德国VSEAPG流量计电子样册同时我们还经营:热式气体质量流量计是利用传热原理,即流动中的流体与热源(流体中加热的物质或测量管外加热体)之间热量交换关系来测量流量的仪表,目前主要用于测量气体。热式流量仪表用得最多有两类,一是利用流动流体传递热量改变测量管壁温度分布的热传导分布效应的热分布式流量计,曾称量热式TMF;另外--类是利用热消散(冷却)效应的金氏定律TMF又由于结构上检测元件伸入测量管内,也称插入型或侵入型。插入型的工作原理及流量计算如下: 如图所示,插入式热式气体质量流量计由两个电阻温度计组成传感器,一个测温探头,感受流体温度T2另一个电阻温度计由电路加热到温度T1用来测量流体带走的热量变化,亦称测速探头。T1高于T2。并保持△T恒定,即△T=T1-T2。当流体流经传感器时,由于测速探头的自身温度T1高于测温探头感受的温度即流体温度T2,流体便带走了测速探头上的一部分热量(高温向低温传递),使T1下降。电路为保持△T恒定,便增加对测速探头的加热功率,使△T=T1-T2恒定。流体带走测速探头.上多少热量,电路便增加相应数量的电功率,两者之间存在着一个函数关系"。设对测速探头的加热功率为P1,流体的质量流量为Q,则根据流体流过测速探头时所带走的热量与对测速探头的加热功率相对应的原理,得到下列关系式: 式(1)中,PocQ 因此,可以通过测量加热功率P,来测量带走这部分热量的流体的质量流量。由于带走着部分热量的是流体的分子,所以,测速探头直接测量的是流体的质量流速pv,此时,只要乘上管道的横截面积,就可以得到流体的质量流量了。由于气体流过探头时带走热量和气体的质量流量成比例关系,也和探头间温差有关,流量越大,两探头之间温差越小,气体质量流量与温差之间的联系通过质量流速ρv建立"。 式中:Qm-质量流量,kg/s; Kv-测量头仪表系数; a-速度分布系数; B一阻塞系数; x-干扰系数; A-仪表表体(测量管道)的内橫截面积,m² ρv一质量流速,kg/(m²·S)。 基于_上述原理,对于大管径的流量测量来说,虽无相应的大管径标定装置来对流量计进行标定,但只要在标准口径的标定装置.上测定相应的质量流速,也就可方便地测量出大管径中流体的质量流量了。 由热式气体质量流量计中于两个传感器都是用性能稳定的金属铂材料通过特殊工艺密封在316L不锈钢管或抗酸、碱腐蚀的K2760哈氏合金或铂套管中制成,因此极为坚固,并不会污染被测流体或受被测流体污染,且其抗腐蚀性能相当好。1.涡轮流量计的通气和停气要求。通气顺序:保证流量计后端的阀门处于关闭状态;再缓慢开启流量计前端的阀门确保升压速度≤35kPa/S;最后缓慢开启流量计后端的阀门,使其从小流量下运行直至调节至需要值。整个过程保持有压启动。停气顺序:先缓慢关闭流量计后端阀门:再缓慢关闭流量计前端阀门。2.防止长时间超量运行。超流量运行会严重影响使用寿命,降低计量精度导致误差增大;(注意观察表头工祝流量百分比不宜长时间超百分百)瞬时流量:从瞬时流量的观察,结合用户当时用气情况判断是否有小火不走,大火超量程现象。仪表运行时流量范围应在20%~70%之间。如果长期低限运行或高限运行都会对计量有影响:是否是用户用气负荷或用气设备发生了改变.应及时解诀。3.注意温度、压力的数值。 根据气态方程式: 方程式中:V。为标准状态下的体积量.(m2);V为工作状态下的体积量(m³);Z为工作状态下的气体压缩系数。P=Pa+Pg为流量计压力检测点处的绝对压力(kPa):Pa为当.地大气压(kPa);P为流量计压力检测点的表压力(kPa);P为标准大气压(101.325kPa);T为标准状态下的绝对温度(293.15K):T为介质工况条件下的绝对温度(273.15+t):K,为被测介质摄氏温度(℃);F为气体压缩因子从公式可以看出,误差主要集中在压力、温度的检测精度两方面.