德國VSEVS0.04流量計(jì)選型樣本同時我們還經(jīng)營:1、電磁流量計(jì)傳感器外殼未接地出現(xiàn)的誤差。一般情況下,傳感器都是在金屬管道上進(jìn)行安裝,并且金屬管道都是在地下,很多人因此認(rèn)為對于儀表的外殼就不需要再做接地處理了。但是,這么操作卻是忽略了兩個重要問題:一方面是金屬管道都做了防腐蝕處理,金屬管道與地不能大面積接觸;二是傳感器一般都由膠皮墊連接著法蘭而與金屬管道分隔開,所以造成了傳感器的接地電阻大大增加,影響了流量計(jì)的測量結(jié)果,進(jìn)而形成了誤差。另外,由于電動勢檢測一般均為幾毫伏左右,這也容易造成雜散電流對檢測結(jié)果的影響。 2、干擾環(huán)境下的輸出信號誤差分析。對于一般的電磁流量計(jì)來說,傳感器即電極與轉(zhuǎn)換器之間的連接電纜應(yīng)做到盡可能短。因?yàn)閭魉托盘柕碾娎|過長,電纜本身的分布電容造成的負(fù)載效應(yīng)就會引起較大的測量誤差,同時也對信號受到干擾的幾率大大增加。在測量時,還要注意到走線方面,務(wù)必做到信號線與電源線分開走線,這樣就能防止產(chǎn)生“寄生電容”的干擾。目前很多場合已經(jīng)用上了數(shù)字輸出儀表,以求獲得最為準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)。 3、強(qiáng)電、強(qiáng)磁環(huán)境下的誤差分析。流量計(jì)工作環(huán)境方面,要注意盡可能地與強(qiáng)電、強(qiáng)磁等設(shè)備的距離遠(yuǎn)一些。由于電磁流量計(jì)在接地后,其周邊的附近如果也有一些其他的強(qiáng)電、強(qiáng)磁等設(shè)備也在接地,會造成流量計(jì)產(chǎn)生接地壓降,使電磁流量計(jì)接地電位變化,進(jìn)而對測量結(jié)果形成誤差。另外,流量計(jì)如果是在非常強(qiáng)的磁場下工作,比如變壓器等強(qiáng)電磁設(shè)備附近使用,周邊磁場環(huán)境的強(qiáng)度超過電磁流量計(jì)電磁兼容的幅度時,會對測量結(jié)果的準(zhǔn)確性造成很大的影響。1.安裝地點(diǎn)的選擇①盡量避免將電磁流量計(jì)安裝在溫度經(jīng)常變化的地點(diǎn),降低溫度變化引起的溫漂,減少流量不穩(wěn)情況。如果現(xiàn)場受到熱源的輻射,必須采用熱隔離或通風(fēng)設(shè)施。②避免將流量計(jì)安裝在受振動或撞擊的地方。③盡量避免將電磁流量計(jì)安裝在腐蝕性環(huán)境中,若不能避免,盡量選擇通風(fēng)良好的環(huán)境。④電磁流量計(jì)盡量避免陽光直曬。⑤請勿將電磁流量計(jì)安裝在電動機(jī)、變壓器和其他強(qiáng)電源附近,減少電磁干擾。⑥留足必要的安裝及檢修空間。2.流量計(jì)可自動檢測正反方向 安裝儀表時,應(yīng)使流向箭頭同現(xiàn)場實(shí)際正流向保持一致。對分離型儀表,交換轉(zhuǎn)換器或傳感器一端的CD1和CD2端子上的連線,相當(dāng)于切換流向。3.傳感器(含--體型)與管道的連接要求 首先,要注意傳感器本身不能作為荷重支撐點(diǎn),它不能支撐毗連的工作管道。同時,傳感器安裝時應(yīng)當(dāng)使其不受過大的拉緊應(yīng)力,應(yīng)考慮消除毗連管道因熱膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力影響。安裝傳感器時,應(yīng)保證測量管與工藝管道同軸。法蘭之間加裝的法蘭墊圈,應(yīng)有良好的耐腐蝕性能,該墊圈不得伸入管道內(nèi)部。在傳感器鄰近管道進(jìn)行焊接或火焰切割時,要采取隔離措施,防止襯里受熱。為可靠測量,重要的是電極應(yīng)當(dāng)完全浸沒在被測流體中,傳感器可以安裝在任何方位(水平、垂直、傾斜),只要通過電極的連線基本處于水平位置即可(與水平線夾角一般<10度),為了進(jìn)一步減小夾帶氣泡對測量的影響,可以適當(dāng)提高工作壓力。要避免管道內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓,損壞襯里。