
德国VSEAR800流量计中国分公司同时我们还经营: 考虑到容积式流量测量装置结构较复杂,安装维护和校准不方便,有必要在满足精度和抗震.性能要求的前提下,采用安装和维护方便的其他形式流量测量仪表。热式气体质量流量计已在气体流量测量领域获得了成功的应用,具有无可动部件、压损小及量程比宽等特点,例如在核电厂的通风系统中,已成功地替代皮托管成为重要的测量方式。但在液位流量测量领域,热式质量流量计的应用仍具有局限性。 由式(2)可知,热丝的热散失率与流体的热导率、比热容、流速和密度有关。相对于通风系统中的空气来说,水是-种具有较大比热容、较大密度和热导率的介质。在相同的流速下,水带走的热量远大于空气,对于以恒定功率加热热端铂电阻的恒功率型热式质量流量计,为了适应水流量的测量,加热电路会采用比较高的加热功率为热端铂电阻进行加热;对于恒温差型的热式质量流量计,为了维持两个铂电阻之间恒定的温差,加热电路同样会处于比较高的加热功率状态下,且加热功率将随水流量的增大而增大。因而,无论是恒功率型还是恒温差型,加热功率的提高会对流量计的安全性和寿命有很大的影响,也使其应用环境造成一定的局限性。而恒比率式流量计由于通过调节施加在热端热电阻上的加热电流,使热端热电阻的阻值与冷端热电阻的阻值成一恒定比率,因而同恒温差式流量计相比,在测量相同流速流体的情况下,恒比率式流量计热端铂电阻的加热电流要小于恒温差式,因而其加热功率不会过高而产生仪表安全性和使用寿命方面的不利影响。对于主泵第三级密封泄漏流这种微小流量的测量,相对于恒功率式和恒温差式,恒比率式热式质量流量计具有更好的应用价值,然而对于较大液体流量的测量则并不适用。恒比率式流量计的热端铂电阻加热电流Ih与介质质量流量m的关系为: 式中Ap-一流体流经管道的截面积; As一传感器参与热交换部分的表面积; C1、C2一通过校准确定的常数; d一热电阻传感器直径; k一流体热导率; Ls一传感器损耗能量的因数; n一校准过程中通过回归确定的指数; Pr一流体的普朗特数; Rc一冷端铂电阻阻值; Rco一冷端铂电阻在0℃时的阻值; RH一热端铂电阻阻值; RH0一热端铂电阻在0C时的阻值;, r一恒比率参数(自加热系数),r= a一铂电阻的参数。 1.基本性能 热式质量流量计作为一种直接测量质量流量的智能型流量仪表,具有结构简单、体积小、数字化程度高及安装方便等优点。热式质量流量计的.测量精度一般约为±1%,重复性为±0.2%;量程比宽可达100:1,最高可达1000:1;在-40~60℃的环境温度下可正常工作;可耐受3MPa或更高的管道压力;允许介质工作温度-70~400℃;允许被测液体的流速为0~4m/s;支持HART协议。另外,具有压损小、直管段要求低和允许动态修正的特点,其响应时间较长,未采用特殊设计时可达几秒。热式质量流量计具有一体式和分体式两种.结构,在累积辐照剂量较大区域,可采用分体式流量计进行测量,信号处理部分布置于累积辐照剂量较小区域。 主泵第三级密封泄漏流正常工况下在5L/h左右,达到50L/h时报警,不用于过程控制。在电厂正常运行工况下,测点所在区域的环境温度约为50℃以下,工作压力小于0.6MPa,工作温度小于100℃,要求测量范围的量程比约为30:1,属于非1E级测点。因此,就测量要求而言,热式质量流量计适用于主泵第三级密封泄漏流量的测量。 2.