德國VSEAP10流量計參數資料同時我們還經營:電磁流量計測量的液體中會含有一些氣泡,如果氣泡分布均勻,則不影響測量。然而,一旦氣泡變大,整個電極通過電極時會被遮擋,使流量信號輸入電路瞬間開路,導致輸出信號抖動 如何判斷電磁流量計的測量誤差是由被測液體中的氣泡組成的?如何處理這種情況?簡單介紹一下 當測量效果抖動時,磁場的勵磁回路電流立即被切斷。假設此時表面仍有閃爍和不穩定現象,說明大部分是由氣泡效應引起的 在確定許多氣泡影響電磁流量計的測量效果后,有必要尋找相應的處理方法。假設由于裝置的定向,許多氣泡混合到液體中。例如,如果電磁流量計安裝在管道系統的高點,儲存氣體或從外部吸入空氣,形成流量計的晃動 這是非常有用的方法來代替裝置的定位,但在很多情況下,裝置的直徑很大,或者設備的方向不容易改變。建議在電磁流量計上游安裝集氣袋和排氣閥,以清除殘余氣體,減少影響測量效果的因素,保證測量的準確性。 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。電磁流量計電極對測量介質的耐腐是選擇材料首先考慮的因素,其次考慮是否會產生鈍化等表面效應和所形成的噪聲。1.選擇耐腐蝕材料電磁流量計電極的耐腐蝕性要求很高.常用金屬材料有含鉬耐酸鋼Icr18Ni12Mo2Ti.哈氏合金.耐蝕鎳基合金、B、C、鈦、鉭、鉑銥合金,幾乎可覆蓋全部化學液。此外還有適用于漿液等的低噪聲電極,它們是導電橡膠電極、導電氟塑料電極和多孔性陶瓷電極或包覆這些材料的金屬電極。在原則上電極材料的選擇應從使用者借鑒該介質在其他設備的應用實際和以往的經驗來確定。有時后要做必要的實驗,如現場取液體樣品在實驗室做待用材料的腐蝕性試驗。最好的實驗是現場掛片,這是最接近實際應用條件的腐蝕性試驗,可以得出比較可靠能否適用的結論。2.避免電極表面效應電極的耐腐蝕性是選擇材料的重要因素,但有時候電極材料對被測介質有很好的耐腐蝕性,卻不一定就是適用的材料,還要避免產生電極表面效應?! ‰姌O表面效應分為表面化學反應、電化學和極化現象以及電極的觸媒作用三個方面?! 』瘜W反應效應如電極表面與被測介質接觸后,形成鈍化膜或氧化層.他們對耐腐蝕性能可能起到積極保護作用,但也有可能增加表面接觸電阻。例如鉭與水接觸就會被氧化生成絕緣層?! τ诒苊饣驕p輕電極表面效應的介質—電極材料匹配,還沒有像腐蝕性那樣有充足的資料可查,只有一些有限經驗尚待在實踐中積累?! ‰姶帕髁坑嫿拥丨h連接在塑料管道或襯絕緣襯里金屬管道的流量傳感器兩端,他們的耐腐蝕要求比電極低,充分有一定腐蝕定期更換。通常選用耐酸鋼或哈氏合金。因體積大從經濟上考慮較少采用鉭鉑等貴重金屬。如金屬工藝管道直接與流體接觸就不需要接地環。在實際應用時,對于孔板流量計如果使用不當,會造成很大的測量誤差,有時可達到20%左右。在流量計的使用中,如何減少其測量誤差,必須考慮流量的測量原理和結構形式,注意使用條件和測量對象的物理性質是否與所選用的流量計性能相適應。下面就其測量誤差進行分析:1.流量計算方程描述流體是充滿圓管的、充分發展的定常流。若流動狀態真實性無法確定,如果仍按照原有的儀表常數推算流量,將與實際流量存在誤差。2.天然氣以甲烷為主加上乙烷和其他少量的輕烴,真實相對密度小于或等于0.75。由于被測介質實際特性的不確定因素,以及實際物性變化影響儀表正常工作等對流量測量的不確定度產生影響。3.孔板的結構設計、加工、裝配、安裝、檢驗和使用必須符合標準規定的全部技術要求。由于各個裝置自身及環境條件因素引起的不確定因素。3.1.孔板安裝不正確 管道水平安裝,如果孔板開孔中心與管道中心線不同心;如果在安裝過程中存在引壓管堵塞及墊片等凸出物,則會造成孔板前后壓差測量不準確,從而造成測量誤差。3.2.孔板入口邊緣被磨損 在使用中,由于流體的磨蝕作用,使孔板的入口邊緣變鈍,被磨成圓形入口邊緣。結果是在相同的流量下,孔口收縮系數變大,造成差壓發生變化,造成測量誤差。3.3.孔板表面的結垢 長期使用時,孔板流量計表面結垢,使孔板的流通面積變小,從而造成差壓增大,使流量計測量值大于實際值,影響計量精度。4.差壓變送器零點漂移和量程設置不當 由于時間較長,變送器的零點會發生漂移,這時差壓變送器的輸人和輸出信號發生變化。