德国VSEAR400流量计生产同时我们还经营: 管道式大口径流量计的在线校准方法,一般为标准表比对法、利用蓄水池作为测量容器的液位落差法和检测电气参数法,比如CJ/T364-2011《管道式电磁流量计在线校准要求》中,规定了标准表比对法和电气参数检测法。在不得已情况下采用验证方法,如经常采用的物料平衡法、热量平衡法、设备能力法、流量增量验证法等。近年来发展起来的非实流法校准液体超声流量计的现场校准方法,主要是通过测量声速来实现液体超声流量计现场校准,适用特大口径的流量计,如国家颁布实施的JJF1358--2012《非实流法校准DN1000~DN15000液体超声流量计校准规范》。 本文在线校准试验采用1.0级夹装式时差法.超声流量计作为标准表,被测流量计是管道大口径电磁流量计,校准测量时间为20~30min。在线校准方法参照JJG1033--2007《电磁流量计检定规程》和CJ/T364-2011《管道式电磁流量计在线校准要求》。2012年、2013年的部分试验结果如表2所示,其余约60台电磁流量计的试验结果以计量误差分布图给出,如图1所示。 从表2和图1中可以看出,其计量误差大部分在±5%左右,但有的误差甚至超过±10%,最大的计量误差接近±20%。究其原因,除流量计选型有误(实际管道流速在电磁流量计规定流速的下限附近或以下),安装不规范.(如阀门件扰流等),直管段不足和存在非满管流等缺陷需要进行改造外,还有现场在线校准.时诸多因素的影响。按照热式气体质量流量计安装方式的不同,可以分为插入式和管段式热式气体流量计。插入式流量计(一般有两部分组成:检测探头和转换器)一般采用法兰盘安装或其他方式安装,将测量探头插入待测流体管道内,通过转换器部分对检测探头部分采集的信号进行处理,按一定的关系换算成实际流量并通过表头显示。插入式流量计在大、中型管道以及特大型管道的流量测量上,相对于管段式流量计有着一定的优势。管段式气体流量计,将测量探头部分固定在一段标准管道内,在使用时,必须要在实际流体管道上转接上标准管道,分布式热式流量计多采用这种方法。 按流量计检测变量的不同,将之分为恒定温差型和恒定功率型流量计。恒温差型流量计是指,随着流体的流动,测量探头上热量散失,系统以一定的功率对测量探头进行加热,维持两个探头恒定的温度差(比如 100 摄氏度)。恒定功率型是指以某一恒定的功率对测量探头加热,流量为零时两个探头的温度差为某一温度差值(比如100摄氏度),随着流量的变化,两个探头的温度差值发生变化,使流量与温度差值之间体现一定的关系,以此为依据而设计的流量计。 按照热源作用位置的不同,将热式气体质量流量计归结为热分布式和热耗散式两大类。热耗散式流量计采用的是热力学中的金氏定律,因此又称为金氏流量计。热分布式流量计利用气体流动传递热量,改变被测量管道上的温度分布情况,主要应用在微小流量的洁净气体测量和精细制造工艺的过程控制等。电磁流量计的特点 电磁流量计的原理决定了其具备如下特点:1.传感器内既没有叶轮,也没有旋涡发生体和探头,因而也就从根本.上避免了回收水中的杂物、泥沙等对叶轮的缠、卡及对旋涡发生体和探头的包围等因素造成的计量不准或计量停止的现象。2.测量不受被测液体的密度、粘度、温度、压力和导电率变化的影响,.所以特别适用于尾矿回收水这种泥沙浓度随回收水t多少而变化的液体的测量。3.传感器电极结构多样化,可根据不同的应用条件选择叮拆卸式、固定式和刮刀式电极,特别是刮刀式电极,可在不停被测介质的情况下对电极进行清理,应用起来非常方便.4.安装方便,可水平、垂直或倾斜任意角度安装,对下游直管段要求较低,且衬里和电极有多种材料可供选择,所以有耐腐蚀和耐磨等特点。