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渦街流量計量表在化工行業(yè)流量測量中的應(yīng)用

發(fā)布:2018-12-18 | 點(diǎn)擊:人次

摘要:渦街流量計量表在化工行業(yè)流量測量中的應(yīng)用資訊由優(yōu)秀的流量計、流量儀生產(chǎn)報價廠家為您提供。渦街流量計是工業(yè)生產(chǎn)中一個非常普遍使用的測量流量元件,對工業(yè)生產(chǎn)有著重要的意義。目前,渦街流量計被廣泛應(yīng)用到各個工業(yè)生產(chǎn)中,用來測量流量效果十分顯著。本文將對華。更多的流量計廠家選型號價格報價歡迎您來電咨詢,下面是渦街流量計量表在化工行業(yè)流量測量中的應(yīng)用文章詳情。

渦街流量計是工業(yè)生產(chǎn)中一個非常普遍使用的測量流量元件,對工業(yè)生產(chǎn)有著重要的意義。目前,渦街流量計被廣泛應(yīng)用到各個工業(yè)生產(chǎn)中,用來測量流量效果十分顯著。本文將對華寧渦街流量計在化工行業(yè)流量測量中的應(yīng)用進(jìn)行簡述。

從流量儀表發(fā)展?fàn)顩r看,孔板流量應(yīng)用范圍廣:但用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計來測量流體流量,仍存在一些不足之處。多年來,人們在努力尋找可靠、精確的流量計用于流量計量,發(fā)現(xiàn)渦街流量計結(jié)構(gòu)簡單,安裝維護(hù)方便f與孔板相比無需導(dǎo)壓管和三組閥,減少泄漏、堵塞和凍結(jié)等現(xiàn)象),壓力損失較小(約為孔板流量計的1/4-1/2),量程范圍寬,量程比可達(dá)20BI(孔

板為3BI),測量精度比孔板流量計高。除此之外,渦街流量計還具有使用壽命長、性能穩(wěn)定、適用流體種類多(可測量液體、氣體和蒸汽)、在規(guī)定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)儀表系數(shù)不受流體的溫度、壓力、黏度及成分變化的影響等特點(diǎn),已越來越受到人們的青睞。

1工作原理

渦街流量計是基于流體振蕩原理的一種新型流量測量儀表。測量原理如圖1所示,當(dāng)在流體中插入*動方向垂直的非線性型柱體(旋渦發(fā)生體),在其下游側(cè)會交替地產(chǎn)生二列內(nèi)旋的漩渦列,稱之為“卡門渦列”。

在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi),漩渦的釋放頻率f與流過漩渦發(fā)生體的流體平均速度v及漩渦發(fā)生體特征寬度d有關(guān),可用下式表示:

f=StV/d(1)

式中,

f)))漩渦的釋放頻率;

v》)流過漩渦發(fā)生體的流體平均速度;

d》)漩渦發(fā)生體特征寬度;

St)))斯特羅哈數(shù)strouhal(無量綱常數(shù))。

S.的值與漩渦發(fā)生體寬度d和雷諾數(shù)Re有關(guān)。

當(dāng)雷諾數(shù)Re<2@104時,S。為變數(shù);Re在2@104-

7@106的范圍內(nèi),S。值基本上保持不變,這段范圍為

流量計的基本測量范圍。

式(1)表明,當(dāng)d和St為定值時,漩渦產(chǎn)生的頻

率f與流體的平均流速v成正比而與流體的溫度、

壓力、密度、成分、黏度等參數(shù)無關(guān)。因此,可以從漩

渦產(chǎn)生的頻率f求出流體的平均流速v,達(dá)到測量

管道內(nèi)流體的流量Q的目的。

v=fSd(2)

Q=vS=fSd(3)

式(31中S為管道的截面積。

Sds為常數(shù),令=去=}s,則Q=f/K。式

中,K為流量計的儀表系數(shù)(脈沖數(shù)/升),通常由實(shí)

際流量試驗(yàn)求出。

由于漩渦發(fā)生體兩側(cè)交替產(chǎn)生漩渦,該漩渦力作用于檢測體上,使之產(chǎn)生交變應(yīng)力,該應(yīng)力作用在電元件上,產(chǎn)生了與漩渦頻率相同的交變電荷信號,通過轉(zhuǎn)換器處理后,輸出與漩渦頻率柏同的脈沖信號或與流量成正比的4-20mADC信號到二次儀表,進(jìn)行累積、顯示。