若不及時調整,會造成實測流量值偏低或偏高。如何解決電磁流量計無輸出信號或輸出值有偏差第一如果管道內測量介質不滿管電磁流量計就無法正常工作.因為在介質不滿管的情況下電磁流量計會產“生最為常見的應用程序故障,產生這種現象可能是由于營道中介質流速非常低造成不滿管流量計測量誤差增大或者介質未能滿過電極從而流量計根本無法進行工作.需通過工藝調整必須保證管道內測量介質充滿才能使用電磁流量計進行測量.第二測量介質中含有大量空氣和氣體也會造成電磁流量計無法正常工作。這些氣泡的存在造成流量計無法準確辨別干擾了其準確的測量。第三電磁流量計不能用于持續時間較短的配料操作,這是由于電磁流量計無法正常反復啟動和停止,它的啟動到正確讀數之間存在一個時間滯后問題。第四電磁流量計本身不能計量質量流量.電磁流量計是一種速度式流量計測量的是體積流量若要測量質量流量必須配合高精度的密度測量裝置來進行換算。金屬管浮子流量計常見故障及處理方法1.指針抖動 輕微抖動,-般都是由于流體流動自然引起的,不影響正常使用,可以在儀表的設置中適當的加大阻尼參數。劇烈抖動,一般是介質波動,脈動引起,還有一種原因是安裝不正確,安裝工況不符合流量計的要求,超過流量計的可測量量程。2.指針不動 一般是浮子卡死,不能隨著流體流動而上下移動。我廠的多臺金屬管浮子流量計均出現過這種現象,通過拆檢,發現是浮子卡死引起的。進一步分析原因為,浮子的導向軸由于長年磨碎形成凹槽,導向軸轉動,與D形固定環卡住,導致浮子不能移動。我們的處理方法是將D形孔擴成圓形孔使得浮子能上下移動,使得儀表在不更換的情況下回復運行。還有-種原因是浮子.上的磁鋼吸附介質中的鐵磁性物質,8積月累,形成水垢狀結合體,導致浮子移動不靈活甚至不能移動。這種情況是加裝過濾裝置,及時清理,定期維護方能正常使用。3.流量計沒有顯示 可能是電源接觸不良或接線脫落,查看電源供應是否正常,接線是不是緊固,正負極是不是接反等。還有就是流量計內部電路損壞,顯示組件損壞,處理方法是更換電路板顯示部件等。4.實際流量與指示流量不一致 一般是浮子受介質腐蝕造成浮子的質量體積等發生變化,造成儀表系數與出廠標定的數值不一樣,所以顯示的流量與實際相測得的的流量存在誤差。還有就是錐管內直徑尺寸變化,與浮子變化一樣,都是改變了儀表的系數,與出廠標定的數值不一樣等。解決辦法是更換成耐腐材料,或者重新標定,或者換新的浮子。如果還不能解決,那只能更換流量計了。浮子、椎管附著水垢污臟等異物層,那么就要對內部進行清洗蒸汽吹掃,還要防止損傷椎管內表面和浮子,保持浮子原有光潔度。還有就是流體本身發生變化,與原來的密度相比發生變化,不能準確測的流量。那么使用時只能修改內部參數使得適應新流體的密度等特性。氣體、蒸汽、壓縮性流體溫度壓力變化,那么溫度壓力等運行條件變化對流量測量值影響頗為靈敏,按新條件作換算修正。流體脈沖,氣體壓力急劇變化,指示值波動,那么雖然浮子偶發跳動影響不大,但周期性振蕩,管道系統必須設置緩沖裝置,或者改用有阻尼的儀表。液體中混入氣泡,氣體中混入液滴,那么混入物改變密度等影響,做必要改進排除之。用于液體時儀表內部死角存留氣體,影響浮子部件浮力,那么對小流量儀表及運行在低流量時影響顯著,排除氣體。5.指針指示呆遲 浮子和導向軸間有微粒等異物或導向軸彎曲等原因卡住,解決方法是拆卸檢查,清洗,鏟除異物,校直導向軸等。導向軸彎曲的原因大多是閥門快速啟閉,浮子急劇升降沖擊所致。磁耦合浮子組件磁鐵四周附著鐵粉或顆粒,解決辦法是拆卸清洗使之運行自如,不卡頓。運行初期利用旁路管,充分沖洗管道。為防止長期使用時管道可能產生鐵銹,可在金屬管浮子流量計前裝設過濾器。指示部分連桿或者指針卡住,解決辦法是手動試磁鐵耦合連接的運動連桿,有卡頓阻尼部位調整之。檢查旋轉軸與軸承間是否有異物阻礙運動,解決辦法是清除義務或更換零件。磁耦合的磁鐵磁性下降,解決辦法是拆卸下儀表,用手.上下移動浮子,確認指示部分指針等平穩地跟隨移動;不跟隨或者跟隨不穩定則換新零件。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。三聚磷酸鈉(俗稱五鈉)的生產過程中有一個中和過程,在該過程中磷酸和純堿按一定比例混合、反應后被制成可用來進一步生產五鈉的中和液。