在发现流量、温度、压力值与实际偏差较大或示值不稳定时,或与以前经验数值存在较大偏差时,要及时处理o(4)在日常维护中或抄表检查时,应查看显示仪表上是否有异常符号。如有电池符号的闪烁表示电池快没电了,应及时更换电池;如有异常报警、异常警告的符号出现要及时发现.有助于处理和发现用户的违规用气行为.(5)对于有机械读数带修正仪的进口涡轮表,除抄取标况体积值之外,同时应该及时比对基表读数与修正仪.上的工况流量是否一致,两者正常情况下应该是相差不大的。(6)工艺管道检修时应拆下流量计.然后用干净的布把两端包好,防止污物、铁霄等落人流量计将涡轮叶片损坏。.(7)为保证涡轮流量计长期正常工作.应加强仪表的运行检查.监测叶轮旋转情况,如声音异常应及时卸下检查传感器内部零件。涡轮轴承磨损严重或叶片打坏的,必须维修更换.并重新检定。(8)有润滑油或清洗液注人口的传感器,应按要求定期注入润滑油或清洗液。保证叶轮良好运行。在无润滑油情况下长期连续运行势必造成致命磨损.阻尼力增加而导致运行变慢,计量结果产生负差并且影响使用寿命;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。1.一次测量元件引起的误差 孔板流量计中的节流元件是尖锐的直角边缘,流体在节流元件的入口收缩,根据伯努力方程,流速增加,压力减小,孔板的测量原理就是根据孔板入口和出口的压差进行测量的。孔板平钝后流出系数增大,产生测量误差。流出系数对蒸汽流量测量的影响是普遍存在的。 测量管也是节流装置的组成部分,其结构尺寸对流体流动状态有重要的影响,测量管除满足前10D后5D的要求外,还对内表面的光滑度有要求。粗糙管的流速分布与光滑管是有区别的,流出系数也不相同,管道结垢、腐蚀,流出系数发生变化,产生测量误差。 对于孔板入口边缘磨损的问题,我们可以选用标准喷嘴,由于喷嘴入口是一个光滑的曲面,它的抗磨损,抗积污,抗变形程度远好于孔板,流出系数稳定性也比孔板好,压力损失也比孔板小得多,而且它的检定周期为4年,大大减少了维护费用。 对于测量管的问题,在管道安装时就尽量选用光滑度高,质量好的管道,必要时请专业厂家定制测量管道、连接法兰,冷凝器等,补偿用的温度和压力测量点也可以统一开工获取。虽说一次性投资高些,但由于投入使用后没有特别原因,一般不进行更换,还是使用周期越长越好,这样综.合经济效益还是高些。2.测量信号的传递失真 测量信号传递是孔板前后的差压信号经导压管传递到差压变送器,由于结构的不同,孔板流量计不同于涡街流量计那样直接装在管道上,它需要进行信号传递。对于蒸汽流量测量而言,传递部分可由阀门,导压管,冷凝器等部件组成。对于信号传递部件来讲,应保证传递信号不失真。实际使用中的大部分故障,往往是信号传递失真引起的。差压信号产生的传递失真比作为补偿用的温度和压力信号失真影响更大,必须引起注意。冷凝器在信号传递中处于关键位置,冷凝器中的液面保持一定高度,多余的冷凝液要回流到蒸汽管道,既要保证冷凝器中蒸汽很好地冷凝,又要使冷凝液回流畅通无阻。 气相导压管的一次根部阀门应保证蒸汽气相进入冷凝器,冷凝器里面多余的冷凝液回流到蒸汽管道,否则两只冷凝器液面不能保持相平,会对差压信号产生附加误差。一次根部阀门尽量选用闸阀,保证压力信号传递通畅无阻,减少测量误差。 测量用的导压管要加保温伴热,否则冬季不能正常工作。不管采用电伴热还是蒸汽伴热,一定要保证两只导压管受热均等,不然会因导压管中的液体的密度不同而产生附加差压误差。 