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文档简介
1、五、流量具体内容:流量的基本概念和表示方法,流量测量仪表(靶式流量计、威力巴流量计、电磁流量计、浮子流量计、孔板流量计)的分类、工作原理、结构组成、安装要求、操作方法和注意事项、常见故障判断和排除、维护保养(保养内容、周期和备件)。一、流量仪表的种类 有商品的流量计可分十大类,约100种:1 差压式流量计:2.浮子流量计;3.容积式流量计;4.涡轮流量计;5.电磁流量计;6.涡街流量计;7.超声流量计;8.质量流量计;9.插入式流量计;10.靶式流量计;11.威力巴流量计;12.其他流量计 2 按1992年出版中国仪器仪表企事业大全及1996/1997出版中国计量器具制造单位及产品信息指南初续
2、集辑录我国共有流量仪表企业229家,国外产品代理商及合资企业约50家。我国已拥有一个相当规模开发和制造流量仪表的行业,各种企业所有制皆有,近年来私营与合资企业在增加,行业的特点为: 国外已商品化的产品国内皆有相应厂家生产,但产品品种规格及技术含量差距较 大; 几个五年计划引进产品生产技术,对国内产品制造技术起到促进作用,但消化吸 收进而自主创新不够,在产品不断更新情况下,单靠引进已不能解决问题; 生产厂厂家数远大于国外,但产品低水平重复多,几乎找不到名牌产品; 流量仪表科研单位经费投入少,无力进行有份量的产品开发; 企业开发力量薄弱,产品更新换代缓慢; 普遍欠缺流量校验设备,全国流量量值传递系
3、统尚未真正建立起来,影响全国流 量量值传递的准确一致。二、流量测量与仪表的主要问题 主要问题有两个:仪表的可靠性和准确度1 可靠性 可靠性包括仪表质量及可维修性,流量仪表是现场仪表,检测件与被测介质直接接触,面临恶劣的工作条件,要求仪表有百分之一百的可靠是不现实的,但在发生故障时如能方便维修,维修代价不大,应该说亦是仪表可靠的一个方面。流量仪表工作的特点: 仪表要能经受被测介质化学腐蚀、结垢、磨蚀、堵塞、相变、耐温、耐压、 的影响; 由于仪表与管道用法兰连接成一体,有时拆卸维修更换非常困难,特别是高温高压大口径管道,给周期检验造成很大困难; 对于连续生产过程,不允许中间停流拆卸,检测件发生故障
4、无法拆卸检修,如 何处理是个棘手问题; 国内因设备工艺落后,管理不善,流体介质一般比国外要脏污,如天然气、煤 气、水等,这样对流量计使用性能提出更高要求。提高流量计可靠性可采用 以下办法: 提高仪表质量; 改变结构形式,如采用不断流型插入式结构,亦可在测量系统上想办法,如多管并联管道便于清洗及更换;加强现场维护管理。 2 准确度 仪表的重复性是仪表本身的特性,而准确度是外加的特性。一台流量计准确度高,首先要重复性高,然后用高准确度的量值传递系统进行校准求得高准确度的仪表系数(或流出系数)。 对于流量计的准确度要注意这种仪表的特点,英国著名的流量专家F.C.Kinghom说得好:流量计是使用比制
5、造要艰难得多的少数仪表之一,在实验室它可以得到极高的准确度,但是在使用现场,一旦条件变化,一切全都白废。 仪表制造厂产品说明书上列举的准确度是指实验室校准的准确度,它称为基本误差,仪表在现场工作由于使用条件与实验室工作条件不同会产生附加误差,现场的准确度是基本误差与附加误差的合成,合成不一定为简单的代数和,要视具体情况而定。因此,现场仪表误差估计是一项复杂的工作,只有既熟悉仪表特性和被测对象,又掌握误差理论的人才能做出正确的估计。 流量计的准确度涉及流量量值传递的知识,这里做点简介: 流量是自然界不存在实物标准的导出量,它由基本量(长度、质量、时间和温度)在特定条件下综合得出,量值的实物标准(
6、称为原始标准)实际上就是一座流量标准装置,在装置上把各基本量综合为导出量,然后把量值传递给一台或一组流量计,它称为工作基准或传递标准,用传递标准(量值的载体)向下一级标准(亦为流量标准装置)传递流量量值。籍助于传递标准把全国的流量量值统一(一致)起来。国际间的流量量值的统一是用国际间的装置比对来达到的。 在各类检测参数量值传递系统中流量的量值传递系统是较困难建立的一类,因为流量量值有以下特点: (1)流量是自然界不存在实物标准的导出量,需在特定条件下由基本量(长度、质量、时间、温度等)合成; (2)流量是一个动态量,它是一个只有当流体发生运动时才实际存在的物理量,因此它不仅是基本量的静态组合,
7、又由于其动态性质,流量量值受到许多复杂因素的影响,例如流体内微观分子之间的相互作用,宏观的湍流、旋涡运动等,在具体的管道中还受到边界条件(管壁)的制约。 (3)流量量值需通过流体介质的物理变化得以反映,因此用于校验的介质最好就是使用介质,但介质有千万种,不可能按此原则办,只好采用模似媒介,然后通过介质换算把流量量值传递到工作介质; (4)存在于不同工作状态的流体介质表现出不同的物理性质,因此流量量值在不同工作状态时必须考虑该因素的影响; (5)流量量值基准与工作仪表的准确度差别不可能太大(如目前基准为10-4,而工作仪表有达10-3 的),它们的数量级差别不像基本量或其他导出量那么大,量值传递