在這樣一一個過程中為使產品質量得到有效控制就需要對加入中和罐的磷酸量根據分析結果進行精確的批量控制。存在的問題和解決方案 圖1中流量計自1983年裝置投產后就一直使用,到1997年已是殘破不堪,常因其故障使裝置的生產遭受影響。在這種情況下如何來解決好這個問題就很自然地納入了我們的工作日程。我們首先想到的是想按原型號進行更新,但經市場詢價后我們發現這種老式的儀表現在的售價實在太昂貴,竟達十一萬多人民幣一臺,很不合算。經研究后,我們認為智能式電磁流量計能擔此任(當時集批處理功能于一身的流量計還不多),其完善的功能和一體式結構既能夠通過表頭上的三個紅外觸摸鍵使將來的操作完全和老儀表一樣在現場完成,也可利用這種儀表本身具有的HART通信功能和RS485接口方便地使用HART通訊器或其它智能終端實現遠程操作。該方案投資僅為三萬元人民幣左右(不計遠程終端,暫未用)。圖1為控制系統圖 2儀表選型和系統設計 (1)根據工藝的酸流量情況我們選用了口徑為DN50的電磁流量計,針對磷酸的特殊腐蝕特性確定了聚四氟乙烯(PIFE襯里和鉭電極,電源為24VDC(因電磁閥也用該電源)。 (2)調節閥延用原舊閥。 (3)增加一個直流24V2.SW的二位三通電磁閥,用來控制調節閥的氣源(該氣源在舊系統中直接受控于流量計)。. (4)因所選流量計本身的觸點輸出容量最大僅為0.1A24W故增加一-個觸點容量為0.5A24V激勵電壓為24VDC的中間繼電器(該繼電器直接固定在流量計自身的接線盒內)用以可靠驅動電磁閥。系統構成示意圖見圖2。為了適應儀表網絡化的發展方向,在系統設計時我們要根據實際需要為電磁流量計配備合適的通信接口.在當今單片機系統的通信中,RS232和RS485標準總線應用最為廣泛,技術也最為成熟.RS232用來連接兩臺計算機(微處理器)之間的串口通信,當我們需要一個更長的距離或者比RS232更快的速度下進行傳輸的時候,RS485就是一個很好的解決辦法.另外,RS485連接不限于僅僅連接兩臺設備.根據距離,比特率和接口芯片,我們可以用單一導線連接最多256個節點.為了使電磁流量計的應用范圍更加廣泛,我們選用RS485標準總線來實現儀表和外部系統的通信. RS485是雙向、半雙工通信協議,允許多個驅動器和接收器掛接在總線上,其中每個驅動器都能夠脫離總線.該規范滿足所有RS422的要求,而且比RS422穩定性更強.具有更高的接收器輸入阻抗和更寬的共模范圍(-7V至+12V). 接收器輸入靈敏度為士200mV,這就意味著若要識別符號或間隔狀態,接收端電壓必須高于+200mV或低于-200mV.最小接收器輸入阻抗為12k,驅動器輸出電壓為±1.5V(最小值)、+5V(最大值). 驅動器能夠驅動32個單位負載,即允許總線上并聯32個12k的接收器.對于輸入阻抗更高的接收器,一條總線上允許連接的單位負載數也較高.RS485接收器可隨意組合,連接至同一總線,但要保證這些電路的實際并聯阻抗不高于32個單位負載(375). 采用典型的24AWG雙絞線時,驅動器負載阻抗的最大值為54,即32個單位負載并聯2個120終端匹配電阻.RS485已經成為POS、工業以及電信應用中的最佳選擇.較寬的共模范圍可實現長電纜、嘈雜環境(如工廠車間)下的數據傳輸.更高的接收器輸入阻抗還允許總線上掛接更多器件. 因RS485接口具有良好的抗噪聲干擾性,長的傳輸距離和多站能力等上述優點就使其成為首選的串行接口.因為RS485接口組成的半雙工網絡一般只需二根連線,所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸.RS485接口連接器采用DB-9的9芯插頭座,與智能終端RS485接口采用DB.9(孔),與鍵盤連接的鍵盤接口RS485采用DB.9(針). 通信接口電路如圖3.13所示,我們選用MAX485作為系統的通信接口芯片.MAX485是MAXIM公司推出的支持RS485協議的低功耗收發器,它的驅動器擺率不受限制,可以實現最高2.5Mbps的傳輸速率.它是用于RS.485通信的半雙工低功率收發器件,包含一個驅動器和一個接收器,具有輸入接收器和輸出驅動器使能管腳.