儀表安裝場所的磁場強(qiáng)度應(yīng)小于400A/m。4.與金屬管道的連接、連線和接地 流量信號是以介質(zhì)為參考點(diǎn)(0V)的差動信號,傳感器內(nèi)部已將信號參考點(diǎn)(OV)與金屬測量管連通。一般通過管道法蘭與儀表法蘭的連接螺栓雖然能使流量計(jì)取得介質(zhì)電位(0V),但正規(guī)的方法是加裝電氣連線,確保以介質(zhì)為OV的流量信號可靠輸出。傳感器還應(yīng)加接地線,接地電阻應(yīng)小.于10歐姆。5.其他安裝注意事項(xiàng)①電磁流量計(jì)接地裝置應(yīng)獨(dú)立設(shè)置,不能與電氣系統(tǒng)共用接地裝置,接地電阻≤109.②儀表安裝完畢,通過2mm2銅芯軟線將電磁流量計(jì)接地極連接到接地裝置。③為了保護(hù)電磁流量計(jì)內(nèi)襯不被機(jī)械劃傷,建議管道吹掃完畢后,再安裝電磁流量計(jì)。同時,在焊接管道時,嚴(yán)格控制電焊機(jī)接地線搭接位置,避免用電磁流量計(jì)本體作為導(dǎo)體通過焊接電流,以防電子線路被擊穿,造成儀表損壞。④為了防止電磁流量計(jì)受到管道的振動、熱脹冷縮的影響,避免將電磁流量計(jì)單獨(dú)固定,可以通過管道一起進(jìn)行支撐。⑤電磁流量計(jì)中心軸應(yīng)與管道中心軸保持同心,以免引起測量誤差。⑥搬運(yùn)電磁流量計(jì)時,應(yīng)保證流量計(jì)測量管部位均衡受力,或通過本體的吊環(huán)進(jìn)行搬運(yùn),不能讓流量計(jì)信號引出管和接線盒受力。⑦當(dāng)介質(zhì)中含有固體沉淀物時,電磁流量計(jì)應(yīng)垂直安裝,避免安裝在水平管道的最低點(diǎn),以防物料堆積在管道內(nèi)。⑧盡量遠(yuǎn)離泵出口安裝,因?yàn)楸贸隹诮橘|(zhì)狀態(tài)不穩(wěn)定并且距離電動機(jī)太近,容易產(chǎn)生干擾。根據(jù)流量計(jì)設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的功能,智能金屬管浮子流量計(jì)的硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案如圖2.1所示:本系統(tǒng)主要分為三部分:信號采集模塊、信號處理模塊以及輸出和顯示模塊,下面將對這三個模塊進(jìn)行簡要介紹。(1)信號采集模塊:此模塊用來實(shí)現(xiàn)信號采集功能,系統(tǒng)中核心要采集的是流量信號,除此之外,還需要采集溫度和壓力信號。這是因?yàn)楫?dāng)被測流體為蒸汽時,其密度隨溫度和壓力的變化而變化。為了準(zhǔn)確計(jì)算出流體的流量,必須要考慮溫度和壓力變化對流體密度的影響。因此,設(shè)計(jì)中要實(shí)現(xiàn)流量、溫度以及壓力三種信號的采集。(2)信號處理模塊:信號處理模塊的基本功能是實(shí)現(xiàn)信號的放大、濾波以及A/D轉(zhuǎn)換。此外,系統(tǒng)中采用微控制器MSP430F149對采集信號進(jìn)行計(jì)算、補(bǔ)償,線性化等智能化處理。(3)輸出及顯示模塊:設(shè)計(jì)中使用E2PR0M保存累積流量值以及儀表參數(shù)值,并將流量信號轉(zhuǎn)換為4?20mA工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電流信號輸出。同時,使用LCD實(shí)時顯示瞬時流量和累積流量,最后將金屬管浮子流量計(jì)測量結(jié)果通過CAN總線傳送給上位機(jī)顯示。電磁流量計(jì)傳感器兩電極、被測液體、放大器內(nèi)阻構(gòu)成一個閉合回路如下圖2.9,這相當(dāng)與一個一匝的變壓器次級繞組,勵磁線圈相當(dāng)與初級線圈,閉合回路相當(dāng)與次級線圈。由于閉合回路不可能完全平行與磁場,總有部分磁力線穿過,這樣即使流速為零,也會產(chǎn)生感應(yīng)電壓,這就是“變壓器效應(yīng)"。