100L/min,進、返漿,上電磁流量計相應的流量范圍為30~100L/min,從流量、流速與口徑三者關系表(表1)可知:電磁流量計口徑選擇DN25比較合適。DN25的測量范圍是14.72~147.18L/min,同時DN25和現場灌漿管道口徑一致,配套安裝時,不需要變徑。同時電磁流量計的時間常數也應該設置小一些,一般在1~3s,以提高測量的靈敏度。 封孔:待灌漿結束后,按照施工技術要求壓漿封孔,無流量測量點,故不展開討論。當前熱式氣體質量流量計大部分用于測量氣體,只有少量用于測量微小液體流量。熱式質量流量計具有性能可靠、無可動部件、安裝方便,壓損小、量程比寬(可達1000:1)、靈敏度高等特點2,特別適用于大管徑、低流速,非圓截面管道、現場空間狹窄處測量等特殊工況,在環境保護和過程工業的應用發展迅速,例如:污水處理過程中發生的氣體,燃料電池工廠各種氣體的流量測量及煤粉燃燒過程粉/氣配比控制等?! ∨c常用的孔板流量計、渦街流量計和差壓式均速管、文丘里流量計相比較,熱式氣體質量流量計有如下特點:(1)直接測量流體的質量流量或標準狀態下的體積流量,不需要進行溫度壓力補償;.(2)一次元件結構簡單,采用不銹鋼或特種合金外殼覆蓋,不怕臟污或腐蝕,不存在堵塞問題,且表面臟污極易清除。帶不斷流裝拆裝置,可實現不停氣裝拆,清洗維修,簡便易行;(3)量程比特大,可達1000:1,可測流速范圍0.1m/s~60m/s,完全覆蓋-般工業廢氣及煤氣廠輸出總管中的流速范圍。因而只需在總管上裝一臺插入式熱式氣體質量流量計,就可滿足計量要求。大大地節省了投資,簡化了系統結構,方便了管理,提高了系統工作的可靠性;(4)儀表精確度高(士1.5%FS),性能穩定(重復性士0.25%FS),幾無壓力損失,對管道振動不敏感。此外,熱式氣體質量流量計靈敏度高,尤其適合于大管徑、低流速的流量測量。且在大管徑中使用,其性能價格比更顯優勢;防爆、防護、抗腐蝕設計,又使它能適應惡劣工況,危險場合?! 崾綒怏w質量流量計作為一種插入式流量計,由.上述插入式流量計的測量公式可見該流量計同樣方便適用于方形管道的氣體流量測量。環保管道一般用圓形,而空調的管道很多地方為方形??装宓群芏鄡x表沒有測量方形管道的數據,若使用插入式熱式氣體質量流量計,不論圓形或是方形管道均可通過計算獲得,這也解決了低壓方形通風管道的流量測量問題。
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