8、时标准的误差一般不能忽略,校准流量计时,误差的估算较复杂; (6)由基准向工作仪表传递量值由于参比工作条件难以维持,影响量渐趋复杂,误差估算困难程度逐渐加大; (7)流量量值准确度不高(目前最高准确度不高10-4)原因在于其导出动态的和综合的性质。三、在用主要流量计介绍()1. 流量概念 一般所讲的流量大小,是指单位时间内流过管道某一截面的流体数量的大小,即瞬时流量。而在某一段时间内流过管道的流体流量的总和,即瞬时流量在某一段时间内的累计值,称为总量(累计流量)。 流量和总量,可以用质量表示,也可以用体积表示。以质量表示的称为质量流量用符号M表示;以体积表示的称为体积流量,用符号Q表示。 若流
9、体的密度为,则体积流量与质量流量之间的关系是: 质量流量(M)=体积流量(Q)×密度(r),体积流量量(Q)= ) (M)r密度质量流量 流量的单位:体积流量单位常用m3/h、L/h、m3/s,质量流量单位常用T/h、 kg/h 体积总量单位常用m3,质量总量常用T。 就是满足精度的情况下最大流量和最小流量的比值。 2. 流量计分类 测量流体流量的仪表叫流量计,流量计有很多的分类方法,我们仅举一种大致的分类方法,如下: 1)速度式流量计:以测量流体在管道内的流速作为测量依据来计算流量的仪表。如:涡轮流量计、旋涡流量计、电磁流量计、旋翼水表、差压式流量计、堰式流量计等。 2)容积流量计
10、:以单位时间内所排出的流体的固定容积的数目作为测量依据来计算流量的仪表。如:椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、刮板流量计、活塞流量计等。 3)质量流量计:以测量流过的质量为依据的流量计。如:惯性力式质量流量计、补偿式质量流量计等。 一、电磁流量计 1电磁流量计原理: 根据电磁感应定律可知,导体在磁场中运动而切割磁力线时,导体中便有感应电势产生。当导电液体流过电磁流量计时,即相当于运动中的导体,流体流动的方向与 电磁场方向垂直,切割磁力线时会产生感应电动势,其感应电动势与流体流速、磁感应强度、流量计内径成正比。该感应电动势由流量计管壁上的一对电极检测到,通过运算就可得到流量。 感应电动势方程为:E=D
11、×V×B 其中:E感应电动势;D测量管内径;V流速;B磁感应强度。 由于磁感应强度B和测量管内径D是常数,因此感应电动势与平均流速成正比。2、电磁流量计的安装 确的安装电磁流量计,才能保证流量计准确测量。电磁流量计对于安装有诸多要求,总的来说,要保证流量计测量管内充满流体,且流体中不能含有大量气泡。 一般来说,还有以下几点要求,以保证流量计准确测量: 1)流体流动方向与流量计上流向箭头一致。 2)流量计可以水平、垂直或与水平线作任何角度安装。但管路结构应保证仪表测量管中始终充满流体。测量含有固体颗粒或浆液时,最好作垂直安装。流向由下而上,避免杂质沉淀于测量管内,及磨损流量计
12、衬里。 3)直管段。要求流量计上下游保持一定的直管段,一般上游直管段应不小于5D,上游有下游直管段应不小于2D。以保证流体流动平稳,消除脉动与气泡。 4电极轴线(两电极之间的连线)应尽量处于水平,与水平夹角不能大于45度。 5)避开易引致电磁干扰的设备,如变压器、大功率电动机等。 6)避开振动源或安装减振管。 7)介质接地(法兰两侧与接地环相连的接地栓)与系统接地(显示器旁接地栓)良好,介质接地与系统接地不宜连接在一起或共用接地栓。接地电阻一般为4欧姆,最高不宜超过10欧姆。尽量不与大功率电气设备共用接地点。 3、电磁流量计的参数设定 我公司使用的电磁流量计品牌较多,现就以ABB COPA-X
13、E电磁流量计为例进行一些常用参数的介绍。 Ptection(程序保护):在程序保护关闭时,才可以对仪表参数进行修改。 Code number (原厂代码):输入原厂代码可以进入工程师菜单。(4000) Language (语言):显示文本类型,有若干语言选择,一般选用English。 Meter size(仪表口径):应与流量计传感器铭牌一致,进入工程师菜单后才可对仪表进行修改。 Cal-fact(流量最大量程):对应于所选励磁频率的仪表系数Cs,见流量计铭牌。即当流体流速为10m/s的流量值,当流量计的口径确定后,该Cal-fact是自动设定的。 Span cs (流量系数):
14、应与铭牌标注一致,进入工程师菜单后才可以修改。 Zero cz(流量系数):应与铭牌标注、EEPROM上的标签一致,进入工程师菜单后才可以修改。 Range (流量范围):正向和反向的流量范围。 Low flow cutoff (小流量切除):最大切除值不应超过最大量程的5%。 Damping (阻尼):既用于瞬时值,也用于电流输出。 System zero adj (系统零位):可手/自动选择,阀门关闭,管线充满,进行自动调整。 Detector e .pipe (空管检测):流量计投入使用必须打开,如关闭将有可能出现无流量有显示的情况。 Tureshod (阈值):空管检测打开时,此菜单激