根據(jù)楞次定律得到干擾電動勢:可見ew與勵磁頻率相關(guān),與被測液體流量無關(guān)。干擾信號比電磁流量計(jì)流量信號相位要滯后90°,所以把干擾電動勢稱為正交干擾,由于正交干擾是磁感應(yīng)強(qiáng)度B對時間t的微分,它又叫做微分干擾。 考慮到容積式流量測量裝置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,安裝維護(hù)和校準(zhǔn)不方便,有必要在滿足精度和抗震.性能要求的前提下,采用安裝和維護(hù)方便的其他形式流量測量儀表。熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)已在氣體流量測量領(lǐng)域獲得了成功的應(yīng)用,具有無可動部件、壓損小及量程比寬等特點(diǎn),例如在核電廠的通風(fēng)系統(tǒng)中,已成功地替代皮托管成為重要的測量方式。但在液位流量測量領(lǐng)域,熱式質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用仍具有局限性。 由式(2)可知,熱絲的熱散失率與流體的熱導(dǎo)率、比熱容、流速和密度有關(guān)。相對于通風(fēng)系統(tǒng)中的空氣來說,水是-種具有較大比熱容、較大密度和熱導(dǎo)率的介質(zhì)。在相同的流速下,水帶走的熱量遠(yuǎn)大于空氣,對于以恒定功率加熱熱端鉑電阻的恒功率型熱式質(zhì)量流量計(jì),為了適應(yīng)水流量的測量,加熱電路會采用比較高的加熱功率為熱端鉑電阻進(jìn)行加熱;對于恒溫差型的熱式質(zhì)量流量計(jì),為了維持兩個鉑電阻之間恒定的溫差,加熱電路同樣會處于比較高的加熱功率狀態(tài)下,且加熱功率將隨水流量的增大而增大。因而,無論是恒功率型還是恒溫差型,加熱功率的提高會對流量計(jì)的安全性和壽命有很大的影響,也使其應(yīng)用環(huán)境造成一定的局限性。而恒比率式流量計(jì)由于通過調(diào)節(jié)施加在熱端熱電阻上的加熱電流,使熱端熱電阻的阻值與冷端熱電阻的阻值成一恒定比率,因而同恒溫差式流量計(jì)相比,在測量相同流速流體的情況下,恒比率式流量計(jì)熱端鉑電阻的加熱電流要小于恒溫差式,因而其加熱功率不會過高而產(chǎn)生儀表安全性和使用壽命方面的不利影響。對于主泵第三級密封泄漏流這種微小流量的測量,相對于恒功率式和恒溫差式,恒比率式熱式質(zhì)量流量計(jì)具有更好的應(yīng)用價值,然而對于較大液體流量的測量則并不適用。恒比率式流量計(jì)的熱端鉑電阻加熱電流Ih與介質(zhì)質(zhì)量流量m的關(guān)系為: 式中Ap-一流體流經(jīng)管道的截面積; As一傳感器參與熱交換部分的表面積; C1、C2一通過校準(zhǔn)確定的常數(shù); d一熱電阻傳感器直徑; k一流體熱導(dǎo)率; Ls一傳感器損耗能量的因數(shù); n一校準(zhǔn)過程中通過回歸確定的指數(shù); Pr一流體的普朗特?cái)?shù); Rc一冷端鉑電阻阻值; Rco一冷端鉑電阻在0℃時的阻值; RH一熱端鉑電阻阻值; RH0一熱端鉑電阻在0C時的阻值;, r一恒比率參數(shù)(自加熱系數(shù)),r= a一鉑電阻的參數(shù)。 1.基本性能 熱式質(zhì)量流量計(jì)作為一種直接測量質(zhì)量流量的智能型流量儀表,具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、數(shù)字化程度高及安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。熱式質(zhì)量流量計(jì)的.測量精度一般約為±1%,重復(fù)性為±0.2%;量程比寬可達(dá)100:1,最高可達(dá)1000:1;在-40~60℃的環(huán)境溫度下可正常工作;可耐受3MPa或更高的管道壓力;允許介質(zhì)工作溫度-70~400℃;允許被測液體的流速為0~4m/s;支持HART協(xié)議。另外,具有壓損小、直管段要求低和允許動態(tài)修正的特點(diǎn),其響應(yīng)時間較長,未采用特殊設(shè)計(jì)時可達(dá)幾秒。