5.仪表采用了:态方波励磁技术,先进的小信号处理技术和软件技术,抗干扰性能强,精度稳定可靠。6.仪表不能测址气体、油品、有机溶剂等不导电介质。电磁流量计应用与效果我们在安装使用过程中,除了满足常规的要求外,着重强调了如下几点:1.选择的安装地点保证了电磁流量计在计量时传感器内时刻注满介质,且上游有5D,下游有2D以上的直管段,有足够的安装检修空间;2.安装流量计时做了面积约2m²的接地网,.接地网离地面要有足够的深度,并在掩埋接地网时撒了部分工业用NaCI以确保传感器接地电阻小于102;3.由于安装地点离电机和配电盘较近,为防止电磁干扰,我们把整个一体式流量计用铁箱全部罩住进行了屏蔽,并将屏蔽铁箱单独可靠接地(抄读数字时打开铁箱读数);4.在使用过程中,每半年清理一次传感器电极,以防止上面的污垢影响信号的输出。利用电磁感应原理,电磁流量计一般被用来测量流过管道中导电流体的流量。不管流体的性质如何,只要其具有微弱的导电性(电导率大于8X10-5Ss/m)即可进行测量。通常,油田三采注入的聚合物混合液的导电性能良好,符合这种测量条件。 如图1所示,根据电磁感应原理,当导电流体,在磁场强度为B的磁场中以速度V运动时,切割磁力线而产生电场E关系为 则在线形长度为L的a和b两点之间产生感应电动势Ɛab a、b两接收电极之间的距离L为已知常数,B为已知的磁场强度。故εab是V的单调函数,Ɛab随V变化而变化。而瞬时流量g等于流速V与导管截面积S(常数)的乘积,因此有 式中K一仪器常数, 只要通过电磁流量计电路测得Ɛab,即可得到对应的流量Q。用于动流测量的电磁流量计,通常在下列三个方面须作特殊设计,并在投运时作适当的调试.1.激励频率可调,以便得到与动频率相适应的激励频率.太和太低都是不利的.2.电磁流量计的模拟信号处理部分应防止动峰值到来时进入饱和状态.动流的动峰值有时得出奇,如果峰值出现时,电磁流量计的流量信号输入通道进入饱和状态,就如同峰值被消除,必将导致仪表示值偏低.3.为了读出平均值,应对显示部分作平滑处理.由于电磁流量计的测量部分能快速响应动流流量的变化,忠实地反映实际流量,但是显示部分如果也如实地显示实际流量值,势必导致显示值上下大幅度跳动,难以读数,所以,显示应取段时间的平均值.其实现方法通常是串入惯性环节,选定合适的时间常数后,仪表就能稳定显示。但若时间常数选得太大,则在平均流量变化时,显示部分响应迟钝,为观察带来错觉.动流流量测量方法有三种:a.用响应快的电磁流量计;b.用适当的方法将动衰减到足够小的幅值,然后用普通流量计进行测量;c.对在动流状态下测得的流量值进行误差校正. 有的系统中,b c两种方法需结合起来才能实现测量,这是因为动幅值大,出估算公式的适用范围,若仅用阻尼方法,衰减后的动幅值又未能进入稳定流范围。德国VSEAR400流量计生产1.量程选择.当使用低量程的流量计时,仪表读数偏差会增加,而使用满量程时,若参数值波动较大,则会使测量值偏低。2.差压计零位,静压漂移,随环境改变示值超差。3.差压计读数误差的影响因素有:(1)双波纹管差压计安装时其倾斜度超标或安装不牢靠。(2)存在静压零位误差。(3)波纹管受腐蚀或泄漏。(4)四连杆机构摩擦过大。(5)记录笔在卡片上压得过紧,墨水管紧使笔尖不能正常工作。(6)差压计存在不规则的校验特性,且为不可修正,或可能存在校准误差。(7)记录曲线为人为手动补描。(8)记录卡片不规范,存在偏心引起流量计误差。(9)时钟走时不准。热式气体质量流量计传感器探头是流量计的测量单元,可以把需要采集的信息准确无误的转换成信号量传输给系统,是信号量采集的通道,是实现流量计实时计量的必要前提。