作为压力补偿用的变送器一般和压力取压口不在同一高度上,如果变送器比取压口低,所测出的压力为管道中蒸汽的压力加上导压管中冷凝液产生的压力,可在变送器中进行正迁移将这部分压力迁移掉。使变送器测出的压力为管道中实际蒸汽压力。3.蒸汽密度问题产生的误差 测量蒸汽质量流量时要根据蒸汽的密度进行计算,因蒸汽的密度计算不准确产生测量误差。蒸汽流量测量仪表中涡街流量计是用工艺车间提供的蒸汽密度值为参考值,不是实际的密度值,得出的蒸汽流量会和实际流量有误差。选用涡街流量计时,最好选用能进行温度和压力补偿的型号,并且安装测温和测压元件取得温度和压力数值。孔板式流量计测出的流量由DCS系统显示,没有进行温度压力补偿。为了提高测量的准确度,必须进行温度压力补偿。对于孔板流量计,取得差压信号的同时,还需测得温度和压力信号,通过DCS中的专用软件进行温度和压力补偿。4.相关系数的影响 流出系数C和可膨胀系数ε在一定范围内可看作常数,但是,当蒸汽的状况偏离设计状态时,其流出系数C和可膨胀系数ε就会发生变化,就不能视为常数。测量小流量时,随着雷诺数变小,流出系数C将产生较大的变化。测量高压时,则必须考虑气体的可膨胀系数ε的影响,如果我们只补偿密度变化的影响,即使实现了对密度的完全补偿,其它各参数变化累加后的最大误差仍达6%左右,其中,可膨胀系数ε引入的误差最大。所以,要想提高仪表的测量精度,除补偿密度外还应考虑整个补偿方程中其它参数变化的补偿问题。DCS中的蒸汽测量模块中,不仅有密度补偿方式,还有流出系数C和可膨胀系数ε的修正办法,只要我们选用合适的流量测量模块,就能提高蒸汽流量的测量准确度。 一般认为,蒸汽干度X较高(X≥95%)时流体可视为单相流体。温度压力补偿可按通常方法进行。但出现-定误差。干度越低密度越大。在蒸汽干度较低(X<95%)时,管道中的流体处于二相流状态。情况严重时,流体分层流动,产生误差更大。目前还没有在线的干度测量仪表测量蒸汽的干度,最好的办法就是加强蒸汽传输管道的保温,提高蒸汽的过热度,使蒸汽的干度较高,孔板流量计测量也比较准确。为保证超声波流量计流量测量精度,选择测量点时要求选择流体流场均匀的部分,一般应遵循下列原则:1、被测管道内流体必须是满管。2、选择被测管道的材质应均匀质密,易于超声波传播,如垂直管段(流体由下向上)或水平管段(整个管路中最低处为好)。3、安装距离应选择上游大于10倍直管径,下游大于5倍直管径(注:不同仪器要求的距离会有所不同,具体距离以使用的仪器说明书为准)以内无任何阀门、弯头、变径等均匀的直管段,测量点应充分远离阀门、泵、高压电、变频器等干扰源。4、充分考虑管内结垢状况,尽量选择无结垢的管段进行测量。外夹式流量计传感器安装要点 时差式超声波传感器安装方式有三种,分别是V法、Z法和W法,如图3所示。 测量时采用何种安装方式,仪器说明书均有规定,但在边界范围一般比较模糊。如TFX1020P时差式超声波流量计:V型安装法适用测量管径25~400 ㎜,Z型安装法适用测量管径100~2540㎜,W型安装法适用测量管径65㎜以下小管。V型与Z型、V型与W型在适用测量管径均有部分重叠,如遇此情况 则按下列原则选择最佳安装方式:V型安装一般情况下是标准安装方式,使用方便,测量准确。当被测管道很粗或由于被测流体浊度高、管道内壁有衬里或结垢太 厚,造成V型安装信号弱,仪表不能正常工作时,选用Z型安装。原因是使用Z型安装时,超声波在管道中直接传输,没有折射,信号衰耗小。W型安装适于小管, 通过延长超声波传输距离的办法来提高小管测量精度,如图3(c),使用W型安装时,超声波束在管内折射三次,穿过流体四次。 流量传感器安装方式有两种,分别是对称安装和同侧安装。