熱式質(zhì)量流量計(jì)具有一體式和分體式兩種.結(jié)構(gòu),在累積輻照劑量較大區(qū)域,可采用分體式流量計(jì)進(jìn)行測量,信號處理部分布置于累積輻照劑量較小區(qū)域。 主泵第三級密封泄漏流正常工況下在5L/h左右,達(dá)到50L/h時報(bào)警,不用于過程控制。在電廠正常運(yùn)行工況下,測點(diǎn)所在區(qū)域的環(huán)境溫度約為50℃以下,工作壓力小于0.6MPa,工作溫度小于100℃,要求測量范圍的量程比約為30:1,屬于非1E級測點(diǎn)。因此,就測量要求而言,熱式質(zhì)量流量計(jì)適用于主泵第三級密封泄漏流量的測量。 2.抗震性能 由于主泵第三級密封泄漏流測點(diǎn)位于安全殼內(nèi),周圍存在1E級儀表和核級管道,盡管測點(diǎn)本身不需要在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事件工況下執(zhí)行功能,但不應(yīng)對其他需要執(zhí)行功能的設(shè)備或儀表造成損害,因而用于該測點(diǎn)的儀表應(yīng)滿足抗震要求,在SSE地震載荷下,滿足結(jié)構(gòu)完整性的要求,避免放射性物質(zhì)經(jīng)儀表破口向環(huán)境釋放以及對周圍1E級儀表和核級設(shè)備產(chǎn)生潛在危害。 熱式質(zhì)量流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡單,除進(jìn)行抗震試驗(yàn)外,抗震分析亦可用于分析其抗震性能。在抗震分析中,需要重點(diǎn)對薄弱部位進(jìn)行應(yīng)力分析,通常包括傳感器與管道相交的節(jié)點(diǎn)處、螺紋連接處及法蘭連接處等位置。 對某一型號熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行抗震分析,取三向峰值加速度為6g。通過應(yīng)力分析表明,流量計(jì)的第一-階自振頻率大于33Hz,在地震載荷作用下,薄弱部位的計(jì)算應(yīng)力值均小于規(guī)定的應(yīng)力限值,從而認(rèn)為其在SSE地震載荷下,結(jié)構(gòu)完整性可以得到保證。 3.耐輻照性能 因主泵第三級密封泄漏流測點(diǎn)位于安全殼內(nèi),在電廠正常運(yùn)行工況下,探頭所處的環(huán)境具有一定的電離輻射存在。因而,用于該測點(diǎn)的儀表應(yīng)能經(jīng)受--定的累積輻照劑量而測量結(jié)果仍在要求的測量精度范圍內(nèi)。目前,對于儀表的耐輻照性能,主要采用試驗(yàn)法進(jìn)行驗(yàn)證。 對某一型號分體式熱式質(zhì)量流量計(jì)探頭進(jìn)行耐輻照試驗(yàn),輻射源采用鈷-60,試驗(yàn)時間持續(xù)40h以上,累積輻照劑量約2x104Gy,輻照后進(jìn)行功能試驗(yàn),流量計(jì)的輸出維持在測量精度范圍內(nèi),表明該型流量計(jì)可以經(jīng)受若干年的累積輻照劑量而不損壞。 4.安裝 為便于安裝和維護(hù),流量計(jì)可采用法蘭-法蘭連接的形式。在一般情況下,為了滿足測量精度,熱式質(zhì)量流量計(jì)對于前后直管段的要求較高,部分型號的流量計(jì)要求的直管段長度可達(dá)到前15D、后5D以上。但由于流量計(jì)允許動態(tài)修正,經(jīng)過標(biāo)定和修正后,可降低熱式質(zhì)量流量計(jì)的前后直管段要求。對于主泵第三級密封泄漏流的測量,熱式質(zhì)量流量計(jì)可滿足安裝和維護(hù)要求。1.渦輪流量計(jì)的通氣和停氣要求。通氣順序:保證流量計(jì)后端的閥門處于關(guān)閉狀態(tài);再緩慢開啟流量計(jì)前端的閥門確保升壓速度≤35kPa/S;最后緩慢開啟流量計(jì)后端的閥門,使其從小流量下運(yùn)行直至調(diào)節(jié)至需要值。整個過程保持有壓啟動。停氣順序:先緩慢關(guān)閉流量計(jì)后端閥門:再緩慢關(guān)閉流量計(jì)前端閥門。2.