2選擇

渦街流量的選型一般分為型號的選擇和口徑的選擇兩步。

2.1型號的選擇

根據(jù)使用環(huán)境和被測流體選擇不同結(jié)構(gòu)的流量計。當(dāng)流量計周圍環(huán)境溫度低于60e時,流量計可選擇組合型,當(dāng)流量計周圍環(huán)境溫度高于60e時,需選擇分離型。

當(dāng)使用環(huán)境為易燃易爆場合時根據(jù)防爆等級選擇隔爆型或本安型。一般環(huán)境選擇一般型。

根據(jù)采集信號要求選擇不同的輸出形式,當(dāng)需要流量累積時可選擇脈沖輸出型或模擬(4-20mA

DC)輸出型,當(dāng)需要控制時可選擇模擬(4-20mADC)輸出型。

2.2口徑的選擇

渦街流量傳感器的口徑應(yīng)根據(jù)流速、流量來合理選擇,并非一定要與工藝管道同口徑。由于渦街流量計流量范圍寬,因此口徑選擇主要是對下限流量。一般液體流速下限為0.5m/s,氣體在4-5m/s范圍內(nèi)選用,正常流量zui好在測量范圍的1/2-2/3之間。一般情況下流量計生產(chǎn)廠家提供的選型樣本只給出了常用流體水、壓縮空氣、飽和蒸汽的流量測量范圍,其他流體則需通過計算選擇流量計的口徑,忽略這一點(diǎn)往往會造成流量計使用不正常。

根據(jù)多次選型的結(jié)果,筆者認(rèn)為,適當(dāng)減小流量計口徑,使沆速和雷諾數(shù)增大,使儀表常數(shù)完全進(jìn)入線性,可以提高儀表的精度,也有利于信號放大器的調(diào)整。

3安裝

渦街流量計應(yīng)安裝在隔熱、通風(fēng)、易維護(hù)的地方,盡量安裝在遠(yuǎn)離振動源和電磁干擾較強(qiáng)的地方,振動存在的地方必須采用減振裝置,減少管道受振動的影響。

渦街流量計在管道上可水平、傾斜或垂直安裝。安裝位置要注意,垂直安裝時,液體介質(zhì)必須從下往上流動:需在管道上安裝溫度、壓力傳感器或流量調(diào)節(jié)閥時,應(yīng)將溫度、壓力傳感器和調(diào)節(jié)閥安裝在流量計下游。

渦街流量計前后必須有足夠長的直管段,具體要求見表1。所配管道內(nèi)徑也必須和渦街流量變送器內(nèi)徑一致,與管道連接的密封墊內(nèi)徑要比傳感器內(nèi)徑略大,不能將密封墊凸入管道內(nèi)。

表1上游管道形式與直管段長度要求

直管段長度要求fzui少)

上游管道形式

上游彳孬一

同心收縮全開閥門15D5D

一個9(b彎頭20DSD

同心擴(kuò)管25DSD

同一平面兩個9(b彎頭25DSD

不同平面兩個9(b彎頭40D5D

調(diào)節(jié)閥半開閥門50DSD

流量計供電電源為+24VDC,連接線要用屏蔽的信號電纜,布線時要遠(yuǎn)離強(qiáng)功率電源線,盡量用單獨(dú)金屬保護(hù)套管,接地要可靠。

4注意事項

為讓該種儀表能夠更好地服務(wù)于化工行業(yè)流量計量工作,根據(jù)我廠近幾年應(yīng)用的實(shí)踐,以下幾方面應(yīng)引起有關(guān)計量管理及使用部門的足夠重視。