使用一個半雙工連接的難點就是控制每個驅動器在什么時候被啟用,或者處于激活狀態.當一個驅動器在傳輸的時候,必須直到它完成傳輸都保持被啟用狀態,然后在一個應答節點開始響應之前切換到禁用狀態.MAX485的控制端RE和DE短接,這樣用一個信號可以控制兩種狀態:接收和發送.RE和DE為“l”時,發送端接通,數據經DI腳后,變成傳送的信號送到傳輸線.RE和DE為“0”時傳輸線上的信號經MAX485,當處于發送狀態時,數據信號經發送端DI,在輸出端A和B上交替出現高電平:當處于接收狀態時,A和B上交替的高電平信號經MAX485轉換成高低電平信號經RO輸出.在電磁流量計傳輸過程中,交替的高電平保證通信傳輸回路中始終有電流,能實現可靠通信. 由于金屬管浮子流量計的測量管為機械結構.測最時對波動很敏感,經常會出現指針波動嚴重,甚至影響讀數的情況。除了在測量管中加裝氣阻尼器之外,還可以在指針組件中增加電磁阻尼器,使指針擺動的頻率、幅度大幅度降低,使指針指示穩定,刻度值讀取變得容易,讀取精度更高。 電磁阻尼器的工作原理。電磁阻尼器由磁鋼、連接件、金屬板等組裝后為一體。指針的配重為導電金屬鋁合金,根據電磁感應定律,配重在磁場中運動,切割磁力線.必然產生感應電動勢,從而在配重中產生渦電流;磁場對帶電導體必然產生作用力,而此作用力恰好起到阻礙配重在磁場中運動的作用,配重運動的速度越大,產生的反作用也越大,其效果類似于阻尼器,從而使電磁阻尼器起到降低指針擺動頻率、幅度的作用.達到穩定的效果。 與現有技術相比,通過增加電磁阻尼器裝置,可有效改善金屬管浮子流量計的使用效果,使指針的擺動頻率和幅度大幅度降低,指針穩定指示,刻度值的讀取變得容易,讀取精度提高,既提高了效率也保證了精度。1.總體設計 氣體渦輪流量計系統軟件包括初始化程序、主程序、中斷控制程序、流量、溫度、壓力檢測程序以及鍵盤顯示程序等。初始化程序主要完成單片機初始化和設置計數方式等。主程序主要通過查詢標志位SET_RUN和OPERATE來判斷程序是運行狀態還是設置狀態,然后調用相應的處理子程序。首先開全局中斷,允許單片機響應所有中斷源產生的中斷請求;當單片機查詢到標志位SET_RUN被置位時,就進入設置狀態,對儀表系數進行設定;進入運行狀態后還要查詢標志位OPERATE是否被置位,被置位后就進行溫度與壓力的.A/D轉換、流量的計算和數據的儲存。中斷程序用于查詢定時時間,進入中斷服務子程序完成流量采集、工作狀況“下溫度和壓力采集,瞬時流量和累積流量的計算。系統主流程圖如圖3所示。2.流量溫度壓力信號采集 流量信號的采集主要通過計數器MR0中斷服務程序完成,采用定時器模式,定時時間設為1so定時時間到,比較寄存器里面的內容,大于1s則對計數器IMR1讀數,以獲得流量信號的頻率,并清零;小于1s,則加1后結束。 溫度和壓力信號的采集是通過PICI6F877單片機內部的ADC模塊將其轉換成數字量,采樣完成后計算出溫度和壓力值,并將這兩個數值在液晶屏上顯示出來。3.鍵盤顯示 設置3個鍵盤,利用電平變化中斷功能來實現,采用延時去抖法,按鍵有效就進入按鍵處理程序。F表示功能鍵,用KI來表示,每按一-次表示在流量顯示和溫度、壓力顯示間切換,-表示移位鍵,用K2表示,↑為增加鍵,用K3表示。如果F+→(即Kl+K2)被按下,則設置標志位置1,主程序查詢到其置1后,就進入設置狀態。在該狀態下,→(K2)鍵定義為移位鍵,以閃爍表示光標所在位,每.按一次,閃爍移到下一位,到最后一位回閃第一一位。↑(K3)定義為增加鍵,對光標所在位的數值進行修改,每按--次,循環增加一個定義單位,定義單位視參數類型而定。當程序查詢到↑+→(K2+K3)被按下時,就把累積流量清零,并把標志位置1,當查詢到F(K1)鍵被按下時,每按-一次,在流量顯示和溫度、壓力顯示之間切換。氣體渦輪流量計采用段式液晶顯示器LCM103來顯示瞬時和累計流量,同時實時顯示溫度和壓力"。f1.施工工藝的影響與處理按照循環灌漿的原理,返回漿液要流回攪拌桶,采用2臺電磁流量計分別計量進返漿管道中漿液的流量。然而.有些用戶去掉返漿管上的電磁流量計,返漿管通過一個三通直接接在電磁流量計下游的進漿管上,返回漿液不返回攪拌桶,采用一臺電磁流量計測量灌漿量,其結果在巖層吸漿量很小和灌漿結束階段,漿液流過電磁流量計F的流速很小,遠低于電磁流量計的流速下限,信噪比S/N很小,測量誤差高達50%,無法精確計量。