15、活,一般阈值为2300。 Adjust (空管检测值调整):有流量时应小于阈值,无流量是应大于阈值。 System zero adj(系统零位):用于零位调整。阀门关闭后,保证管线充满,通过ENTER进行自动调整。4、电磁流量计的检查 尽管电磁流量计很少需要维修,但是由于安装、使用不当,或因现场环境影响,也会出现故障。通过以下检查处理,可以基本上排除大部分故障。 (1)流量计不显示 1检查电源接线、电源等级是否正确; 2显示器插键是否松动; 3内部变压器或保险管是否烧坏。 4转换器不能向下安装,避免管道中液体向转换器渗漏,造成绝缘下降,造成短路。 (2)流量计零点不稳定或测量偏差大 检查上、下
16、游阀门 查看上游的阀门应距离流量计10D以上。上、下游阀门泄漏会导致流量计内不满管,零点不稳定。而阀门不全开、处于半开状态时,会导致流体流动不稳定,导致仪表读数受到扰动,测量偏差大。应使上、下游阀门无泄漏,尽量不处于半开状态。 检查流量计中是否充满流体 查看流量计的安装位置是否会造成流量计中不能完全充满流体并避免产生气泡。水平安装的应装于管路最低点,垂直安装的流体流向应向上;电极所在平面应与地平面平行,避免电极垂直安装造成上方电极集结气泡、下方电极被泥浆覆盖。 流量计前后直管段是否符合要求? 一般前5D后2D,上游有扩径或阀门的要在前10D后2D; 工艺管道是否存在有规律的振动? 消除振动,安
17、装减振装置。 流量计接线与三级接地是否良好? 由于电磁流量计的感应信号电压很小,容易受噪声干扰。信号线接线时应注意处理好信号电缆端部,使导线、内屏蔽层、外屏蔽层、壳体之间不相互接触。 流量计的基准电位必须与被测介质相同。因此传感器、转换器、被测介质要分别与地电位相连接,接地电阻应小于10,不可与大型电气设备共用接地线。 被测介质电导率是否变化过大? 流量计不能装在液体电导率极不均匀的地方。尤其上游(约5D内)不能有化学物质注入管道。若流体电导率处于下限处,应尽可能降低流速。 被测介质是否容易引起淤积? 被测介质容易引起淤积的,流量计应垂直安装;定期清理电极上及电极附近的赃物、水垢。清理时应用软
18、刷或软布,勿划伤内衬。 流量计是否靠近大功率电气设备? 尽量使流量计远离大功率电机、变压器等电气设备,充分屏蔽仪表,单独接地。 参数设置? 检查参数设置。如:测量量程(设置是否过高或过低)、K系数(是否与铭牌标注一 致)、空管检测阈值(ABB电磁流量计正常时应在1800左右)、小流量切除等参数设置 是否恰当。 确认以上1-8条均正常后,流量计仍不能正常工作,如测量偏差大、测量值波动等,可适当调整如:自动校零、阻尼时间、时间常数等类似参数,以校准零点或减小流量波动。调零时应在被测介质充满测量管并静止的情况下进行。 流量计故障? 根据流量计自诊断情况,查看故障代码,通过仪表说明书查找对应故障处理方
19、法,处理故障或联系厂家。4、电磁流量计的常见故障及处理方法:1)介质中含有气泡出现测量故障 介质从外界吸入气体或者介质中溶解气体转变成游离状气泡是液体中产生泡状气体的两种途径。如果介质中存在较大的气泡,当气泡通过电极时整个电极就被遮盖,使流量信号输人回路瞬时开路,从而输出信号就会出现波动。判断造成这种波动原因的可以这样做,将磁场的回路电流切断,切断后如果流量计还有显示并且还处于波动状态,证明介质中存在气泡会造成电磁流量计波动。用指针式万用表测量电磁流量计电极电阻,会发现电磁流量计电极的回路电阻要高于正常时的电阻值。 若是由于电磁流量计安装位置所的造成空气进入被测介质,如果由于在管系高点安装电磁
20、流量计而贮留气体,或由于外界吸入空气引起的流量计波动,则需要更换电磁流量计安装位置改装在管线最低点安装,或者采用U型管安装。但是有些情况由于电磁流量计口径较大或者安装的位置不易改变,可以采取在流量计上游安装集气包和排气阀来解决这种情况。 2)介质非满管 在日常生产中偶尔会有非满管现象。这种现象可以看做是液体中含有气泡的典型情况。当电极水平面低于介质液面时,流量计前后采用直管段比较理想,测量数据比较稳定。但是管内上半部的气体体积也被算成介质流量,因此这种情况下得测量误差较大;当电极水平面高于介质液面时,电磁流量计的测量回路处于开路状态,所测量的数据严重失真。处理这种介质非满管所产生的故障可有如下
21、办法:尽量在自下而上流动的垂直管道上安装电磁流量计;实际生产中需要电磁流量计水平安装,这种情况下应该安装在管道的最低端,并将且电磁流量计的电极轴线于地平线平行,(不然沉积物会覆盖处于低位的电极);为了避免测量管内产生负压,应该将流量计的传感器安装在泵的下游、控制阀的上游;流量计传感器的安装口应有一定的背压,并且应远离直接排放口。但是,最重要的还是电磁流量计在安装时最好禁止出现介质非满管的情况。 3)电磁流量计电极被腐蚀 由于在醋酸生产的过程中会接触到一些强腐蚀性的介质,所以当电磁流量计的电极材料选择不当时,介质会腐蚀流量计的电极,最终导致传感器失效。因此会出现流量计输出波动。只有当电极被腐蚀后