4.1儀表選型

化工行業(yè)流體種類較多f蒸汽、煤氣、水、氫氣等),輸送流體的管線粗細(xì)差別很大(DN15-DN300),流體的物理性質(zhì)(如溫度、壓力、密度、黏度)和化學(xué)性質(zhì)(腐蝕性)差異也很大,同時流量的波動范圍較大。因此渦街流量計的選型是*關(guān),也是zui重要的一關(guān)。為此,在選型過程中應(yīng)把握住兩條基本原則:一要保證生產(chǎn)安全,二要保證使用精度?;ば袠I(yè)首先考慮渦街流量計的防爆性能要滿足現(xiàn)場要求,其次必須抓實(shí)三個選型參數(shù),即近期和遠(yuǎn)期的zui大、zui小及常用瞬時流量(主要用于選定儀表的大小規(guī)格1、被測介質(zhì)的設(shè)計壓力(主要用于選定儀表的公稱壓力等級1、工作壓力f主要用于選定儀表壓力傳感器的壓力等級1。

4.2檢定(校準(zhǔn))

目前對渦街流量計的現(xiàn)場檢定還存在一定的困難。對用于大流量的貿(mào)易計量或重要的工藝過程控制等比較重要場合的流量計,現(xiàn)場不具備流量在線標(biāo)校條件的,僅憑生產(chǎn)廠家的出廠合格證明不能判定該表性能是否合格。因此,為確保儀表在今后的工作過程中測量結(jié)果的準(zhǔn)確、可靠,安裝前有必要將其送往有檢定(校準(zhǔn))資質(zhì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢定(校準(zhǔn)1。

4.3工藝安裝

正確選擇安裝點(diǎn)和正確安裝傳感器都是非常重要的環(huán)節(jié),若在安裝中失誤,輕者影響測量準(zhǔn)確度,重者影響儀表使用壽命,導(dǎo)致?lián)p壞儀表。要盡可能避免振動及高溫高熱環(huán)境、遠(yuǎn)離干擾元件(如壓縮機(jī)、分離器、調(diào)壓閥、大小頭及匯管、彎頭等1,保持儀表前后直管段同心及內(nèi)壁光滑平直,保證被測介質(zhì)為潔凈的單相流體等。

4.4參數(shù)設(shè)置

流量計的儀表系數(shù)是在實(shí)驗(yàn)室條件下校驗(yàn)的,現(xiàn)場使用時,應(yīng)對儀表系數(shù)進(jìn)行修正。對配套二次儀表(智能流量積算儀1的參數(shù)設(shè)定、組態(tài)工作以及流量測量網(wǎng)絡(luò)中各種參數(shù)設(shè)置、軟件設(shè)計應(yīng)符合工藝和流量計要求。

4.5后期管理

為保證儀表長期工作的準(zhǔn)確性、可靠性f避免意外停運(yùn)和數(shù)據(jù)丟失),在渦街流量計投運(yùn)之后需加強(qiáng)對儀表本身及整個流量系統(tǒng)各環(huán)節(jié)日常管理和周期維護(hù)。如定期抄錄計量數(shù)據(jù)(每天或每周)、日常巡檢,按周期進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)校(1-2年),檢查儀表系數(shù)等。

4.6內(nèi)部維護(hù)

由于流體臟污或其它原因,需對儀表的測量腔體及其構(gòu)件進(jìn)行定期檢查或清洗。對于同規(guī)格的渦街流量計,其漩渦發(fā)生體、導(dǎo)流體等核心組件不能互換,否則,須重新標(biāo)定儀表計量系數(shù)并對其配帶的溫度及壓為傳感器進(jìn)行系統(tǒng)校正。

5存在問題

由于渦街流量計本質(zhì)上是流體振動型流量計,它對外界振動、流體的流動狀態(tài)特別敏感。不僅能感受到傳感器受到的渦街力,還可以感受到傳感器受到的其它力,如管道振動、管道流體的沖擊力以及由于流體壓力的變化,產(chǎn)生的隨機(jī)脈動壓力等,現(xiàn)場的干擾對流量測量會產(chǎn)生很大的影響。特別是在小流量測量時,由于小流量產(chǎn)生的橫向升力較小,檢測信號微弱,極易受流體沖擊振動噪聲和管道振動噪聲影響。也即,該種儀表抗干擾的能力還有待于進(jìn)一步提高。

另外,由于渦街流量計投放市場的時間較短,儀表的可靠性和穩(wěn)定性還有待于各種復(fù)雜工況的檢驗(yàn):測量精度對流態(tài)及介質(zhì)臟污的敏感程度有待于研究:現(xiàn)場檢定方法有待于進(jìn)一步探索。

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