防止長時間超量運(yùn)行。超流量運(yùn)行會嚴(yán)重影響使用壽命,降低計(jì)量精度導(dǎo)致誤差增大;(注意觀察表頭工祝流量百分比不宜長時間超百分百)瞬時流量:從瞬時流量的觀察,結(jié)合用戶當(dāng)時用氣情況判斷是否有小火不走,大火超量程現(xiàn)象。儀表運(yùn)行時流量范圍應(yīng)在20%~70%之間。如果長期低限運(yùn)行或高限運(yùn)行都會對計(jì)量有影響:是否是用戶用氣負(fù)荷或用氣設(shè)備發(fā)生了改變.應(yīng)及時解訣。3.注意溫度、壓力的數(shù)值。 根據(jù)氣態(tài)方程式: 方程式中:V。為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積量.(m2);V為工作狀態(tài)下的體積量(m³);Z為工作狀態(tài)下的氣體壓縮系數(shù)。P=Pa+Pg為流量計(jì)壓力檢測點(diǎn)處的絕對壓力(kPa):Pa為當(dāng).地大氣壓(kPa);P為流量計(jì)壓力檢測點(diǎn)的表壓力(kPa);P為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(101.325kPa);T為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的絕對溫度(293.15K):T為介質(zhì)工況條件下的絕對溫度(273.15+t):K,為被測介質(zhì)攝氏溫度(℃);F為氣體壓縮因子從公式可以看出,誤差主要集中在壓力、溫度的檢測精度兩方面.在發(fā)現(xiàn)流量、溫度、壓力值與實(shí)際偏差較大或示值不穩(wěn)定時,或與以前經(jīng)驗(yàn)數(shù)值存在較大偏差時,要及時處理o(4)在日常維護(hù)中或抄表檢查時,應(yīng)查看顯示儀表上是否有異常符號。如有電池符號的閃爍表示電池快沒電了,應(yīng)及時更換電池;如有異常報(bào)警、異常警告的符號出現(xiàn)要及時發(fā)現(xiàn).有助于處理和發(fā)現(xiàn)用戶的違規(guī)用氣行為.(5)對于有機(jī)械讀數(shù)帶修正儀的進(jìn)口渦輪表,除抄取標(biāo)況體積值之外,同時應(yīng)該及時比對基表讀數(shù)與修正儀.上的工況流量是否一致,兩者正常情況下應(yīng)該是相差不大的。(6)工藝管道檢修時應(yīng)拆下流量計(jì).然后用干凈的布把兩端包好,防止污物、鐵霄等落人流量計(jì)將渦輪葉片損壞。.(7)為保證渦輪流量計(jì)長期正常工作.應(yīng)加強(qiáng)儀表的運(yùn)行檢查.監(jiān)測葉輪旋轉(zhuǎn)情況,如聲音異常應(yīng)及時卸下檢查傳感器內(nèi)部零件。渦輪軸承磨損嚴(yán)重或葉片打壞的,必須維修更換.并重新檢定。(8)有潤滑油或清洗液注人口的傳感器,應(yīng)按要求定期注入潤滑油或清洗液。保證葉輪良好運(yùn)行。在無潤滑油情況下長期連續(xù)運(yùn)行勢必造成致命磨損.阻尼力增加而導(dǎo)致運(yùn)行變慢,計(jì)量結(jié)果產(chǎn)生負(fù)差并且影響使用壽命;電磁流量計(jì)等節(jié)點(diǎn)設(shè)備和站內(nèi)PC機(jī)間的通信采用異步串行通訊控制規(guī)程,并采用地址位喚醒握手協(xié)議.因此在協(xié)議中規(guī)定了傳地址和傳數(shù)據(jù)兩種不同的幀格式,如圖4.4所示.地址幀和數(shù)據(jù)幀都有11位,其中第l位和最后l位相同,分別為起始位和停止位,緊接起始位的是8位數(shù)據(jù)位,第9位為標(biāo)志位,用來區(qū)分所發(fā)送/接受的幀信息是地址幀還是數(shù)據(jù)幀.第9位為1時,表示PC機(jī)發(fā)送/接受的是“地址幀":第9位為0時,表示主機(jī)發(fā)送/接受的是"數(shù)據(jù)幀".命令幀與校驗(yàn)和的發(fā)送格式與數(shù)據(jù)幀相同,因此可由數(shù)據(jù)幀演化得到.