2.測量管道內附漿量的影響與處理 每次灌漿結束后,要及時清除電磁流量計測量管內的殘余漿液,否則水泥漿液易在測量管道內產生不同程度的膠結,甚至堵塞電磁流量計測量管和相接的灌漿管道。電磁流量計測量管內的附著層會引起附加相對誤差△Ɛ,實踐證明其引起的誤差是很大的,假定其厚度相同△ε由式(5)計算: 水泥顆粒的σɷ和水泥漿液σf相差很大,因為附著水泥層電導率極低,當附著物有一-定厚度時△Ɛ會比較大。3.介質中氣泡的影響與處理 因工藝或介質本身的原因,所測液體常含--些氣泡。電磁流量計屬于流速型的流量方式,氣泡在管道圓截面中所占據的面積百分率,幾乎就等同于氣泡對流量測量的影響量。此外由于氣泡經過電極表面存在一個摩擦過程,由此會產生尖峰脈沖干擾電勢,其值遠大于正常的流量信號。通常電磁流量轉換器無法有效地處理如此的干擾,輕者導致測量值不穩定,嚴重時儀表根本無法工作,一些缺乏經驗的用戶僅從工藝的要求出發,對電磁流量計的安裝位置沒有考慮防止氣泡的產生,例如有些用戶把電磁流量計安裝在灌漿泵的吸入端,吸入端的漿液中常會混入成泡狀流的小氣泡,故電磁流量計一般要安裝在泵的排出端。電磁流量計最好垂直安裝,漿液自下而上流動。水平安裝時要使電極軸線平行于地平線,不要垂直于地平線,因為處于底部的電極易被沉積物覆蓋,頂部電極易被液體中偶存氣泡擦過遮住電極表面。4.惡劣施工現場環境的影響與處理 灌漿施工現場的環境大部分時間比較惡劣,例如高溫、潮濕高灰塵等,如果電磁流量計外殼的密封不良,諸如接線盒,以及一些非焊接氣密封結構的外殼,時間長了冷凝水和灰塵容易積聚在電磁流量計的接線盒中,或透過密封不良的結合面滲入電磁流量計殼體中,由于電磁流量計的流量信號極其微弱(通常是幾mA),冷凝水和灰塵的存在,直接的后果是導致電磁流量計轉換器輸入回路阻抗下降,衰減了欲輸往放大器的流量信號;或者是破壞勵磁回路和信號回路的絕緣,將高達幾十V的勵磁電壓引入到低電勢的信號回路中,造成電磁流量計的嚴重故障。為了避免此類故障的發生,可在接線盒中灌注絕緣材料,在維修和調試電磁流量計的時候一-定要避免進水,保持接線盒內的干燥與干凈,使用中一定要避免浸泡在水或漿液中。德國VSEAP10流量計參數資料超聲波液位計基本要求 超聲波液位計換能器發射脈沖超聲波時,都有一定的發射開角。從換能器下沿到被測介質表面之間,由發射是超聲波波束所輻射的區域內,盡可能有障礙物,因此安裝時應盡可能避開罐內設施,如:人梯、限位開關、加熱設備、支架等。如果有障礙物干擾情況下,安裝時需要進行"虛假回波存儲"。另外須注意超聲波波束不得與加料料流相交?! “惭b儀表時還要注意:最高料位不得進入測量盲區;儀表距罐壁必須保持一定的距離;儀表的安裝盡可能使換能器的發射方向與液面垂直。安裝在防爆區域內的儀表必須遵守國家防爆危險區的安裝規定。本安型的外殼采用鋁殼。本安型儀表可安裝在有防爆要求的場合,儀表必須接地。測量的基準是探頭的下邊沿。1、盲區 2、空倉(最大測量距離) 3、 最大量程 4、測量范圍注:使用超聲波物位計時,務必保證最高料位不能進入測量盲區。安裝位置 在安裝超聲波物位計的時候,注意儀表和容器壁至少保持200mm的距離。1、基準面2、容器中央或對稱軸 對于錐形容器,且為平面罐頂,儀表的最佳安裝位置是容器頂部中央,這樣可以保證測量到容器底部。常見安裝位置的正誤1、錯誤:換能器應與被測介質表面垂直。2、錯誤:儀表被安裝在拱形或圓形罐頂,會造成多次反射回波,在安裝時應盡可能避免安裝在容器中央。3、正確1、錯誤:不要將儀表安裝于入料料流的上方,以保證測量的是介質表面而不是入料料流。2、正確 注意:室外安裝時應采取遮陽、防雨措施。攪拌 當罐中有攪拌時,超聲波液位計安裝盡量遠離攪拌器。安裝后要在攪拌狀態下進行"虛假回波存儲",以消除攪拌葉片所產生的虛假回波影響。若由于攪拌產生泡沫或翻起波浪,則應使用導波管安裝方式。泡沫 由于入料、攪拌或容器內其他過程處理,會在某些液體介質表面形成泡沫,衰減發射信號。如果泡沫造成測量誤差,應將傳感器安裝在導波管內,或使用雷達液位計。導波雷達液位計的測量不受泡沫的影響,是這種應用的最佳選擇。