对称安装适用于中小管径(通常小于600㎜)管道和含悬浮颗粒或气泡较少的液体;同侧安装适用于各种管径的管道和含悬浮颗粒或气泡较多的液体。外夹式超声波流量计传感器安装要求1、剥净测量点处附近保温层和保护层,使用角磨砂轮机、锉、砂纸等工具将管道打磨至光亮平滑无蚀坑。要求:漆锈层磨净,凸出物修平,避免局部凹 陷,光泽均匀,手感光滑圆润。需要特别注意,打磨点要求与原管道有同样的弧度,切忌将安装点打磨成平面,用酒精或汽油等将此范围擦净,以利于传感器粘接。2、在水平管段上,两个传感器必须安装在管道轴面的水平方向上,并且在轴线水平位置±45°的范围内安装,以防止管内上部流体不满、有气泡或下部有沉淀等现象影响正常测量,如图5所示。3、传感器安装处和管壁反射处必须避开接口和焊缝,如图6所示。4、传感器工作面与管壁之间保持有足够的耦合剂,不能有空气和固体颗粒,以保证耦合良好。智能电磁流量计离不开良好的显示界面。我们采用128*64的图形点阵液晶显示模块来显示累积流量、瞬时流量等数据信息。液晶显示模块(LCM),是将液晶显示器件、驱动及控制电路、以及温度补偿、驱动电源、背光等辅助电路组合在一起的一种相对独立的显示器件和设备。通常液晶显示器件本身引线众多,而且要将这些引线与驱动、控制等电路连接才能用于显示信息,因此生产厂家在制造液晶显示器件的同时,也将与之对应的驱动、控制等电路做成PCB板,然后用压框和导带或导电橡胶将液晶显示器件固定在PCB板上,从而组合形成液晶显示模块。图3.10是我们采用的MSC.G12864DYSY-1W型液晶模块的外部尺寸图。 图3.11MSC.G12864DYSY-1W型液晶模块的结构图,由图中可以看出电磁流量计液晶模块集成了两个KS0108B显示驱动控制器和一个KS0107B显示驱动器,两个KS0108B分别控制左右两个半屏(64x64)像素点的显示,KS0107B作为64行的行驱动控制。计量管路流量量程变化是实际使用中经常遇到的情况, 特别是直接对没有储气设备用户供气的计量更是如此。我国天然气、煤气的大部分消耗是供给城市作民用燃气的,一般日负荷的变化都比较大,流量的量程变化也就较大。常用孔板流量计的量程比一般为3:1,对于大量程比的场合,一般采用以下三种方法解决。(1)将大流量分段多路并联组合进行测量.在流量量程变化较大的场合,往往采用不同管径的计算管道并联组合,通过计量管路的组合切换来适应流量的变化;这是目前较为常用的方法。(2)更换孔板片改变值进行测量.在不改变标准孔板节流装置和差压计的情况下,通过更换不同开孔直径的孔板,改变孔径比的方法来实现流量测量。适用于较长时间的季节性流量较大幅度改变或供气量的突然变化致使差压计超出规定使用范围的情况。(3)用一台孔板流量计并联不同量程差压计进行测量.采用同一台孔板流量计的一次装置,并联两台或两台以上不同量程的差压计进行切换测量。1.正确选择外夹式超声流量计测量点和进行准确的管道参数测量发射器安装位置的选择遵循以下原则:选择充满流体的管段,如流体上流的垂直管段或完全水平的管段;测量点位置应远离弯管段、通、节流阀、阻尼孔、缩径管段或其它会引起紊流的管段,至少有10D管径的上游直管段和5D的下游直管段。对在泵、控制阀或套管弯曲段后的测量点,为保证更佳精度,其上游直管段长度会要求长达30D任何地方的测量点,一般只需5D的下游直管段。在水平管段上,发射器一般安装在管侧面的正側线上(以避免管道底部沉淀物或管道部的气泡、气穴引起信号丢失)。注意保证管表温度不超出发射器的额定工作温度。zui好选择内部没有腐蚀或锈斑的管段,减少测量的困难和不准确性。如不能完全按以上选点要求进行,仍有可能获得流量测量信号,但信号较弱,精度会降低。