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智能型旋進(jìn)旋渦流量計(jì)

來源:江蘇杰達(dá)儀表科技有限公司   2011年04月09日 11:04  

近年來適用于不同介質(zhì)及工況條件的新型計(jì)量儀表相繼問世,智能型旋進(jìn)旋渦流量計(jì)即為其中之一。它是近年來開發(fā)并投放市場的一種速度式流量儀表,可適用于石油、蒸汽、天然氣、水等多種介質(zhì)的流量測量,并實(shí)現(xiàn)了壓力、溫度及壓縮系數(shù)等動態(tài)參數(shù)的在線自動補(bǔ)償。也正因?yàn)樵摫砭哂幸欢ㄌ厣珣?yīng)用歷史較短,同時考慮到有關(guān)使用者尚未對其進(jìn)行過較為系統(tǒng)的實(shí)踐總結(jié),有鑒于此,筆者將本企業(yè)對該種儀表的運(yùn)用情況予以小結(jié),作為有關(guān)部門在儀表選型及使用過程中的一個參考。

1         選用背景

①     在某些特定場合下孔板流量計(jì)已不能滿足zui基本的測量要求。

 在天然氣流量計(jì)現(xiàn)場,往往都存在著一些特殊用戶,主要表現(xiàn)為:瞬時流量較小或流量波動幅度較大。如果在這種情況下仍能使用傳統(tǒng)的孔板流量計(jì)進(jìn)行流量測量,那么就很有可能違背有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定[1,2]。比如,要求“管道內(nèi)的流量應(yīng)該不隨時間變化,或?qū)嶋H上只隨時間有微小和緩慢的變化”對于采用法蘭取壓的孔板流量計(jì)又要求“ ≥1260 D”等,一旦超越這些基本的使用條件,孔板流量計(jì)的測量準(zhǔn)確性也就無從談起;另外,在這種特殊情況下,對顯示儀表的選配也是一件頗費(fèi)周折的事情,如果匹配不當(dāng),那么指示或記錄示值超差也就在所難免。

  ②對生產(chǎn)管理成本的嚴(yán)格控制是現(xiàn)代企業(yè)生存發(fā)展的迫切要求。

  如今,各個企業(yè)都在經(jīng)歷著市場的嚴(yán)峻洗禮,生產(chǎn)成本就勢必悠關(guān)企業(yè)的生死存亡,因此,在滿足流量計(jì)量基本要求的前提下,選用既能節(jié)省靜態(tài)投資又能降低動態(tài)成本的新型計(jì)量儀表也就提上了有關(guān)決策者的議事日程。

2         儀表特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的孔板流量計(jì)進(jìn)行比較,智能式旋進(jìn)旋渦流量計(jì)具有以下幾個主要特點(diǎn):

①實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化,日常的計(jì)量過程不需人工值守;

②工藝安裝條件不苛刻,儀表上、下游直管段可較孔板流量計(jì)大大縮短;

③系統(tǒng)的測量準(zhǔn)確度能夠滿足目前的貿(mào)易計(jì)量要求(≤2%);

④流量測量范圍較寬( ),可在孔板流量計(jì)無法涉足的部分小流量區(qū)域進(jìn)行有效工作;

⑤體積小、重量輕、離線標(biāo)定較為方便;

⑥測量信號既可就地顯示,也可按需遠(yuǎn)傳;

⑦無可動部件,因此對于一般的測量就不存在儀表的機(jī)械磨損;

⑧儀表管理人員勿需專業(yè)培訓(xùn),流量、壓力及溫度等測量參數(shù)可以從表頭直接讀取并且不必進(jìn)行折算轉(zhuǎn)換;

⑨只需定期更換電池(微功耗)及被測介質(zhì)的參數(shù)。

3         工作原理

①組成結(jié)構(gòu)

  智能型旋進(jìn)旋渦流量計(jì)主要由殼體(文丘利管)、旋渦發(fā)生體、導(dǎo)流體、頻率感測件(壓電晶體)、微處理器、溫度及壓力傳感器等部件組成,其外型結(jié)構(gòu)如圖1所示。

 1-旋渦發(fā)生體;2-殼體;3-溫度傳感器輸入口;4-壓力傳感器輸入口;

  5-信號輸出口;6-壓電晶體;7-溫度傳感器;8-壓力傳感器;9-出口導(dǎo)流體

                  圖1 旋進(jìn)旋渦流量計(jì)結(jié)構(gòu)圖

 ②工作原理

當(dāng)被測介質(zhì)沿管道中軸到達(dá)儀表上游入口時,其固定于端部的扇型葉片首先迫使流體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,然后再由旋渦發(fā)生體形成漩渦流。由于流體本身具有的動能,旋渦流繼續(xù)在文丘利管中向前旋進(jìn),在流體到達(dá)文氏管的收縮段時由于節(jié)流作用使得旋渦流動能增加、流速加大,當(dāng)進(jìn)入擴(kuò)散斷后,又因回流的作用流體就被迫進(jìn)行二次旋轉(zhuǎn)。產(chǎn)生的旋渦頻率再經(jīng)頻率感測元件(壓電晶體)檢測、轉(zhuǎn)換及前置放大器的放大、濾波和整形等一系列過程之后,旋渦頻率就轉(zhuǎn)變成了與被測介質(zhì)流速大小成正比的脈沖信號,然后再與溫度、壓力等檢測信號一起被送往微處理器進(jìn)行積算處理,zui后在LCD上顯示出測量結(jié)果(標(biāo)準(zhǔn)狀況下的瞬時流量、累計(jì)流量及溫度、壓力數(shù)據(jù))。其工作原理框圖如圖2所示。

                 圖2 溫壓補(bǔ)償智能流量積算儀原理框圖

4         使用情況

   ①概況  為了解決小城鎮(zhèn)的民用氣計(jì)量問題(日供氣量較小、流量波動幅度較大),從1997年8月到現(xiàn)在,我們一共使用了浙江天信儀表有限公司生產(chǎn)的智能型旋進(jìn)旋渦流量計(jì)50余臺,使用點(diǎn)的流量測量范圍均在100~3000m3/d之間,供氣壓力≤1.0MPa,其中zui小規(guī)格為DN25;zui大規(guī)格為DN50。

②介質(zhì)條件  被測介質(zhì)基本上都為凈化后的天然氣,其甲烷(CH4)含量≥95%、二氧化碳(CO2)及氮?dú)猓∟2)含量均≤5%、硫化氫(H2S)含量≤30mg/m3、相對密度(Cr)為0.55~0.58。

③使用效果  只要儀表選型合理并且在流態(tài)穩(wěn)定及沒有明顯干擾的情況下,該表運(yùn)行較為穩(wěn)定、可靠。在某計(jì)量點(diǎn),經(jīng)與孔板流量計(jì)串聯(lián)比對,二者測量結(jié)果吻合較好

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