22、出现流量计故障我们才能发现电极材料不耐腐蚀,这种材料本身性能问题使用之前是无法辨别的。因此只有更换新的电极来解决此种故障。所以电极腐蚀故障判断处理都属于事后维护处理的方法。 4)待测液体性质导致测量故障 如果被测介质电导率降低,电极的输出阻抗会增大,这时转换器输入的阻抗就会引起负载效应,流量计就会产生测量误差。如果电磁流量计出现这个故障则只有选用满足要求的低电导率电磁流量计,或者选用孔板流量计等其它原理的流量计。 5)流量计的电极结垢或电极短路造成的测量故障 当被测液体中含有金属时,流量计的电极容易发生短路现象,这时流量计的测量值明显偏小或趋于零。在日常生产运行中这种现象不是经常发生的。当测量
23、高粘度介质时,由于介质易附着和沉淀在管壁,若被测液体电导率低于附着的介质电导率时,电极的信号电势就会被沉淀分流从而不能正常工作,出现电极短路现象;如果沉淀的介质是非导电层,会造成电极开路流量计也不能正常工作。若氧化铁锈层附着于衬里管壁,或者主要成分是金属的沉淀物,其电导率大于液体电导率,实际流量值会高于流量计测得的流量值;若沉淀物是碳酸钙等水垢层,则被测液体的电导率高于沉淀物的电导率,结果测得的流量值会小于实际的流量。 为了防止流体中的沉淀物影响流量计的工作,流量计的电极选用不易附着突出的尖形或半球形,并且可以更换式或者刮刀式清垢电极等。选用刮刀式电极可定期手动刮除传感器外的尘垢。或者也可以将
24、测量电路暂时断开,通以短时间的低压大电流在电极间,焚烧清除油脂类沉淀物。也可采用提高液体流速的办法来清扫管壁的附着层。 6)待测介质的非对称流动 在正常生产的情况下,管道内流体的流速是轴对称分布,磁场均匀。而实际管道中流体的非轴对称流速分布经常出现,此时,流体流向可分成沿管道轴线的直线流,待测液体的体积流量就是它对管道横截面的积分;另一种则是旋涡流。由于旋涡流的出现对传感器的输出产生影响,流量计就会产生误差。为了消除旋涡流对流量计传感器的影响;流量计的上游应该有足够长的直管段,才能使流体的流速按同心圆分布;流量计附近的管道内径应与流量计内径相同,这样才会使流速分布均匀;不然可用安装流量调节器来
25、部分补偿上游直管段的不足。 7)流量计衬里变形导致测量波动 流量计的衬里一般都采用氟塑料,这样流量计的衬里非常容易发生变形,出现计量故障的现象。衬里发生变形的主要原因有两种:一氟塑料衬里渗透进蒸汽发生热扩散现象,通常衬里材料、厚度、内外的温差以及流体和蒸汽的类型、管道压力等诸多因素决定了渗透的程度;二是取决于氟塑料衬里材料的本身的工艺结构,一般采用聚四氟乙烯作为氟塑料衬里材料,聚四氟乙烯材料无粘结力仅靠压贴与管壁结合,所以负压管道不采用此种材质。 为了防止衬里变形,我们一般采取以下措施:增加法兰和线圈盒之间的隔热厚度,降低流体温差减小热扩散,使衬里内外温差最大程度上得到改善,这样就可以降低渗透
26、率减缓测量管壁内蒸汽的凝聚;此外,将聚四氟乙烯衬里厚度加厚或者更换另外形式的衬里。 8)外部电磁的干扰 在生产现场存在着管道杂散电流、静电、电磁波和磁场等干扰源。电磁流量计的流量信号很小,非常容易被外界电磁干扰,而影响了电磁流量计的正常工作。所谓的电场干扰是指,流量计测量管内的电势平衡被噪声破坏后出现输出信号波动异常。 为了减少外部磁场对流量计的干扰,我们要在远离强磁场源的位置安装电磁流量计传感器。另外采取增强屏蔽措施来防止强电场的干扰等。也可以将电磁流量传感器与管道的连接处做绝缘处理。 9)其他原因引起的故障 1)雷电打击。电磁流量计在受到雷击后容易在线路中感应出高电压和电流,损坏流量剂。
27、2)环境条件变化。一旦流量计的工作环境条件变化,运行期间出现新的干扰源,仪表的正常工作就会被干扰,流量计的输出信号就会出现波动。二、涡街流量计 1、涡街流量计原理: 当在流体流动的管道中插入一非流线型柱体障碍物(旋涡发生体)时,在发生体下游的两测就会交替的产生旋涡,这些旋涡就是卡门涡街。旋涡产生频率与流速成正比。 f=Stv/d 其中:f:旋涡频率 v:流体流速 d:旋涡发生体的直径 st:斯特罗哈尔数 因此测量卡门涡街频率就得到体积流量。2、涡街流量计的安装:一、涡街流量计安装环境要求:1 尽可能避开强电设备、高频设备、强开关电源设备。仪表的供电电源尽可能与这些设备分离。2 避开高温热源和辐
28、射源的直接影响。若必须安装,须有隔热通风措施。3 避开高湿环境和强腐蚀气体环境。若必须安装,须有通风措施。4 涡街流量仪表应尽量避免安装在振动较强的管道上。若必须安装,须在其上下游2D处加设管道紧固装置,并加防振垫,加强抗振效果。5 仪表最好安装在室内,安装在室外应注意防水,特别注意在电气接口处应将电缆线弯成U形,避免水顺着电缆线进入放大器壳内。6 仪表安装点周围应该留有较充裕的空间,以便安装接线和定期维护。二、仪表管道安装要求:1 涡街流量仪表对安装点的上下游直管段有一定要求,否则会影响介质在管道中的流场,影响仪表的测量精度。仪表的上下游直管段长度要求见图向左转|向右转注:调节阀尽可能不安装