插入式熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)的信號發(fā)生模塊包括兩個傳感器探頭、溫度補(bǔ)償電橋和電壓調(diào)整電路三部分/如圖所示,本課題所設(shè)計(jì)的是插入式恒溫差質(zhì)量流量計(jì),采用熱消散效應(yīng),所以我們選擇鉑熱敏電阻Pt20和Pt1000分別作為流量計(jì)的流量探頭和溫度探頭,鉑熱敏電阻的阻值對溫度反應(yīng)靈敏.與所處環(huán)境溫度基本呈線性關(guān)系,確保了我們對流量計(jì)精度的要求;同時,鉑熱敏電阻的溫度系數(shù)大,在測量范圍內(nèi),物理化學(xué)性能穩(wěn)定,可以反復(fù)加熱冷卻,使用壽命長,完全可以用來做傳感器材料,保證流量計(jì)的穩(wěn)定性要求;而且熱敏電阻的體積可以做到很小,減小插入式熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)對流體流動狀態(tài)的影響,保證流量測量值的真實(shí)有效。德國VSEVS0.04流量計(jì)選型樣本1、孔板流量計(jì)計(jì)量天然氣的優(yōu)勢分析1)孔板流量計(jì)的結(jié)構(gòu)組成比較簡單,性能穩(wěn)定可靠,節(jié)流裝置運(yùn)行穩(wěn)定安全,整體使用壽命較長,且成本較為低廉,綜合效益優(yōu)勢突出,校驗(yàn)檢測質(zhì)量合格。2)孔板流量計(jì)能夠使區(qū)域性液體流動速度增加,降低靜壓力標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)生壓差,通過對壓差進(jìn)行測量的方式來評估待測定區(qū)域內(nèi)流體流量的大小,故而測量精度較高,誤差小。3)孔板流量計(jì)生產(chǎn)制造過程當(dāng)中的相關(guān)檢測件以及差壓顯示儀表能夠由不同的生產(chǎn)廠家進(jìn)行生產(chǎn)制造與供貨,具有專業(yè)化、規(guī)模化生產(chǎn)的價值與潛力。4)由于孔板流量計(jì)在作用于天然氣計(jì)量的過程當(dāng)中,標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件為全世界通用,且有大量的國家、國際、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為支持,實(shí)際應(yīng)用中不需要進(jìn)行實(shí)流校準(zhǔn),操作步驟簡單,質(zhì)量控制可靠,且數(shù)據(jù)精度有所保障。2、孔板流量計(jì)計(jì)量天然氣的誤差消除1)要求從設(shè)計(jì)安裝的角度入手,重視對孔板流量計(jì)作業(yè)質(zhì)量的嚴(yán)格控制。當(dāng)前我國存在大量標(biāo)準(zhǔn)的孔板流量計(jì)安裝操作規(guī)范,當(dāng)中對孔板流量計(jì)在安裝過程當(dāng)中的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)、精確的規(guī)定。同時,安裝期間還要求根據(jù)孔板前阻力件的結(jié)構(gòu)形式,對應(yīng)配置長度符合要求的直管段,工程實(shí)踐中同時要求,直管段長度應(yīng)當(dāng)挖制在≥30d單位以上。若受客觀環(huán)境條件影響,無法滿足這一一要求,則需要在直管段上通過增設(shè)整流器裝置的方式縮短安裝長度。安裝期間,還要求對孔板流量計(jì)入口端相對于管道線的方位進(jìn)行控制,垂直角度90.0°進(jìn)行控制,偏差應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制在±1.0°范圍之內(nèi)。2)要求從應(yīng)用維護(hù)的角度入手,重視對脈動流的消除與控制。為了最大限度的消除孔板流量計(jì)作業(yè)期間的脈動流,需要將天然氣當(dāng)中的水分最大限度的從管線中脫出出來,具體的技 術(shù)措施為:管道低處安裝分液器,消除管線內(nèi)部所累積的積液。