抗震性能 由于主泵第三级密封泄漏流测点位于安全壳内,周围存在1E级仪表和核级管道,尽管测点本身不需要在设计基准事件工况下执行功能,但不应对其他需要执行功能的设备或仪表造成损害,因而用于该测点的仪表应满足抗震要求,在SSE地震载荷下,满足结构完整性的要求,避免放射性物质经仪表破口向环境释放以及对周围1E级仪表和核级设备产生潜在危害。 热式质量流量计结构简单,除进行抗震试验外,抗震分析亦可用于分析其抗震性能。在抗震分析中,需要重点对薄弱部位进行应力分析,通常包括传感器与管道相交的节点处、螺纹连接处及法兰连接处等位置。 对某一型号热式气体质量流量计进行抗震分析,取三向峰值加速度为6g。通过应力分析表明,流量计的第一-阶自振频率大于33Hz,在地震载荷作用下,薄弱部位的计算应力值均小于规定的应力限值,从而认为其在SSE地震载荷下,结构完整性可以得到保证。 3.耐辐照性能 因主泵第三级密封泄漏流测点位于安全壳内,在电厂正常运行工况下,探头所处的环境具有一定的电离辐射存在。因而,用于该测点的仪表应能经受--定的累积辐照剂量而测量结果仍在要求的测量精度范围内。目前,对于仪表的耐辐照性能,主要采用试验法进行验证。 对某一型号分体式热式质量流量计探头进行耐辐照试验,辐射源采用钴-60,试验时间持续40h以上,累积辐照剂量约2x104Gy,辐照后进行功能试验,流量计的输出维持在测量精度范围内,表明该型流量计可以经受若干年的累积辐照剂量而不损坏。 4.安装 为便于安装和维护,流量计可采用法兰-法兰连接的形式。在一般情况下,为了满足测量精度,热式质量流量计对于前后直管段的要求较高,部分型号的流量计要求的直管段长度可达到前15D、后5D以上。但由于流量计允许动态修正,经过标定和修正后,可降低热式质量流量计的前后直管段要求。对于主泵第三级密封泄漏流的测量,热式质量流量计可满足安装和维护要求。涡轮流量计作为速度式仪表,以动量矩守恒为基础,涡轮流量计基本力矩平衡方程为[1]: 式中 Tb一轴与轴承的粘性摩擦阻力矩(流动产生的力矩); Td一涡轮流量计转动的驱动力矩; Th一轮毂表面的粘性阻力矩; Tm一磁电阻力矩和轴与轴承的机械摩擦阻力矩之和; T1一叶片顶端与传感器外壳的粘性摩擦阻力矩; Tw一轮毂端面粘性摩擦阻力矩; J一涡轮的转动惯量; ɷ-涡轮转动的角速度。 当流速较低时,涡轮流量计处于静止状态,此时角速度ɷ非常低,接近于0,Tb和Tw也可以忽略不计。在这种情况下,式(1)可以简化为: 由式(2)可以看出提高驱动力矩是降低涡轮流量计启动排量的一-条捷径。如图1所示,传统涡轮流量计入口端是直管段和轴向导流片,流体流经涡轮叶片之前只有轴向速度,对涡轮的驱动力矩只是对涡轮叶片作用力的径向分力产生的力矩。因为涡轮叶片螺旋角为45°,如果将导流片改为螺旋角为-45°的螺旋导流片(图2),当流体进入导流片时会产生旋转,方向与涡轮叶片正交,使得流体在轴向流动速度不变的基础上增加了径向的旋转运动,流体的旋转方向与涡轮叶片的转动方向一致,在相同流量条件下,增加了流体对涡轮叶片的驱动力,实现降低启动排量和提高分辨率的目的,整体结构如图3所示。超声波液位计出现故障指示灯常亮的情况主要有以下两种,解决方案如下供参考:1.在超声波持续零液位时,顶部灯亮,输出电流为22mA。而且隔一段时间后恢复液位时,故障不能自动解除,需关电重启后正常,给客户带来不必要的麻烦甚至损失。 出现这种故障是安装附件的选择问题。由于超声波液位计是全球0度发射,优点上面也介绍了。