如下图所示,这是我们实验所使用的流量传感器探头。由于是插入式热式气体质量流量计,所以在使用时,必须要调节探头的长度,使流量探头(即 Pt20)处于管道的正中心位置,减小偏心安装产生的一切误差,以便获得精准的管道流量信号。同时,由于流量探头和气体直接接触,所以灵敏度得到很大的保证,灵敏度基本上处于最灵敏状态;但是从气体组分,气体粘度,粉尘颗粒,气压与结构强度等角度考虑,后期必须将流量探头进行封装,保证热式气体质量流量计传感器的受冲击能力,增加传感器探头的抗污染能力,延长传感器的使用周期。测量沼气的流量计如何选型:注意连接方式;注意结构类型;注意显示方法;注意信号输出方式;注意防爆形式。流量计连接方式:法兰卡装式(表体不带法兰)或法兰连接式(表体本身带法兰)。一般建议选用法兰卡装式,因为其结构紧凑,价格低,而且供货周期短。流量计结构类型:一体型结构和分体型结构。一般采用一体型结构,只有在特殊场合下采用分体型结构(如:介质温度高时、环境温度或湿度高时、带现场显示为读数方便时)。流量计显示方法:无现场显示、带现场显示和只带现场显示。现场显示是指在表头上装有液晶显示电路,可显示累积流量、瞬时流量等参数。流量计信号输出方式: 脉冲信号输出和4~20mA标准电流信号输出。一般情况下建议采用脉冲信号输出,因为脉冲信号直接与旋涡脱落频率相对应,不需转换,具有最高的累计精度;同时,脉冲信号传输效果较好。标准电流信号输出一般用于与终端或控制系统组成流量测量系统。流量计防爆形式:非防爆型和本安防爆型。如果被测介质是易燃易爆物质或测量环境存在易燃易爆物质,应选用防爆型。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。1.安装地点的选择①尽量避免将电磁流量计安装在温度经常变化的地点,降低温度变化引起的温漂,减少流量不稳情况。如果现场受到热源的辐射,必须采用热隔离或通风设施。②避免将流量计安装在受振动或撞击的地方。③尽量避免将电磁流量计安装在腐蚀性环境中,若不能避免,尽量选择通风良好的环境。④电磁流量计尽量避免阳光直晒。⑤请勿将电磁流量计安装在电动机、变压器和其他强电源附近,减少电磁干扰。⑥留足必要的安装及检修空间。2.流量计可自动检测正反方向 安装仪表时,应使流向箭头同现场实际正流向保持一致。对分离型仪表,交换转换器或传感器一端的CD1和CD2端子上的连线,相当于切换流向。3.传感器(含--体型)与管道的连接要求 首先,要注意传感器本身不能作为荷重支撑点,它不能支撑毗连的工作管道。同时,传感器安装时应当使其不受过大的拉紧应力,应考虑消除毗连管道因热膨胀产生的应力影响。安装传感器时,应保证测量管与工艺管道同轴。法兰之间加装的法兰垫圈,应有良好的耐腐蚀性能,该垫圈不得伸入管道内部。在传感器邻近管道进行焊接或火焰切割时,要采取隔离措施,防止衬里受热。为可靠测量,重要的是电极应当完全浸没在被测流体中,传感器可以安装在任何方位(水平、垂直、倾斜),只要通过电极的连线基本处于水平位置即可(与水平线夹角一般<10度),为了进一步减小夹带气泡对测量的影响,可以适当提高工作压力。要避免管道内产生负压,损坏衬里。仪表安装场所的磁场强度应小于400A/m。4.与金属管道的连接、连线和接地 流量信号是以介质为参考点(0V)的差动信号,传感器内部已将信号参考点(OV)与金属测量管连通。一般通过管道法兰与仪表法兰的连接螺栓虽然能使流量计取得介质电位(0V),但正规的方法是加装电气连线,确保以介质为OV的流量信号可靠输出。传感器还应加接地线,接地电阻应小.于10欧姆。5.其他安装注意事项①电磁流量计接地装置应独立设置,不能与电气系统共用接地装置,接地电阻≤109.