旋進旋渦流量計的結構與原理
■ 結構特點
對于氣體的計量,由于其密度受溫度、壓力的影響較大,為了能準確計量氣體介質的體積流量,必須同時跟蹤檢測介質的溫度和壓力,并將不同情況下的氣體流量轉換成標準狀態下的體積流量。隨著科技發展,旋進旋渦流量計已由非智能型發展到智能型,功能進一步完善,穩定性也進一步加強。下面簡單介紹一下智能旋進旋渦氣體流量計的結構特點。
(1)流量計的結構
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準體積流量或飽和蒸汽的質量流量。
2)無機械可動件,不易腐蝕,可靠度及穩定性好,長期工作無須維護。
3)溫度、壓力以及流量等參數可顯示于LCD屏上,又可用4~20mA標準模擬信號輸出與其他自動化系統接口。
4)機內可憑內置電池工作,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,通過旋渦發生器產生旋渦流,旋渦流在文丘利管中旋進,至收縮段突然節流使旋渦流加速。
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—工況下的介質密度,Kg/m3;
△P0—標準狀態下,介質為干空氣時的壓力損失,KPa;
Qv—介質流量,m3/s;
DN—管線的公稱直徑,m。
經過反復計算得出結論: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、環境溫度的影響。
為保證計量精度采取的措施和建議
1、嚴格按照流量計安裝要求進行安裝。在介質中含有原油和微量顆粒雜質的情況下,力爭垂直安裝,防止原油顆粒雜質淤積在旋渦發生體內,引起計量誤差。在冬季流量計殼體要進行保溫,以免積液,如有積液現象要及時放水。
2、對于壓縮機往復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壓縮機管道的適當部位安裝孔板是消減現場管道內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,根據量好的實際情況安裝恰當尺寸的孔板(孔板尺寸根據現場定),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、定期標定
根據該公司實際情況,現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,發現問題及時整改。
渦街流量計案例分析
故障現象: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,當開機時較大,導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定。
故障現象:渦街流量計在運行中流量顯示一直都很正常,數據也較準確。一次用戶檢修,關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) 檢查流量計設置參數是否正確。
(2)檢查流量計的工作環境,發現附近有大功率電機,懷疑是大功率電機產生電磁信號干擾;檢修屏蔽線接觸良好,調整流量計內部參數,故障依舊。
(3)后來發現流量計一直顯示50Hz的頻率信號,根據Q=f×3.6/kτ(m3/h)其結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;根據流量計使用手冊提示的處理方法:當有50Hz和60Hz電源頻率疊加在信號波形上,可適當使流量計完全接地,將轉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,將普通的穩壓電源換成開關電源,故障消除。(開關電源與普通電源相比,有吸收濾波系統,能吸收各種高頻低頻交流信號的干擾)另外,根據故障原因,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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