氣流 如果容器內有很強的氣流,例如:室外安裝,而且風很大,或容器內有空氣渦流,您應該將傳感器安裝在導波管內,或使用雷達液位計或導波雷達液位計。1.渦輪流量計的通氣和停氣要求。通氣順序:保證流量計后端的閥門處于關閉狀態;再緩慢開啟流量計前端的閥門確保升壓速度≤35kPa/S;最后緩慢開啟流量計后端的閥門,使其從小流量下運行直至調節至需要值。整個過程保持有壓啟動。停氣順序:先緩慢關閉流量計后端閥門:再緩慢關閉流量計前端閥門。2.防止長時間超量運行。超流量運行會嚴重影響使用壽命,降低計量精度導致誤差增大;(注意觀察表頭工祝流量百分比不宜長時間超百分百)瞬時流量:從瞬時流量的觀察,結合用戶當時用氣情況判斷是否有小火不走,大火超量程現象。儀表運行時流量范圍應在20%~70%之間。如果長期低限運行或高限運行都會對計量有影響:是否是用戶用氣負荷或用氣設備發生了改變.應及時解訣。3.注意溫度、壓力的數值。 根據氣態方程式: 方程式中:V。為標準狀態下的體積量.(m2);V為工作狀態下的體積量(m³);Z為工作狀態下的氣體壓縮系數。P=Pa+Pg為流量計壓力檢測點處的絕對壓力(kPa):Pa為當.地大氣壓(kPa);P為流量計壓力檢測點的表壓力(kPa);P為標準大氣壓(101.325kPa);T為標準狀態下的絕對溫度(293.15K):T為介質工況條件下的絕對溫度(273.15+t):K,為被測介質攝氏溫度(℃);F為氣體壓縮因子從公式可以看出,誤差主要集中在壓力、溫度的檢測精度兩方面.在發現流量、溫度、壓力值與實際偏差較大或示值不穩定時,或與以前經驗數值存在較大偏差時,要及時處理o(4)在日常維護中或抄表檢查時,應查看顯示儀表上是否有異常符號。如有電池符號的閃爍表示電池快沒電了,應及時更換電池;如有異常報警、異常警告的符號出現要及時發現.有助于處理和發現用戶的違規用氣行為.(5)對于有機械讀數帶修正儀的進口渦輪表,除抄取標況體積值之外,同時應該及時比對基表讀數與修正儀.上的工況流量是否一致,兩者正常情況下應該是相差不大的。(6)工藝管道檢修時應拆下流量計.然后用干凈的布把兩端包好,防止污物、鐵霄等落人流量計將渦輪葉片損壞。.(7)為保證渦輪流量計長期正常工作.應加強儀表的運行檢查.監測葉輪旋轉情況,如聲音異常應及時卸下檢查傳感器內部零件。渦輪軸承磨損嚴重或葉片打壞的,必須維修更換.并重新檢定。(8)有潤滑油或清洗液注人口的傳感器,應按要求定期注入潤滑油或清洗液。保證葉輪良好運行。在無潤滑油情況下長期連續運行勢必造成致命磨損.阻尼力增加而導致運行變慢,計量結果產生負差并且影響使用壽命;1.煤漿的磨損大,所以電磁流量計采用耐磨的ETFE襯里”的觀點不準確,ETFE主要解決了與金屬的附著問題。雖然ETFE的原料便宜,但其目前的處理工藝復雜,用它來制作襯里,成本比PFA還高,且沒有表征ETFE的.耐磨性優于PTFE的佐證。2.采用低噪聲電極,所以波動小”的觀點不準確。電極的形狀的確與噪聲大小相關。由于原進口流量計的電極在某煤化I企業有結垢現象,經常需要把流量計拆下來用晶相砂紙打磨電極,而上海威爾泰采用自清潔電極(即尖狀電極),有效地解決了結垢問題。實際應用表明,雖然采用自清潔電極流量計的平穩性比采用球面電極的平穩性稍差,但也沒有出現過異常波動。所以,我們認為,在解決煤槳流量輸出異常波動方面,低噪聲電極并非關鍵技術。3.原進口流量計安裝要求低,‘前5D后2D'就行”的觀點不準確。在實驗室標定時,要求直管段比較長(達到10D);在應用中,-般“前5D后3D”就足夠了,這并非僅僅適用于進口流量計。如果縮徑,直管段要求還可以進一步減小。另外,現階段的煤漿流量計,基本沒有投閉環控制的,對于精度的要求不是很高,關鍵是保證安全連鎖處于有效狀態,以避免異常波動引起誤跳車。4.原進口流量計流速大小對流量的影響很小,適用0.3m/s的流速"的觀點不準確。這種說法有很大的誤導作用。實際應用經驗表明,當流速較低時,尤其是當流速低于0.5m/s時,煤漿流量計容易波動。因此,這種觀點不準確。5.單純縮徑"的觀點不準確。我們曾經把管道縮徑,安裝較小口徑的流量計,實際使用效果卻不如采用本文所提的方案。