它的另外一个与众不同的特点是,超声波的发射除了平面头外,在螺纹这里也是有发射的。如果持续的零位,再加上安装件选用金属支架。超声波液位计就会识别到支架部分的信号强度大于平面头接收的信号强度。而金属支架部分与发射波之间处于盲区距离。所以超声波处于保护状态,故障灯常亮,输出22mA。解决的办法就是选用非金属支架。因为选用非金属支架后,螺纹处的发射波能穿透出去,而零点液位的回波信号绝对会大于螺纹处的回波信号。2.经调试与重新编程后,顶部故障灯常亮,输出电流为22mA。出现这种故障情况,经实际查证,还是在编程与调试过程中,未能按照说明书要求。造成的程序紊乱而自保状态。客户在调试编程超声波液位计时,未能等到指示灯正常闪动,或则编程方法步骤根本不对,处于不稳定的编程调试。如果多次反复未依要求编程调试,超声波液位计将拒绝工作而自保。出现这种故障的解决方法是先将超声波液位计按要求复位,再进行重新编程。如果在未复位的情况下多次再编程,会出现以上故障。德国VSEAR800流量计中国分公司1、涡街流量计的测量范围较大,一般10:1,但测量下限受许多因素限制:Re>10000是涡街流量计工作的最基本条件,除此以外,它还受旋涡能量的限制,介质流速较低,则旋涡的强度、旋转速度也低,难以引起传感元件产生响应信号,旋涡频率f也小,还会使信号处理发生困难。测量上限则受传感器的频率响应(如磁敏式一般不超过400Hz)和电路的频率限制,因此设计时一定要对流速范围进行计算、核算,根据流体的流速进行选择。使用现场环境条件复杂,选型时除注意环境温度、湿度、气氛等条件外,还要考虑电磁干扰。在强干扰如高压输电电站、大型整流所等场合,磁敏式、压电应力等仪表不能正常工作或不能准确测量。2、振动也是该类仪表的一大劲敌。因此在使用时注意避免机械振动,尤其是管道的横向振动(垂直于管道轴线又垂直旋涡发生体轴线的振动),这种影响在流量计结构设计上是无法抑制和消除的。由于涡街信号对流场影响同样敏感,故直管段长度不能保证稳定涡街所必要的流动条件时,是不宜选用的。即使是抗振性较强的电容式、超声波式,保证流体为充分发展的单向流,也是不可忽略的。3、介质温度对涡街流量计的使用性能也有很大的影响。如压力应力式涡街流量计不能长期使用在300℃状态下,因其绝缘阻抗会由常温下的10MΩ~100MΩ急降至1MΩ~10KΩ,输出信号也变小,导致测量特性恶化,对此宜选用磁敏式或电容式结构。在测量系统中,传感器与转换器宜采用分离安装方式,以免长期高温影响仪表可靠性和使用寿命。涡街流量计是一种比较新型的流量计,处于发展阶段,还不很成熟,如果选择不当,性能也不能很好发挥。只有经过合理选型、正确安装后,还需要在使用过程中认真定期维护,不断积累经验,提高对系统故障的预见性以及判断、处理问题的能力,从而达到令人满意的效果。性能特点 设计发明的新型孔板流量计整流器的优势主要在于提取、安装整流管的过程中无需截断流体或置换流体管路,实现在线维护整流器。此外,设计驱动装置使整流管在上下阀腔内穿梭时,可实现整流管两端同步升降,使整流器安装与拆卸快捷、简便。整个维护过程可避免高压流体给现场操作人员带来伤害,同时也解决了清洗、更换整流器时需要停产的问题。 通过上阀腔齿轮轴、滑板阀、下阀腔齿轮轴的配合就可移动管腔内的整流管(板),取出与安装归位的整个过程简单、平稳、快捷,实现了在线维护整流器,减少天然气或有毒有害气体与操作人员的接触,消除了潜在的危险。