旋進旋渦流量計的結(jié)構(gòu)與原理
■ 結(jié)構(gòu)特點
對于氣體的計量,由于其密度受溫度、壓力的影響較大,為了能準(zhǔn)確計量氣體介質(zhì)的體積流量,必須同時跟蹤檢測介質(zhì)的溫度和壓力,并將不同情況下的氣體流量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量。隨著科技發(fā)展,旋進旋渦流量計已由非智能型發(fā)展到智能型,功能進一步完善,穩(wěn)定性也進一步加強。下面簡單介紹一下智能旋進旋渦氣體流量計的結(jié)構(gòu)特點。
(1)流量計的結(jié)構(gòu)
旋進旋渦流量計主要由四大部件組成:
1)旋進旋渦流量傳感器,由旋渦發(fā)生體、殼體、旋渦檢測組體、除旋整流器組成;
2)流量積算儀,由外殼、溫度接口、壓力接口、顯示窗口、輸出接口組成;
3)溫度傳感器組件;
4)壓力傳感器組件。
(2)主要特點
1)集溫度、壓力、流量傳感器和智能流量積算儀于一體,可檢測工作介質(zhì)的溫度、壓力和流量,并進行自動補償和壓縮因子自動修正,可直接檢測氣體的標(biāo)準(zhǔn)體積流量或飽和蒸汽的質(zhì)量流量。
2)無機械可動件,不易腐蝕,可靠度及穩(wěn)定性好,長期工作無須維護。
3)溫度、壓力以及流量等參數(shù)可顯示于LCD屏上,又可用4~20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號輸出與其他自動化系統(tǒng)接口。
4)機內(nèi)可憑內(nèi)置電池工作,又可由外接電源供電運行。
5)具有防爆功能,可用于有爆炸性危險的場所。
■ 工作原理
流量傳感器工作原理:旋進旋渦流量計屬于速度式測量儀表。它通過測量與流量成正比的頻率信號,來測量流體的體積流量。進入流量計的流體,通過旋渦發(fā)生器產(chǎn)生旋渦流,旋渦流在文丘利管中旋進,至收縮段突然節(jié)流使旋渦流加速。
智能旋進漩渦流量計主要用于氣體的測量,積算儀中微處理器按照氣態(tài)方程進行溫壓補償,并自動進行壓縮因子修正。
■ 工作原理圖
流量計的壓力損失
由于旋進旋渦流量計通過節(jié)流段使旋渦流加速,因此必然存在壓力損失的問題。目前有式(1)、(2)兩種計算壓力損失的方法。
(1) △P=ρ/(1.205) △P0
(2) △P=37ρQv/DN4
式中:
△P—流量計的實際壓力損失,KPa;
Ρ—工況下的介質(zhì)密度,Kg/m3;
△P0—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,介質(zhì)為干空氣時的壓力損失,KPa;
Qv—介質(zhì)流量,m3/s;
DN—管線的公稱直徑,m。
經(jīng)過反復(fù)計算得出結(jié)論:利用公式(2)進行壓力損失的計算,進行儀表選型能夠與實際相符合;
使用過程中存在的問題
1、計量工藝流程存在的問題;
2、壓力傳感器選擇不合適引起的誤差;
3、溫度、壓力傳感器零點漂移引起的誤差;
4、環(huán)境溫度的影響。
為保證計量精度采取的措施和建議
1、嚴(yán)格按照流量計安裝要求進行安裝。在介質(zhì)中含有原油和微量顆粒雜質(zhì)的情況下,力爭垂直安裝,防止原油顆粒雜質(zhì)淤積在旋渦發(fā)生體內(nèi),引起計量誤差。在冬季流量計殼體要進行保溫,以免積液,如有積液現(xiàn)象要及時放水。
2、對于壓縮機往復(fù)泵干擾造成的脈動流采取遠離干擾源頭計量是有效的方法。如條件不允許的情況下可在往復(fù)壓縮機管道的適當(dāng)部位安裝孔板是消減現(xiàn)場管道內(nèi)壓力脈動的有效措施。 具體做法是在足夠容積的容器入口法蘭處,根據(jù)量好的實際情況安裝恰當(dāng)尺寸的孔板(孔板尺寸根據(jù)現(xiàn)場定),把原管道中的駐波改換成行波,從而降低壓力脈動達到減小波幅的效果。
3、定期標(biāo)定
根據(jù)該公司實際情況,現(xiàn)用的旋進旋渦流量計檢定周期為一年,對懷疑有問題的流量計要及時標(biāo)定,以保證溫度、壓力傳感器及其他部件正常工作。
4、加強計量儀表的日常管理。定期檢查計量工藝流程狀態(tài),發(fā)現(xiàn)問題及時整改。
渦街流量計案例分析
故障現(xiàn)象:渦街流量計在運行中流量顯示總是超上限,其顯示的流量比實際流量值大幾倍。
故障分析:渦街流量計安裝在空壓機出口處,當(dāng)開機時較大,導(dǎo)致測量直管段的振動,振動造成流量比實際流量值大幾倍;由此可見管道的振動對流量計有很大的影響,因此必須解決管道的振動問題。
故障處理:為解決的振動對管道的影響,在空壓機的出口管道上安裝了防振波紋管,管道的振動有所降低,但是流量計仍然不能準(zhǔn)確計量。后來又在流量計接口處安裝防震波紋管,取得很好的效果;空壓機出口zui大壓力為0.8MPa,因此選用了耐壓1.6 MPa的防振接頭,在防振接頭能承載大壓力的條件下徑向不變形,這樣就確保渦街流量計傳感器位置相對穩(wěn)定。
故障現(xiàn)象:渦街流量計在運行中流量顯示一直都很正常,數(shù)據(jù)也較準(zhǔn)確。一次用戶檢修,關(guān)死了流量計前端閥門后,流量計仍然有流量顯示。
故障分析 :
( 1) 檢查流量計設(shè)置參數(shù)是否正確。
(2)檢查流量計的工作環(huán)境,發(fā)現(xiàn)附近有大功率電機,懷疑是大功率電機產(chǎn)生電磁信號干擾;檢修屏蔽線接觸良好,調(diào)整流量計內(nèi)部參數(shù),故障依舊。
(3)后來發(fā)現(xiàn)流量計一直顯示50Hz的頻率信號,根據(jù)Q=f×3.6/kτ(m3/h)其結(jié)果正好與儀表瞬時流量值一致,因此懷疑受工作電源交流信號的影響;根據(jù)流量計使用手冊提示的處理方法:當(dāng)有50Hz和60Hz電源頻率疊加在信號波形上,可適當(dāng)使流量計完全接地,將轉(zhuǎn)換器和傳感器完全接地,仍然有流量顯示。
故障處理:從供電電源著手,將普通的穩(wěn)壓電源換成開關(guān)電源,故障消除。(開關(guān)電源與普通電源相比,有吸收濾波系統(tǒng),能吸收各種高頻低頻交流信號的干擾)另外,根據(jù)故障原因,可以在流量計前加裝隔離型配電器,也可以起到抗干擾作用。
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