29、在涡街流量仪表的上游,而应安装在涡街流量仪表的下游10D处。2 上、下游配管内径应相同。如有差异,则配管内径Dp与涡街仪表表体内径Db,应满足以下关系0.98DbDp1.05Db上、下游配管应与流量仪表表体内径同心,它们之间的不同轴度应小于0.05Db。3 仪表与法兰之间的密封垫,在安装时不能凸入管内,其内径应比表体内径大1-2mm。 三、涡街流量计的安装步骤1按开口尽寸的要求在管道上进行开口,具使开口的位置满足直管段的要求。2将连接上法兰的整套流量计放入开好口的管道中。3对两片法兰两边实行点焊定位。将流量计拆下,将法兰按要求焊接好,并清理管道内所有凸出部分。4在法兰的内槽内装上
30、与管道通径相同的密封垫圈,将流量计装入法兰中间,并使流量计的流向标与流体方向相同,然后用螺栓连接好。四、流量计在水平管道上的安装:测量气体流量时,若被测气体含有少量的液体,流量计应安装在管线的较高处。测量液体时,若被测液体中含有少量的气体,流量计应安装在管线的较低处。五、流量计在垂直管道的安装:测量气体时,流量计可以安装在垂直管道上,流向不限。 若被测气体中含有少量的液体,气体流量应由下向上。 测量液体流向时,液体流向应由下向上。六、涡街流量计安装中应注意的事项1.流量计的安装必须按要求进行,避免因安装不当对仪表造成损伤,以及影响计量精度.2.流量计应尽量避免安装在架空较长的管道上,由于管道的
31、下垂容易造成流量计与法兰间的密封泄漏.若必须安装时,须在流量计的上下游2D处分别设置管道支撑点.如果被测量介质需要进行温度压力补偿时(如蒸汽、压缩空气),则测压点应在流量计下游约束5D处,测温点应在流量计流量下游48D处(如下图所示)向左转|向右转3.在测量蒸汽的管道中,为了防止转换器温度过高,仪表连接杆至少一半不要保温(如上图所示) 为了方便观察和接线,流量计的表头在原有的位置上可进行360度旋转,在调整好位置后,把锁紧螺母拧紧即可。如果流量计的表头安装方向朝下时,须用防水胶带把琐紧螺母缠绕密封好。4.母缠绕密封好。3、涡街流量计的参数设置:1、仪表量程 它是用来对应电流4-20MA的,当涡
32、街流量计配流量积算仪需要将仪表量程和积算仪的量程设置成一样,当PLC系统或DCS需要采用流量计信号时,要把它们的量程设置成一样。当涡街流量计单独使用时一般量程菜单就没有什么太大的用处,还有一种情况就是采用锂电池供电的涡街流量计菜单中就没有仪表量程这一项功能。 2、小数点定位 它的作用是用于改变小数点的位置,用户可以根据需要设置合适的小数点位置,一般涡街流量计在出厂时已经将小数点定位,见仪一般不要做任何修改。 3、满度频率 它指的是涡街流量计量程所对应的频率值,在早期流量计中需要将它和仪表量程设置对应起来,现在不需要对其进行设置。 4、仪表系数 它是涡街流量计中一个核心参数。在出厂时已经调好了,
33、会在出厂名铭牌和合格证有仪表系数这一项,任何人不能作改动。 5、小信号切除 一般工业企业用户都会有一定的振动,因此会产生假的流量信号,都会对涡街流量计计量产生一定影响,而小信号切除功能正好可以去掉假的流量信号。 6、其他 涡街流量计另外一些参数就流量单位设置,线性修正功能,累积流量清零功能。一般出厂时都设置好, 不需要作任何改动。当仪表用于蒸汽计量时线路板的功能有所改变。用户一定要在涡街流量计生产厂家的技术人员指导下,才能进行操作。 4、涡街流量计的常见故障及处理方法:一、 智能涡街流量计经常存的问题有: 指示长期不准; 始终无指示; 指示大范围波动,无法读数; 指示不回零; 小流量时无指示;
34、 大流量时指示还可以,小流量时指示不准; 流量变化时指示变化跟不上; 仪表K系数无法确定,多处资料均不一致。 二、 智能涡街流量计分析及解决方法 总结引起这些问题的主要原因,主要涉及到以下方面: 1、选型方面的问题。有些涡街传感器在口径选型上或者在设计选型之后由于工艺条件变动,使得选择大了个规格,实际选型应选择尽可能小的口径,以提高测量精度,这方面的原因主要同问题、有关。比如,一条涡街管线设计上供几个设备使用,由于工艺部分设备有时候不使用,造成目前实际使用流量减小,实际使用造成原设计选型口径过大,相当于提高了可测的流量下限,工艺管道小流量时指示无法保证,流量大时还可以使用,因为如果要重新改造有