使用方法 孔板流量计装置工作前,首先对密封性进行检查,保证其处于安全工作状态。工作时主要包括整流管(板)平稳提升、整流管(板)安全取出以及整流管(板)安装归位三个部分。整流管(板)平稳提升:打开平衡阀,使上阀腔与下阀腔连通,从而平衡上阀腔与下阀腔内的压力。其次,打开滑板阀,驱动下阀腔齿轮轴,将整流管(板)从下阀腔移至上阀腔,接着关闭滑板阀,关闭平衡阀。整流管(板)安全取出:打开放空阀,上阀体通过放空通孔与外界大气连通,使上阀腔与外界的压力平衡。打开顶丝,取出顶板、压板。驱动上阀腔齿轮轴,将整流管(板)从上阀腔取出。整流管(板)安装归位:将整流管(板)放入上阀腔,驱动上阀腔齿轮轴,将整流管(板)下放上阀腔底部为止。盖好压板、顶板,安装顶丝,关闭放空阀。打开平衡阀,使上阀腔与下阀腔内的压力平衡。打开滑板阀,驱动下阀腔齿轮轴,将整流管(板)从上阀腔移至下阀腔。关闭滑板阀,关闭平衡阀。打开放空阀,将上阀腔气体放空,确保上阀腔内部压力平稳,最后关闭放空阀。磁翻板液位计常用介质: 热水,盐水,氯水,液化石油气、液氨、乙烯、乙烷,汽油、柴油,食用油,丁二烯,甲醇、环氧(丙烷),二甲苯、轻油、乙醇(酒精),丙酮、氨水、粗苯、啤酒、重油、牛脂、乙苯,水、醋酸、樟脑油,盐酸、焦油、氯磺酸、硝基苯、FR-22,液碱、麦芽糖、20%稀硫酸、硫酸二甲酯,液氯、稀硫酸、浓硝酸、FR-12、氯仿,8%硫酸、发烟硫酸、高氯酸、溴水磷酸、氟油等等。磁翻板液位计应用行业 电力行业:高/低加,除氧器,凝汽器,锅炉汽包,热井,输水箱,油箱,热网加热器,化学水处理,脱硫脱销工程等 化工行业:罐区,化学池等,储罐,贮槽,反应釜 煤化工:甲醇、二甲醚、合成氨/尿素、煤制烯烃、煤制油等 冶金行业:冷却水处理 水处理行业:氧化池,沉淀池,水箱,水池等等 在工业生产中,液位计是必不可少的一环,具有重要的作用。1.对孔板流量计进行正确选型 选择孔板流量计,首先要考虑量程问题。有些是冬季用汽量相对大,而夏季用汽量相对较小,用汽量相差过于悬殊,那么孔板流量计在保证测量准确度的前提下,孔板流量计的流量范围就难以适应。因此,要明确最小流量(不是零)及最大流量,在此基础上选择符合相关运行参数的计量仪表。2.对孔板进行正确安装对于任何计量仪表都必须安装正确,否则就无法正常工作。正确安装孔板流量计,必须做到五点。①在所要安装计量仪表的前后必须留有足够长的直管段。②孔板流量计不能安装在整套管路最低处。③必须高度重视冷凝器的安装:两个冷凝器必须处于同一水平上,冷凝器的作用是使导压管中被测蒸汽冷凝;并使正、负导压管中的冷凝液面有相等高度;还必须保持长期稳定;还要充分考虑维护、拆换、吹扫便利。④导压管长度最好在16m以内,内径最好选用中10mm~016mm有防堵塞为好。导压管全程保温并确保正、负管处于同等温度以免密度变化引起误差。⑤装测温元件地方最好在节流件下游侧10D以外处,在管道或正压管上取压时,如压力变送器装在节流装置下方,必须对压力变送器的管路液柱值进行修正,以提高计量准确度。德国VSEAR800流量计中国分公司热式气体质量流量计是流量计发展历史的一次重大变革,使流量测量直接转变为质量流量的测量.根据测量时热式质量流量计所使用的流量测量元件的加工工艺的不同,常用的传感器探头可以分为:热线热式流量传感器、热敏电阻式传感器、半导体集成电路式传感器等. 