②仪表安装完毕,通过2mm2铜芯软线将电磁流量计接地极连接到接地装置。③为了保护电磁流量计内衬不被机械划伤,建议管道吹扫完毕后,再安装电磁流量计。同时,在焊接管道时,严格控制电焊机接地线搭接位置,避免用电磁流量计本体作为导体通过焊接电流,以防电子线路被击穿,造成仪表损坏。④为了防止电磁流量计受到管道的振动、热胀冷缩的影响,避免将电磁流量计单独固定,可以通过管道一起进行支撑。⑤电磁流量计中心轴应与管道中心轴保持同心,以免引起测量误差。⑥搬运电磁流量计时,应保证流量计测量管部位均衡受力,或通过本体的吊环进行搬运,不能让流量计信号引出管和接线盒受力。⑦当介质中含有固体沉淀物时,电磁流量计应垂直安装,避免安装在水平管道的最低点,以防物料堆积在管道内。⑧尽量远离泵出口安装,因为泵出口介质状态不稳定并且距离电动机太近,容易产生干扰。德国VSEAR400流量计生产电磁流量计应用中主要存在以下几点不足:(1)电磁流量计井下精确定位问题。由于仪器本身没有深度定位装置,仅器下入深度的计量是靠绞车上的深.度计数器来完成。深度计数器计量结果的精度不但与计数器本身有关,而且还与工作环境有关。如果深度误差太大,测量结果就失去意义。因此,深度校正是现场测试的一个关键问题。(2)管径变化对测量结果的影响。通常应用的电磁流量计是中心流速式的,仅器的标定是在特制的管道中完成的,如果测量环境与标定环境不同,就会出现测量误差。以内流式仪器为例,若它在内径为φ62mm光油管中标定,在内径为φ59mm的涂料油管中测量时就会引入最大15.28%的误差。这是系统误差,因此在仪器测量过程中要搞清楚被测管道的内径,解释资料时要扣除因管径变化引起的测量误差。大量实际测量数据表明,由管径变化引起的误差都在10%以内。(3)电磁流量计的标定问题。仪器是用清水标定的,若注,入介质改为污水或其它非清水介质时会对测量结果产生什么样的影响,也是应用中要考虑的一个问题。在实际应用中,常常需要在现场对仪器进行标定,且要保证标定结果的准确性。(4)不能连续测量。电磁流量计如果能连续测量管柱内的流动剖面,就能直观地反映出整个井筒内的吸水情况,这样有利于测井资料的解释。由于结构设计上的缺陷,电磁流量计目前还不能完全实现连续测量。作为流量计,首先需要确定它的通径和流量测量范围即确定传感器测量管内流体的流速范围。 流量计量程范围的选择对提高流量计工作的可靠性及测量精度有很大的关系根据不低于预计的最大流量值的原则选择满量程.正常常用流量最好超过满量程的50%这样就可以获得较高的测量精度。 传感器通常选用与工艺管道相同的通径或者略小些.在量程选定的情况下通径的选择是根据不同的测量对象以及传感器测量管内流体流速的大小来决定的.电磁流量计所测流体的流速从其测量原理本身考虑可以选得很高有些场所曾选到10m/s但在一般使用条件下,考虑到管道中流体的流速与压力损失的关系流速选择在2~4m/s为最适宜.在特殊情况下要按照不同的使用条件来确定。例如对于带有有颗粒造成管壁磨损的流体常用流速选为≤3m/s对于易粘附管壁的流体常用流速则选为≥2m/s.在测量纸浆时流体的流速提高到4m/ s 以上,可以达到自动清除电极上附着纤维的目的。 确定了流速以后流量计传感器的通径可以根据下述关系式确定。电磁流量最大流量选择参考图金属管浮子流量计常见故障及处理方法1.指针抖动 轻微抖动,-般都是由于流体流动自然引起的,不影响正常使用,可以在仪表的设置中适当的加大阻尼参数。剧烈抖动,一般是介质波动,脉动引起,还有一种原因是安装不正确,安装工况不符合流量计的要求,超过流量计的可测量量程。2.指针不动 一般是浮子卡死,不能随着流体流动而上下移动。