35、时候难度太大工艺条件的变动只是临时的。可结合参数的重新整定以提高指示准确度。 2、涡街流量计主要是传感器前面的直管段长度不够,影响测量精度,这方面的原因主要同问题有关。比如:传感器前面直管段明显不足,由于FIC203不用于计量,仅仅用于控制,故目前的精度可以使用相当于降级使用。 3、参数整定方向的原因。由于参数错误,导致仪表指示有误参数错误使得二次仪表满度频率计算错误,这方面的原因主要同问题、有关。满度频率相差不多的使得指示长期不准,实际满度频率大干计算的满度频率的使得指示大范围波动,无法读数,而资料上参数的不一致性又影响了参数的最终确定,最终通过重新标定结合相互比较确定了参数,解决了这一问题
36、。 4、二次仪表故障。这部分故障较多,包括:一次仪表电路板有断线之处,量程设定有 个别位显示坏,K系数设定有个别位显示坏,使得无法确定量程设定以及K系数设定,这部分原因主要向问题、有关。通过修复相应的故障,问题得以解决。 5、四路线路连接问题。部分回路表面上看线路连接很好,仔细检查,有的接头实际已松动造成回路中断,有的接头虽连接很紧但由于副线问题紧固螺钉却紧固在了线皮上,也使得回路中断,这部分原因主要同问题有关。 6、二次仪表与后续仪表的连接问题。由于后续仪表的问题或者由于后续仪表的检修,使得二次仪表的mA输出回路中断,对于这类型的二次仪表来说,这部分原因主要同问题有关。尤其是对于后续的记录仪
37、,在记录仪长期损坏无法修复的情况下,一定要注意短接二次仪表的输出。 7、由于二次仪表平轴电缆故障造成回路始终无指示。由于长期运行,再加上受到灰尘的影响,造成平轴电缆故障,通过清洗或者更换平轴电线,问题得以解决。 8、对于问题主要是由于二次仪表显示表头线圈固定螺丝松,造成表头下沉,指针与表壳摩擦大,动作不灵,通过调整表头并重新固定,问题相应解决。 9、使用环境问题。尤其是安装在地井中的传感器部分,由于环境湿度大,造成线路板受潮,这部分原因主要同问题、有关。通过相应的技改措施,对部分环境湿度大的传感器重新作了把探头部分与转换部分分离处理,改用了分离型传感器,故善了工作环境,日前这部分仪表运行良好。
38、 10、由于现场调校不好,或者由于调校之后的实际情况的再变动。由于现场振动噪声平衡调整以及灵敏度调整不好或者由于调整之后运行一段时间之后现场情况的再变动,造成指示问题、这部分原因主要同问题、有关。使用示波器,加上结合工艺运行情况,重新调整。三、靶式流量计1、靶式流量计原理智能化结构设计,具有参数设定标校及故障提示功能,并具有上下限报警以及脉冲输出功能主要用于解决高粘度、低雷诺数流体的流量测量。 计算公式 当介质在测量管中流动时,因其自身的动能与靶板产生压差,而产生对靶板的作用力,使靶板产生微量的位移,其作用力的大小与介质流速的平方成正比,其数学公式: F = Cd·A·
39、183;V2/2 F:靶板所受的作用力 Cd:流体阻力系数 A:靶板对测量管轴向投影面积 :工况下介质密度 V:介质在测量管中的特征流速 靶板所受的作用力,经靶杆传递使传感器的弹性体产生微量变化,经过电路转换,输出相应的电信号。2、靶式流量计的安装1)测量点的选择 要取得最佳测量效果取决于正确的安装,首先保证测量管介质处于满管状态。 2)流量计前后直管道要求 为确保流体通过流量计时具有稳定的流场,必须保证流量计直管道要求,否则有可能造成测量误差或波动。 1 ·2 ·3 分别为前后阀和旁通阀;4 为流量计,L10D 和L5D分别为前后直管段长度,D为管道公称直径。3)插入式流
40、量计的安装 插入式靶式流量计出厂时配有已焊好的短管法兰,用户将短管焊到管道上时必须确保流体正对着靶片受力面。下图为不同配套短管在管道上的焊接位置。短管法兰公称直径一般液体表采用 DN50mm、汽体表采用DN100mm ,法兰规格国标1.0MPa,1.6MPa,2.5MPa,4.0MPa,密封面形式RF 。或按客户要求协商提供。4)靶式流量计电气接线图5)尽管流量计自身有相当的防护等级,当对于安装在室外的流量计,我们还是要求对仪表加以相应的遮雨及防碰撞措施。3、靶式流量计的参数设置一、测量状态下按键功能: 确认键:进入参数设置状态。 菜单状态下按键功能: 上键:光标处数字加1或菜单号加1(可修改
41、的数字加1); 移位键:光标右移,即指示数字加一(可修改的数字向右移动1位); 确认键:进入子菜单,修改并且退出子菜单。 退出键:返回测量状态。 注:(1) 使用“上键”时,光标处数值为09循环变化; (2)使用“移位键”时,光标由最左端移至最右端后再从左端开始循环移动; (3)在参数设置状态下,1分钟内没有按键操作,仪表自动返回测量状态。二、流量系数标定 1.介质温度标定 包括温度零点调校和温度校准 第一步:温度零点调校 温度零点调校:将100欧姆的电阻接入温度传感器信号输入端子,待稳定后,进入温度零点菜单;或者将Pt100温度传感器接入介质温度信号输入端子,然后将温度保持在0摄氏度,待稳定
42、后进入温度零点菜单,完成温度零点调校。 第二步:温度校准 将250欧姆的电阻接入温度传感器信号输入端子,待稳定后,输入408.50摄氏度,进入温度校准菜单;或者将Pt100温度传感器接入介质温度信号输入端 子,待稳定后进入温度校准菜单,输入当前实际温度,完成温度调校。 2介质压力标定 包括压力零点调校和压力校准 第一步:压力零点调校 关闭汽源待稳定后进入压力零点调校菜单,进入菜单后按“上键”,然后按“确定”,操作完毕后退出菜单检查压力是否回到零点。完成零点校准。 第二步:压力校准 打开汽源加满压(压力传感器满量程)待稳定后,进入压力校准菜单,输入满量程数值,按“确定”,完成校准。 3 流量零点