热式流量传感器探头对流体运动形态的影响较小,测量范围大,响应性能也很好,但是,这种类型的传感器探头对机械强度要求较高、在传感器材料选择上受到较大的限制;同时,加热温度仅能达到400~500℃.此外,由于流体中的微小颗粒容易粘附到热线上,抗污染腐蚀能力较差,易损坏使热线的特性发生不稳定性变化,热线一致性差,难以进行批量生产. 半导体式传感器探头是以单晶硅为基体,使用硅微机械加工而成的微桥结构.半导体式传感器探头多用于0~25mL/min 的小流量气体的测量,在本课题中所需要测量的流量范围较大,不能满足使用要求.图2-2是典型的半导体式传感器探头结构. 热电阻式传感器主要有两个探头:一个流量探头(Rp),一个温度探头(Rtc).目前,市场上所使用的大部分热式气体质量流量计传感器探头主要是基准铂电阻.工作的时候,两个探头以一定的机械结构固定于管道中,可以通过热源探头上电压信号量或者加热功率的改变来衡量流量的变化.工作中要求两个传感器探头对流量的响应尽可能的快,且要保证散热同步,传感器探头的灵敏度最高,这为传感器探头的设计增添了一定的难度. 如图2-3铂电阻的典型结构所示,铂电阻在在管道内与流体进行热交换的过程中,铂电阻的表面和内部铂丝之间存在热阻,阻碍热量的交换.因此,必须从铂电阻元件的选择和传感器结构设计两方面进行设计,尽量减小铂电阻内部和表面的热阻.如果热阻较大,热敏电阻表面和内部就会存在很高的温度差高,出现流量探头和温度探头已经达到恒定温差的假象,会严重影响控制电路正常工作,使测量的结果与管道流量的实际状况出现较大偏差,所以减小探头的热阻是设计热电阻式传感器的关键.1、涡街流量变送器的选择 在饱和蒸汽测量中采用压电式涡街流量计变送器,由于涡街流量计量 程范围宽,因此,在实际应用中,一般主要考虑测量饱和蒸汽的流量不得低于涡街流量计的下限,也就是说必须满足流体流速不得低于5m/s.根据用汽量的大小选用不同口径的涡街流量变送器,而不能以现有的工艺管道口径来选择变送器口径。1.2、压力补偿压力变送器的选择 由于饱和蒸汽管路长,压力波动较大,必须采用压力补偿,考虑到压力温度及密度的对应关系,测量中只采用压力补偿即可,由于我公司管道饱和蒸汽压力在0.3~0.7MPa范围,压力变送器的量程选择1MPa,.即可。1.3、显示仪表选择 显示仪表智能流量显示仪,具有温压补偿瞬时流量显示和累积流量积算功能。2、涡街流量计的参数设定2.1、仪表系统的设定,合肥仪表总厂需设定的仪表系数K可用下式表示:K=1000/Ko式中:Ko为涡街发生体在出厂时标定的仪表常数,L/脉冲;K的单位为脉冲数/m3。2.2、压力补偿压力变送器的量程设定。2.3、压力流量报警上限设定。3、涡街流量计的安装3.1、涡街流量计尽量安装在远离振动源和电磁干扰较强的地方,振动存在的地方必须采用减振装置,减.少管道受振动的影响。3.2、直管段的配置,前后直管段要满足涡街流量计的要求,所配管道内径也必须和涡街流量变送器内径一致。4、涡街流量计使用注意事项 尽量减少管道内汽锤对涡街发生体的冲击。振动较大而又无法消除时,不宜采用涡街流量计。1.对孔板流量计进行正确选型 选择孔板流量计,首先要考虑量程问题。有些是冬季用汽量相对大,而夏季用汽量相对较小,用汽量相差过于悬殊,那么孔板流量计在保证测量准确度的前提下,孔板流量计的流量范围就难以适应。因此,要明确最小流量(不是零)及最大流量,在此基础上选择符合相关运行参数的计量仪表。2.对孔板进行正确安装对于任何计量仪表都必须安装正确,否则就无法正常工作。