一方面,由于涉及管道改造、高壓法蘭以及壓力容器級別的焊接,綜合成本也不低;另一方面在管道上縮徑,小口徑長度會遠大于在電磁流量計上縮徑,導致壓損增大,再加.上轉換器未替換,很多結果不可預知。6.原進口流量計因為業績多,所以風險小”的觀點不準確。業績多和業績好是兩個概念,二者沒有因果聯系。由于歷史的原因,原進口流量計市場占有率比較高,好的業績雖然多,但差的業績也有。一旦波動引起誤跳車,損失是很大的。據不完全統計,因為煤漿流量計波動引起誤跳車,200000t甲醇生產線一次損失約為300000元;600000t甲醇生產線,誤跳車一次的損失約為800000元。這也是質量好的煤漿流量計價格居高不下的原因之一。我們曾經使用兩種品牌的進口流量計,八個月就壞的情況也出現過,-年壞三套的情況也發生過。電磁流量計外殼用不銹鋼,測量管內壁用聚四氟乙烯,轉換器封閉在一個長方體金屬殼內,內部電路板上有一四位數的數據盤,可作測量值的指示器。變送器與轉換器之間通過兩根電纜連接,變送器安裝在管道上,轉換器固定在旁邊的框架上。這種流量計無論零點還是量程都不能白行調整,只能在指定廠家標定,使用很不方便。該流地計投用運行還未到-年,指示便出現了故障經檢查發現變送器電路板發生腐蝕,有幾只晶體三極管管腳已經銹斷,當時并沒有引起我們足夠的重視,只是更換幾只三極管便又重新裝上,這樣修復后該表又運行幾個月,然后又失去指示。當我們再次檢查該表時,發現變送器的電路板及電纜已全部腐蝕掉,于是該表報廢。這才引起我們的警覺,原來因該表安裝的地方離高壓甲銨泵及高壓氨泵太近,停車時排放的及平時泄漏的氨和甲銨以及夾帶的氨氣常環繞在該表周圍,致使該表一直工作在腐蝕性環境中,加上我們只注意該表的耐腐蝕特點,而忽略該表的脆弱性,最終導致該表的損壞。 在安裝時,為防止腐蝕性氣體侵入電子室,在接線盒蓋邊緣及電纜接頭處全部用硅橡膠密封,并用水電兩用膠帶加以封固,以達到防腐的目的。該表投用后運行一年多時間,便再次發生了同樣故障,變送器電路板及電纜又被腐蝕,表又損壞。 事故的不斷發生,使我們對腐5蝕問題進行仔細的思考,為什么變送器密封那么好還會腐蝕?而與變送器僅半米之遙的轉換器卻安然無恙?經過仔細的觀察和分析,發現安裝變送器的管道因流速高,一直在不停地輕微震動,密封膠很容易松動而脫落,不停的震動又為氨氣的侵入增加了助動力,而固定在框架上的轉換器,由于沒有震動,各密封口完好,因此沒有腐蝕。 找到了出故障的原因,也就找到了排除故障的措施。這種電磁流量計較前兩種要先進得多,它采用微處理器技術,在轉換器上有一雙排液晶顯示器,在顯示器下邊有三個按鈕,通過它們可以對流量計的參數進行組態設定,并可翻看流量計的有關參數設置。該表具有比較強的外部通信接口能力,能以模擬和數字方式與其它外設通信,并帶有很強的自診斷功能,參數的輸入及選擇以數據直接輸入及主副菜單選擇方式進行,可方便地進行零點調整和量程設定,操作十分方便。為了保證這塊表能安全運行,我們在吸取前兩次教訓的基礎上,采取另-種防腐措施即吹氣防腐法。這種方法的原理是設法使變送器接線盒內純凈氣體壓力增大,致使有害氣體不能侵入接線盒內,從而達到防腐目的。具體方法是在電磁流量計的電子室上打兩個小孔,一個進氣,一個排氣,然后接上儀表空氣,讓空氣保持微小流量,電子室內純凈氣的壓力高于大氣壓,氣流只能從孔隙由內向外流動,從而阻止有害氣體的侵入,起到防腐作用。該表投入運行后,效果一直很好,在時隔兩年的1994年大修中,打開電子室檢查,沒有發現腐蝕,可見吹氣防腐確實起到了作用??装辶髁坑嬍抢昧黧w的動靜壓能轉換原理進行流量測量的,這一-差壓與流體流量存在如下關系: 式中:qm為質量流量,kg/h;qv為工況條件下的體積流量,m³/h;x為流量系數;e為流束膨脹系數;△e為差壓,Pa;Q為工況條件下被測流體的密度,kg/m³;d為工況條件下的節流開孔直徑,mm。由(1)式和(2)式可以看出,被測流體的流量是流體的密度和孔板前后差壓的函數。當測得某一差壓時,由于所測流體的密度不同,所代表的流量是不同的,只有當流體的密度值等于孔板流量計設計條件中的密度值時,差壓才能真實反映所測的流量。蒸汽從發生到使用,由于熱損耗,溫度和壓力的下降是不可避免的,導致其密度與設計值的差異,從而產生了誤差,并且隨著蒸汽參數的波動而波動,實際測量時只能通過溫壓補償來修正,補償公式的嚴謹性直接影響測量誤差。