43、调整 若流量零点偏移,须做流量零点调整 零点调整时保持管道流量为0。待稳定后,(大于10秒钟)进入菜单后按“上键”,再按“确认键”,如果不操作按“退出键”,操作完毕后退出菜单检查流量是否回到零点。 4 流量系数标定 实际流量值(标准表)与显示流量值的比值乘以当前的仪表系数,得到新仪表系数。三、流量计清零流量计经检定出厂均经过清零,由于运输过程中不可避免的猛烈碰撞及安装误差,流量计有可能产生零点漂移。为保证流量计的精确度,流量计安装到位后并确认无介质通过条件下,观察明流量计产生了零点漂移,则需进行清零,操作程序为: 关闭流量计后端的阀门; 缓慢打开流量计前端阀门,使流量计内充满被测介质; 打开流
44、量计在最大流量下运行5分钟左右; 以仪表刻度最大流量为准; 关闭流量计前、后端阀门,并确认管道中被测介质流量为零,即被测介质静止不动; 按照前面指示的流量零点操作方式进行清零操作; 对高温型流量计中不带传感器温度零点补偿的流量计安装到位并运行一定时间,即流量计过渡件温度升至平衡点(不再升温)后,关闭流量计前后端阀门,并在确认流量计中介质流量为零的前提下清零。 带压力补偿的流量计如果在无压状态下,仍有压力显示,则与流量清零一样需进行清零。 对高温型流量计中带传感器温度零点补偿的流量计,如果在安装到位后,未有零漂现象,则不需清零,如安装原因造成的零漂则需进行清零。但必须在常温条件下进行清零,即不得
45、在高温状态下清零。4、靶式流量计常见故障及处理方法: 1)当管道内被测介质流速为零时,流量计示值瞬时流量值不为零,造成该现象的原因有: a.安装前后流量计水平度不一致,以至靶片和靶杆因倾斜而产生轴向水平分力导致瞬时存在。 b.流量计长期运行,其传感器内部应力释放产生微变。 c.安装或运行过程中,严重过载造成零点漂移。 以上三种方式均可参照本说明书有关流量计清零的步骤和方法处理。 d.流量计传感器受潮或绝缘强度不够。 处理方法用电吹风烘干传感器或返厂检修。 e.靶片、靶杆与测具之间被杂物卡住。 处理方法:关闭流量计前后阀门,用工具松开流量计过渡部件与测量管这间的连接螺栓,并轻轻的晃动过渡部件或取
46、出,清理杂物后照原样复位即可。 f.不带流量传感器温度零点补偿的高温流量计,未在其最高工作温度下清零。 处理方法:流量计在其最高工况温度并保证补测介质流速为零的条件下清零即可。 2)流量计进行过程中示值同现非正常增大,造成该现象的主要原因有: a. 靶片以及靶杆上挂有丝状及带状杂物。 b. 处理方法:参照处理杂物方法。 c. b.高结圬条件下,靶片和靶杆产生严重结圬,使受力元件靶板沿测量管轴线上投影面积增加,即靶片与测量管这间环形过流面积减少,进而在相同流量下,传感器受力增大,最终导致流量示值得非正常增加。 d. 处理方法:取下过渡部件,用工具将靶片和靶杆以及测量管内壁上的污物清除即可。 c.
47、 流量计传感器因外界因素而受潮,绝缘强度降低,输出信号叠加而导致示值增大。 处理方法:烘干传感器接线部分,旋紧仪表外壳,保证密封性能,如仍不能解决,即可送回生产厂处理。 3)计量误差大,造成该现象的原因很多,其最主要的原因为以下几种: a.安装时流量计与连接管道相对同心度出现较大错位,密封垫片未同心,从而形成节流阻件,极大影响被测介质流态。 处理方法:调整安装状态。 b. 流量计前后直管段太短,并于流量计前直接安装了弯头、阀门等极大干扰被测介质流态的部件。 处理方法:按照说明书要求进行安装或对流量计进行实地实流标定。 c. 旁通管道泄漏 处理方法:检查及更换旁通管路。 e. 靶片上绕缠有带状杂
48、物,增大了靶片受力。 处理方法:参照前面处理杂物方法。f. 流量计电路板相关元件损坏 处理方法:返厂修理。 4 )流量计无示值或无反信号,其原因主要有以下三种: a. 电源接触不良脱落或反相 处理方法:对于自带电池的流量计,检查电池是否装稳,触点是否良好,以及电池是否有电。对于外接电源,应检查连接导线之间连接是否完好,导线是否导通,正负极是否反相,外供电源是否正常。 b. 流量计电源电路损坏 处理方法:返厂修理。 c. 显示屏损坏 处理方法:返厂更换。5)流量计运行过程中示值一直为零,此种现象主要原因有: a.受力元件(靶片)脱落,导致传感器无感应。 处理方法:装配相同规格的靶片。 b.流量计