正确安装孔板流量计,必须做到五点。①在所要安装计量仪表的前后必须留有足够长的直管段。②孔板流量计不能安装在整套管路最低处。③必须高度重视冷凝器的安装:两个冷凝器必须处于同一水平上,冷凝器的作用是使导压管中被测蒸汽冷凝;并使正、负导压管中的冷凝液面有相等高度;还必须保持长期稳定;还要充分考虑维护、拆换、吹扫便利。④导压管长度最好在16m以内,内径最好选用中10mm~016mm有防堵塞为好。导压管全程保温并确保正、负管处于同等温度以免密度变化引起误差。⑤装测温元件地方最好在节流件下游侧10D以外处,在管道或正压管上取压时,如压力变送器装在节流装置下方,必须对压力变送器的管路液柱值进行修正,以提高计量准确度。根据以上的介绍,我们在设计选型或更新改造时, 要结合流量计特性和介质的情况进行合理选择,充分发挥各种流量计的优点,扬长避短,同时应考虑投资成本.下面根据天然气净化厂各种介质的特点和目前使用流量计的实际情况提出流量计选型的基本原则.1.天然气的测量 天然气是净化厂的生产对象,进厂的原料和出厂的产品都是天然气,由于进厂的原料天然气(湿天然气)含有少量的固,液体杂质,H2S和CO2含量较高,有一定腐蚀性,流量计可选择带阀式孔板节流装置的孔板流量计,以便定期清洗更换孔板, 防止孔板的锈蚀和入口边缘磨损,提高计量准确度;出厂天然气比较干净可选择带阀式孔板节流装置的流量计或气体超声流量计,气体超声流量计适用于大管径流量测量,准确度可优于1.0%,但一次性投资较高;对于工厂用天然气,由于管径较小,除孔板流量计外,也可选择旋进旋涡流量计,涡轮流量计等,选用涡轮流量计时应在上游安装过滤器.2.酸性气的流量测量 净化厂的酸性气是含有很高浓度的H2S和CO2的气体,这是净化厂从原料天然气中处理出来的主要物质,该气体的特点是压力低,带有一定水汽,腐蚀性强;因此测量酸性气流量的流量计可选用孔板流量计,均速管流量计,楔形流量计或弯管流量计,目前使用的有孔板流量计和均速管流量计,从流量计结构上讲,选择楔形流量计比较合适,它不存在积液问题,维护量也很小.3.蒸汽流量测量 过去普遍使用孔板流量计,由于孔板流量计在高温下孔板易变形,因此,可选择涡街流量计,均速管流量计,楔形流量计或质量流量计,但应考虑温度压力修正.4.化学溶液流量测量 天然气净化厂用于工业生产的化学溶液品种不是很多,对于脱硫和脱水的化学溶液由于是反复循环使用,溶液中含有部分悬浮物,过去大多数使用孔板流量计是不太合适的, 应选择楔形流量计或弯管流量计;也可选用外夹式超声流量计;盐酸和氢氧化钠流量测量应选择带防腐内衬的电磁流量计.5V液体硫磺流量测量 液体硫磺是天然气净化厂的副产品,过去由于流量计产品的局限性,很多净化厂均没有安装流量计,部分厂安装了涡轮流量计,但使用效果不佳;目前可供选择的有质量流量计和楔形流量计.由于液体硫磺一般管压力都不太高, 因此选用质量流量计较为合适.6.工业循环水流量测量 由于水的测量相对容易一些,因此可供选择的流量计比较多,如孔板流量计,涡街流量计,均速管流量计,电磁流量计,超声流量计都可用于工业水测量;若测量管口径较大,选择超声流量计比较理想,对于较小口径的选用电磁流量计效果比较好.7.污水流量测量 污水流量测量选择电磁流量计,楔形流量计比较合适,水质较好也可选用孔板流量计.
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