(注:D为被检流量计标称口径。)2.超声波探头的安装 选择合适的发射器安装测量点后,对超声流量计进行设置,根据管径的大小,选择合适的安装方法。当被检流量计标称口径≤200m时采用V法测量,标称口径>200m时采用Z法安装。将发射器安装选定的位置清洁干浄并去掉上面的锈斑剥皮和油漆,注意在水平测量管道发射器须安装在3点和9点位置。因为管道内上部位置往往聚有气泡或气穴,低部又集有沉淀物,从而引起信号丢失。将耦合剂沿纵长方向涂在每个发射器发射面的中央位置上。注意安装发射器时要将耦合剂进行挤压保证发射器和管表之间无气泡存在。用不锈钢带或尼龙带将发射器紧固在管表测量位置注意让发射器中线与管侧接触中线保持水平。超声流量计测量探头安装时,应根据管道水流方向以及两个探头上的流向标志正确安放上游发射器和下游发射器。3.其他干扰的排除 在周期性比对测试中,每次测量点应固定的永久性测量点。在比对测试完成后,在超声波探头的四周管壁涂刷防腐漆,取下超声波探头后在安装位置抹上黄油,并贴上一块塑料布,用以保护测量点。下次测量时,取下塑料布,擦掉黄油,用手锤击打测量点,将管道内壁新近结垢震掉,按防腐漆所留下的标记装上换能器即可测量,方便准确。若声波信号接受很弱或时有时无,则可能是管道内壁结垢太厚,或者是管内含有大量气体,使声波经常被阻断所致。可先用手锤击打测量点,如果接受的信号强度不断上升,说明是管壁结垢引起。如击打无效,则多为管内含有大量气体所致,排除气体即可。此外。还可以改变便携式超声波流量计探头安装位置或方式,探测现场管段流动状况。例如,沿着管圆周移动两换能器,核对所测不同位置的线平均流速,zui大流速处可能就是zui接近实际的平均流速位置,因为在最不对称位置的流速畸变所形成的平均流速读数最小。比较探头按Z法和V法安裝所测得的流速,如两者相差很大,表明存在严重横向流动,也就是有旋转流的迹象,应引起注意,采取措施。总之,用便携式超声波流量计对在线电磁流量计进行比对测试,只要准确操作,尽量减少随机误差和附加误差,基本上可以对外夹式超声流量计现场测量的稳定性和重复性作一个大致的定性评估。对于确实测量不稳定、精确度和稳定性偏差较大的长期现场应用的电磁流量计可以及时检测出来,从而采取更精确和更有针对性的方法和措施,满足现场计量和测试的需要。德国VSEAPG流量计电子样册1.动态励磁技术 所谓电磁流量计动态励磁技术,就是在三值矩形波励磁的基本前提下,根据现场流体状态对调整励磁频率进行适当的调整,从而提高测量的稳定性。现阶段,因为T业施工现场管路比较复杂,阀门、弯头、分支管以及变径管等对流体流态的影响比较大,并且支管路比较短,这样就不足以消除以上组件对流体的扰动。在这一工作环境下,通常电磁流量计稳定性比较差,这样就需要手动设置阻尼系数来提高测量的稳定性。但是阻尼会使流量测量跟踪速度比较慢,并且没有办法及时反应流量的变化,而动态励磁技术可以很好的解决这一-问题,倘若体波动比较大,就需要自动增大励磁周期,提高测量稳定性。对于比较复杂的环境,应该采用动态励磁技术与阻尼设置两者相结合的方式来提升液体测量的稳定性。2.信号处理系统 所谓信号处理系统,就是前置放大电路对接收的流量信号进行有效处理,并且在抑制噪声和干扰的时候,对收到的微弱流量信号进行放大。同时采用整形电路将差动的双端流量信号转变成单端流量信号,采用A/D转换电路将流量信号转变成数字量,随后将数字量进入单片机对数字进行计算,从而得到流速值和流量值。而智能信号处理系统能够很好的解决这些问题,首先对液体的电导率进行检测,随后根据电导率自动的选择波电容、电阻等,对不同电导率液体流量进行测量,从而达到提高测量精度的目的。3.