49、传感器无电压输出信号 处理方法:说明传感器已损坏,需返厂修理。 d. 流量计传感器与过渡部件之间被卡死。 处理方法:取出过渡部件进行清理或返厂修理 e. 被测介质流量太小,低于流量计的最小刻度流量。 处理方法:返厂重新更换受力元件。 6)瞬时流量无显示,该现象主要原因有: a.仪表运输或安装时传感器受力过大导致传感器损坏。 处理方法:更换传感器或返厂修理 b.仪表运行时有过载流量冲击导致传感器损坏 处理方法:更换传感器或返厂修理 c.吹扫管线时仪表未取下导致传感器过载损坏 处理方法:更换传感器或返厂修理 d.传感器接头松动,接触不良导致线路不通 处理方法:更换传感器接头或返厂修理四、威力巴流量
50、计1、威力巴流量计原理当流体流过探头时,在其前部产生一个高压分布区,高压分布区的压力略高于管道的静压。根据伯努利方程原理,流体流过探头时速度加快,在探头后部产生 一个低压分布区,低压分布区的压力略低于管道的静压。流体从探头流过后在探头后部产生部分真空,并在探头的两侧出现旋涡。均速流量探头的截面形状、表面粗 糙状况和低压取压孔的位置是决定探头性能的关键因素。低压信号的稳定和准确对均速探头的精度和性能起决定性作用。威力巴均速流量探头能精确地检测到由流体 的平均速度所产生的平均差压。威力巴均速流量探头在高、低压区有按一定准则排布的多对取压孔,使准确测平均流速成为可能。威力巴流量计采用一种差压式的流量
51、探头,其计算模型和其他差压式流量计(如孔板流量计78)的数学模型相同。威力巴流量计的工作原理见图1。其计算模型为: 式中qm质量流量,kg/h K流量常量 介质工况密度,kg/m3 p探头前后的差压(即图1中高压区与低压区的差压),kPa p的准确测量不应只限选用一台高精度的差压变送器,实际上差压变送器能否接收到真实的差压还取决于一系列因素,其中探头的正确选型及探头、引压管的正确安装和使用,都是保证获得真实差压值的关键。
52、; 这些影响因素很多是难以定量确定的,只有在选型、安装和使用上加强准确性和规范化。从计算模型中还可以看出,在方程中同p处于同等地位,当追求差压变送器高精度等级时,绝不要忽视的测量精度与p相匹配,否则p精度的提高将会被的精度的降低所抵消。介质密度一般难以直接测得,通常是通过温度、压力、组成计算求得。2、威力巴流量计的安装1:直管段长度要求,弯管后2D安装。 2:核实管道方向。威力巴组件插入管道后,调整方向,使得方向箭头与管道内的流体方向一致,与管道的方向夹角在±30。 3:水平管道安装,测量气体介质时,威力巴应安装在管道上方,这样可使引压管内的冷凝液回流入管道。测量液体和蒸
53、汽,宜安装在管道下方,这样可使气泡回流入管道;垂直管道安装,可安装在绕垂直管道3600的任何地方。4:变送器的安装位置。测量气体介质时,变送器宜安装在高于威力巴的位置;测量液体和蒸汽介质时,变送器宜安装在低于威力巴的位置。 5:威力巴的独特设计从本质上防止了堵塞,但这是建立在工艺和威力巴组件正常运行基础之上的。威力巴一旦堵塞,清理将是非常困难的,所以安装威力巴要特别注意防堵。 6:引压管泄漏,造成探头高压平衡区破坏,杂质直径较小的颗粒可能进入取压孔,为此要经常检查引压管。 7;工艺停车,由于分子的布朗运动,颗粒小的杂质可能进入取压孔。若长期停用,应拆回保存。 8:工艺系统频繁开停车,在高压区形
54、成瞬间,颗粒小的杂质可能进入取压孔,日积月累会造成探头的堵塞,这种情况选用威力巴要慎重,或者建立吹扫装置,停车时进行反响吹扫。3、威力巴主要技术指标:一、威力巴流量测量系统性能指标量精度:± 1% 重复精度:± 0.1% 适用压力:040MPa 适用温度: 180 550 测量上限:取决于探头强度测量下限:取决于测量最小差压要求 量 程 比:大于101 适用管径:38mm9,000mm 圆管、方管 适用介质:满管、单向流动的、单向的气体、蒸汽和粘度不大于1 0 厘泊的液体 威力巴的使用范围及其广泛,它大量用于各种气体、液体和蒸 汽的测量,以下为典型应用介质。 气体/液体/蒸
55、汽 天然气/冷却水/饱和蒸汽压缩空气/锅炉水/过热蒸汽 燃气/除盐水 气体碳氢化合物/液体碳氢化合物 热空气/低温液体 发生炉气体/导热液体4、威力巴流量计使用中需要注意的相关事项: 1) 在安装使用时,当管道上、下游的直管段不够长时,推荐在弯管后2倍管道直径处安装威力巴。因在弯管后的流体剖面较复杂,需将流体系数K做轻微调整,据有关资料表明调整K系数以后,测量精度由原来的±1%下降到±3%,重复精度由原来的±0.1%下降到±0.3%。 (2) 连续工作的威力巴从根本上杜绝了堵的可能,但在以下情况,威力巴仍需注意防堵: 当引压管泄漏,探头高压区遭到破坏,杂质中直径较小的颗粒就有可能进入取压孔; 当管道处于停产时,由于分子的布朗运动,颗粒小的杂质有可能进入取压孔; 系统频繁开机时,在高压区形成的瞬间,颗粒小的杂质有可能进入取压孔,日积月累,就有可能造成探头的堵塞; 介质中含有大量的焦油、藻类生物,或者含有纤维状的物质,也有可能造成探头的堵塞。 五、超声流量计1、超声流量计原理当超声波束在液体中传播时,液体的流动将使传播时间产生微小变
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