德國VSEAP10流量計參數資料利用電磁感應原理,電磁流量計一般被用來測量流過管道中導電流體的流量。不管流體的性質如何,只要其具有微弱的導電性(電導率大于8X10-5Ss/m)即可進行測量。通常,油田三采注入的聚合物混合液的導電性能良好,符合這種測量條件。 如圖1所示,根據電磁感應原理,當導電流體,在磁場強度為B的磁場中以速度V運動時,切割磁力線而產生電場E關系為 則在線形長度為L的a和b兩點之間產生感應電動勢Ɛab a、b兩接收電極之間的距離L為已知常數,B為已知的磁場強度。故εab是V的單調函數,Ɛab隨V變化而變化。而瞬時流量g等于流速V與導管截面積S(常數)的乘積,因此有 式中K一儀器常數, 只要通過電磁流量計電路測得Ɛab,即可得到對應的流量Q。1.差壓管路堵塞,疏通差壓管路;2.差壓計故障,檢查差壓計;3.差壓變送器示值明顯偏離,應檢查尺示值;4.節流元件安裝方向有誤,重新安裝節流元件;5.被測介質工況參數與設計節流裝置時采用的參數不一致,按相關公式修正,必要時應重新計算差壓值;6.孔板流量計前后直管段長度不夠,應調整直管段長度;7.直管段內徑超差,實測直管段內徑,重新計算最大流量;8.節流孔徑超差,實測節流孔徑,重新計算最大流量;9.節流元件變形,更換節流元件;10.節流元件上有附著物,清洗更換節流元件;11.孔板的尖銳一側應該迎向流體流向為入口端,呈喇叭形的一側為出口端。如果裝反了,顯示將會偏小很多 ?! 〗鉀Q辦法:檢查孔板安裝方向,正確安裝孔板。12.孔板的入口邊緣磨損,如果孔板使用時間較長,特別是在被測介質夾雜固體顆粒等雜物情況下,都會造成孔板的幾何形狀和尺寸的變化,如果造成開孔變大或開孔邊緣變鈍,測量壓差就會變小,流量顯示就會偏低?! 〗鉀Q辦法:對孔板進行重新加工。13.變送器零點漂移:如果使用時間較長,變送器的零點可能會發生漂移,如果是負漂移,顯示壓差將會減小,顯示的流量也會減小?! 〗鉀Q辦法:對變送器的零點進行校正。14.上下游直管段長度不夠,上下游直管段如果不夠長,氣體將得不到充分發展,會使計量結果造成較大誤差,如果上游在規定直管段內存在多個彎頭,將使計量結果偏低?! 〗鉀Q辦法:改造蒸汽管道,是上下游直管段長度達到規定要求。在節流裝置前加整流器。15.差壓變送器的三閥組漏氣,如果三閥組中的高壓閥貨平衡閥漏氣,將會導致測量差壓值減小,測量結果就會偏低?! 〗鉀Q辦法:如果三閥組中的高壓閥門漏氣,將該閥門進行緊固,必要時進行更換,如果三閥組中的平衡閥內漏,將該閥門進行緊固,必要時進行更換。嚴格按標準規定使用、維護,其中孔板流量計與差壓變送器及連接部分引壓管線是使用、維護的重點。工作中常遇到不易發現的問題分析及解決方法如下。(1)當孔板損傷或入口銳利度改變,會使孔板上下游產生的差壓減少,這時流量計計算結果比實際流量偏小,即流出系數發生變化,測量不確定度將超過標準給出的估算值。解決方法:①按標準對流出系數進行修正或更換孔板,此時新孔板的直徑比應略大于舊孔板;②若暫無新孔板更換,應按國家標準對流出系數C進行孔板銳利度修正。(2)孔板變形時,應更換,新孔板的直徑比應小于舊孔板。(3)使用中的節流裝置應按照國家標準GB/T21446--2008要求定期清洗、檢查,當發現測量直管段內表壁有明顯沖刷、腐蝕、結垢時應及時更換新的測量管段,否則一般情況下會使孔板流量計計量偏低。若暫無新測量管更換,應對流出系數C按標準進行粗糙度修正。(4)為防止取壓開關對差壓信號的節流,應將針型閥取壓開關改為與導壓管相同通徑的球型閥。(5)壓力變送器、差壓變送器準確度要求優于1級,將使用范圍控制在量程的1/4~3/4,并盡量使工作點附近示值誤差最小。當差壓變送器工作在量程的20%以下時,應改變差壓變送器量程或更換孔板。(6)儀表嚴格周期檢定。注意儀表零位漂移,定期校準,采用零位漂移小的儀表;為防止靜壓誤差,采用靜壓誤差小的變送器,如EJA變送器。(7)孔板上下游應使用零泄漏軌道球閥。(8)孔板流量計操作人員要做好系統檢修,注意平衡閥內漏及導壓管漏氣.堵塞問題。
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