我厂的多台金属管浮子流量计均出现过这种现象,通过拆检,发现是浮子卡死引起的。进一步分析原因为,浮子的导向轴由于长年磨碎形成凹槽,导向轴转动,与D形固定环卡住,导致浮子不能移动。我们的处理方法是将D形孔扩成圆形孔使得浮子能上下移动,使得仪表在不更换的情况下回复运行。还有-种原因是浮子.上的磁钢吸附介质中的铁磁性物质,8积月累,形成水垢状结合体,导致浮子移动不灵活甚至不能移动。这种情况是加装过滤装置,及时清理,定期维护方能正常使用。3.流量计没有显示 可能是电源接触不良或接线脱落,查看电源供应是否正常,接线是不是紧固,正负极是不是接反等。还有就是流量计内部电路损坏,显示组件损坏,处理方法是更换电路板显示部件等。4.实际流量与指示流量不一致 一般是浮子受介质腐蚀造成浮子的质量体积等发生变化,造成仪表系数与出厂标定的数值不一样,所以显示的流量与实际相测得的的流量存在误差。还有就是锥管内直径尺寸变化,与浮子变化一样,都是改变了仪表的系数,与出厂标定的数值不一样等。解决办法是更换成耐腐材料,或者重新标定,或者换新的浮子。如果还不能解决,那只能更换流量计了。浮子、椎管附着水垢污脏等异物层,那么就要对内部进行清洗蒸汽吹扫,还要防止损伤椎管内表面和浮子,保持浮子原有光洁度。还有就是流体本身发生变化,与原来的密度相比发生变化,不能准确测的流量。那么使用时只能修改内部参数使得适应新流体的密度等特性。气体、蒸汽、压缩性流体温度压力变化,那么温度压力等运行条件变化对流量测量值影响颇为灵敏,按新条件作换算修正。流体脉冲,气体压力急剧变化,指示值波动,那么虽然浮子偶发跳动影响不大,但周期性振荡,管道系统必须设置缓冲装置,或者改用有阻尼的仪表。液体中混入气泡,气体中混入液滴,那么混入物改变密度等影响,做必要改进排除之。用于液体时仪表内部死角存留气体,影响浮子部件浮力,那么对小流量仪表及运行在低流量时影响显著,排除气体。5.指针指示呆迟 浮子和导向轴间有微粒等异物或导向轴弯曲等原因卡住,解决方法是拆卸检查,清洗,铲除异物,校直导向轴等。导向轴弯曲的原因大多是阀门快速启闭,浮子急剧升降冲击所致。磁耦合浮子组件磁铁四周附着铁粉或颗粒,解决办法是拆卸清洗使之运行自如,不卡顿。运行初期利用旁路管,充分冲洗管道。为防止长期使用时管道可能产生铁锈,可在金属管浮子流量计前装设过滤器。指示部分连杆或者指针卡住,解决办法是手动试磁铁耦合连接的运动连杆,有卡顿阻尼部位调整之。检查旋转轴与轴承间是否有异物阻碍运动,解决办法是清除义务或更换零件。磁耦合的磁铁磁性下降,解决办法是拆卸下仪表,用手.上下移动浮子,确认指示部分指针等平稳地跟随移动;不跟随或者跟随不稳定则换新零件。金属管浮子流量计与恒流阀组成的吹扫设备原理,如图1所示,以恒定人口压力为例: 弹性膜片受到向上的作用力为: P2A+P1a(1) 弹性膜片受到向下的作用力为: P3A+P2a+F(2) 在压力平衡状态时,即式(1)=式(2)时: P2A+P1a=P3A+P2a+F(3) 作为压力调节器膜片的压差P2-P3,我们可以得到: P2-P3=F/A-(a/A)(P1-P2)(4) 由于a<A,所以(a/A)(P1-P2)可以忽略不计,由于F和A都时恒定值,所以: C(恒定值)=P2-P3 当金属管浮子流量计测量介质是不可压缩的液体时,RE压力调节器可以适用于出口压力变化。对于式(4),由于P是恒 定的,P3是变化的,因此,P3变为:P3+△P,P2变为: P2+△P,所以: C(恒定值)=P2-P3
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