误差修正技术 针对电磁流量计的误差,应该采用零点校正与基本误差修正相结合的方法,公式如下:V=kE-V0;其中V代表液体实际流速;k代表基本误差修正系数,E代表实测流速转换的数字量,V0代表零点偏移量。在进行误差修正的时候,应.该根据流量计传感器特性进行流量分段修正方法的引进,并且根据《电磁流量计》的规章制度,对流量检定点进行划分,.例如:Qmax(流量测量上限)、Qmin(流量测量下限)等,并且对其进行分阶段性的修正,从而就能有效满足测量精度的具体要求。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-P31.涡轮流量计的始动流量值qvmin很大程度上取决于轴和叶轮前后轴承间的机械摩擦阻力矩7b,而它是由轴承与轴的微小间隙内流体与固体壁面的粘性摩擦引起的,且内部流体可认为始终处于层流状态。Tb越小,qvmin也越小,因此为了使涡轮流量传感器在小流量测量范围内能够体现良好测量性能,最重要的是要减少轴和轴承之间的机械摩擦。2.流体介质密度ρ与qvmin值成反比,ρ越大,则qvmin越小。液体密度受温度影响不大,相比之下温度的变化会较大程度改变气体密度,所以测量气体时要留意温度因素,以防引起传感器特性曲线的变化。3.同样条件下,叶片安装角β越大,则qvmin越小。 当被测流体流量大于qvmin后,流量继续增加会使叶轮旋转角速度加快,此时流体因素阻力矩与机械摩擦阻力矩相比占据主要地位,故可认为Tb=0。由于流体流动状态不尽相同,而涡轮流量计传感器实际的特性曲线受流体流动状态影响.流量计选型时应考虑很多因素,如仪表性能流体特性、安装要求环境条件以及价格因素等。其中对计量对象即燃气的确切了解非常重要,这往往需要选型设计人员和计量管理人员进行深入细致的调查。(1)流量计性能方面:精确度.重复性.线性度、范围度、压力损失、上下限流量、信号传输特性.响应时间等;(2)流体特性方面:流体压力、温度、密度、粘度、润滑性.化学性质磨蚀、腐蚀、结垢、脏污、气体压缩系数、等熵指数比热容声速、混相流、脉动流等;(3)安装条件方面:管道布置方向、流动方向、流量计上下游直管段长度、管径、维护空间、管道振动、接地、电源辅助设备(过滤、排污)等;(4)环境条件方面:环境温度、湿度、安全性、电磁干扰、防爆等;(5)经济因素方面:购置费、安装费、维修费、校验费.运行费(能耗)、使用期限、备品备件等。 电磁流量计供电电压问题是最主要的问题,也是此次仪表更换的最大困难。电磁流量计A是DC24V供电回路,两线制;电磁流量计B是AC220V供电,四线制。将B表安装在现场就意味现场要接一条AC220V的供电线,电缆设计之初肯定留有一定的余量(参照SH30822019石油化工仪表供电设计规范余量要求)。但是AC220V供电设备在现场并不是很多,想找到一根备用的AC220V电源线或许不是那么容易。 经现场核实电磁流量计A的安装位置附近并没有AC220V供电设备,距离太远的设备如果现场重新配管施工AC220V电缆线路,因涉及动火作业或者挖掘作业,在投用装置里面有很大的风险,而且工期太久。所以AC220V电源通过备用电缆的想法走不通。进一步现场核查发现,电磁流量计A非直拉电缆,中间有接线箱,接线箱内有多部仪表通过一根16P本安电缆接至中控室,该16P本安电缆有6P备用线,其余10P电缆所接仪表为电磁流量计A和3台液位开关、6台阀位回讯。现考虑通过这根16P的电缆中的1P走AC220V电源。接线箱到仪表端重新敷设一根临时电源线约15m,16P电缆到现场机柜间,将AC220V的1P备用线从端子柜通过一对端子排重新引出,加接电源线接至电源柜。该方案可行性分析如下: 1)16P本安电缆中液位开关信号、阀位回讯信号都是通断的开关信号,抗干扰能力强。电磁流量计B最大功率为75W,电流不大,且AC220V的电压波形好,比较稳定,对DC24V负载造成串扰的影响考虑可以接受。 2)AC220V电源信号走原本安电缆路径.是不符合规范的。综合客观实际要求,只能最大限度地满足规范又要考虑现实情况。根据HG-T20512-2014仪表配管配线设计规范中7.1.3(见表3)和7.1.5(见表4)要求,可以知道仪表信号电缆与电力电缆平行敷设最小间距都是50mm。此处是该次故障处理没办法克服只能容缺的地方。 3)机柜间电缆布线,因是在投用盘柜施工,同一柜子仪表在线的同时进行布线接线,施工安全尤为重要。考虑采取充足准备,提前加工,尽量减少盘柜内动作,由有经验的接线员接线,禁止携带对讲机进入机柜间等措施。确保机柜间电缆布线接线安全。 综合分析,该方案的可行性可以接受。1.从经济方面考虑购置流量计的费用 购置流量计时应比较不同类型流量计对整个测量系统经济的影响.例如,范围度小的流量计比范围度宽的流量计在相同测量范围下,需要多台流量计并联和多条管线才能覆盖,因此除流量计外还需增加许多辅助设备(如阀门、管线附件等).虽然表面上看流量计费用少了,但是其他费用则增加了,两者加起来也许并不合算.例如,安装孔板流量计加上差压计的费用相对便宜,但组成测量回路包括孔板的固定附件等其他费用,可能超过基本件费用很多.2.安装费用 在购置流量计时,不仅要考虑流量计的购置费,还需考虑其他费用,如附件购置费、安装调试费、维护和定期检测费、 运行费和备用件费.例如,许多流量计使用时应配备比较长的上游直管段以保证其测量性能.因此,正确的安装需要额外布置管道或备有旁路管道作定期维护.所以安装费应多方面考虑,例如,还应包括运行所需的截止阀、过滤器等辅助费用等.3.运行费用 流量计运行费用主要是工作时能量消耗,包括电动仪表内部电力消耗或气动仪表的气源耗能以及在测量过程中推动流体通过仪表所消耗的能量,亦即克服仪表因测量产生压力损失的泵送能耗费等.比如差压式流量计产生的差压,很大一部分不可恢复; 容积式流量计和涡轮流量计也具有相当阻力.只有全通道、无阻碍的电磁流量计和超声流量计此费用基本为零.插入式流量计由于用于大管径阻塞比小,其压力损失亦可忽略.据测算,管径为lOOmm的差压式孔板流量计1年泵送能耗费与流量计购置费相当, 如果换用电磁流量计,其购置费仅相当于4年多差压式孔板流量计的能耗费.可想而知,管径越大,泵送能耗费占总费用的比例越高.一般认为超过5000mm的流量计应尽可能选用低压损和无压损的流量计.例如,供水工程通常采用低压损的文丘里管等差压式传统流量计,而极少用孔板,现在则更新为电磁流量计和超声流量计.4.检测费用 检测费用应根据流量计的检定周期决定.一般用于贸易结算的原油或成品油的检测,常在现场设置标准体积管对流量计进行在线检定.5.维护费用和备用件费用等 维护费用为流量计投入使用后保持测量系统正常工作所需费用,主要包括维护费和备用件费.有运动部件的流量计需进行较多维护工作,如定期调换易磨损轴承、轴、转轮、传动齿轮等;没有运动部件的流量计也需进行检视,如最普通的用几何测量法检查差压式流量计.备用件费用会随着流量计性能提高的程度而增加.选用流量计时应考虑同时增加备用件的购置费用,尤其是从国外进口的流量计,有时常会因易损备件的购置问题而替换整台流量计.德国VSEAPG流量计电子样册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。
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