與此同時,還需要在確保孔板流量計(jì)自身計(jì)量性能的基礎(chǔ)之上,合理控制測量管道內(nèi)部內(nèi)徑參數(shù),同時合理提高管道差壓取值標(biāo)準(zhǔn)。除此以外,還可以在測量點(diǎn)以前的入口端增設(shè)調(diào)壓閥部件,使孔板流量計(jì)計(jì)量期間的輸出壓力能夠取值比較穩(wěn)定。相同類型的方法還有:將緩沖罐加裝在測量管道以前位置,使氣體能量能夠得到及時的儲存與釋放,達(dá)到對抗差壓波動的目的,避免天然氣計(jì)量作業(yè)期間,脈動現(xiàn)象對計(jì)量精度所產(chǎn)生的不良影響。由金屬管浮子流量計(jì)的工作原理我們知道:流體的流量與浮子在錐管中的高度有關(guān),因此要實(shí)現(xiàn)對流量的測量,實(shí)際上取決于對浮子位置的測量。 本設(shè)計(jì)中采用美國公司生產(chǎn)的非接觸式角位移磁阻傳感器HMC1501代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接觸式角度傳感器,HMC1501可以測量從磁鐵發(fā)出的磁場的方向角。 設(shè)計(jì)中將一條形磁鐵置于磁阻傳感器上方,令磁阻傳感器與錐管間距離為L,傳感器距錐管底部高度為H,如圖2.3所示。 當(dāng)浮子位于高度H處時,小磁鐵的轉(zhuǎn)角為0。當(dāng)流量變化時,浮子上下移動,其內(nèi)嵌磁鋼也隨之上下移動,此時,置于磁阻傳感器正上方的條形磁鐵受到磁場作用發(fā)生轉(zhuǎn)動,如圖2.4,轉(zhuǎn)動的角度即與浮子位置有關(guān)。 由上圖可見當(dāng)磁鐵轉(zhuǎn)過角度為θ時,金屬管浮子流量計(jì)浮子在錐管中的位置h=H+Ltgθ,則根據(jù)式1.9可得:德國VSEVS0.04流量計(jì)選型樣本 由于金屬管浮子流量計(jì)的測量管為機(jī)械結(jié)構(gòu).測最時對波動很敏感,經(jīng)常會出現(xiàn)指針波動嚴(yán)重,甚至影響讀數(shù)的情況。除了在測量管中加裝氣阻尼器之外,還可以在指針組件中增加電磁阻尼器,使指針擺動的頻率、幅度大幅度降低,使指針指示穩(wěn)定,刻度值讀取變得容易,讀取精度更高。 電磁阻尼器的工作原理。電磁阻尼器由磁鋼、連接件、金屬板等組裝后為一體。指針的配重為導(dǎo)電金屬鋁合金,根據(jù)電磁感應(yīng)定律,配重在磁場中運(yùn)動,切割磁力線.必然產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,從而在配重中產(chǎn)生渦電流;磁場對帶電導(dǎo)體必然產(chǎn)生作用力,而此作用力恰好起到阻礙配重在磁場中運(yùn)動的作用,配重運(yùn)動的速度越大,產(chǎn)生的反作用也越大,其效果類似于阻尼器,從而使電磁阻尼器起到降低指針擺動頻率、幅度的作用.達(dá)到穩(wěn)定的效果。 與現(xiàn)有技術(shù)相比,通過增加電磁阻尼器裝置,可有效改善金屬管浮子流量計(jì)的使用效果,使指針的擺動頻率和幅度大幅度降低,指針穩(wěn)定指示,刻度值的讀取變得容易,讀取精度提高,既提高了效率也保證了精度。1.動態(tài)勵磁技術(shù) 所謂電磁流量計(jì)動態(tài)勵磁技術(shù),就是在三值矩形波勵磁的基本前提下,根據(jù)現(xiàn)場流體狀態(tài)對調(diào)整勵磁頻率進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,從而提高測量的穩(wěn)定性。現(xiàn)階段,因?yàn)門業(yè)施工現(xiàn)場管路比較復(fù)雜,閥門、彎頭、分支管以及變徑管等對流體流態(tài)的影響比較大,并且支管路比較短,這樣就不足以消除以上組件對流體的擾動。在這一工作環(huán)境下,通常電磁流量計(jì)穩(wěn)定性比較差,這樣就需要手動設(shè)置阻尼系數(shù)來提高測量的穩(wěn)定性。但是阻尼會使流量測量跟蹤速度比較慢,并且沒有辦法及時反應(yīng)流量的變化,而動態(tài)勵磁技術(shù)可以很好的解決這一-問題,倘若體波動比較大,就需要自動增大勵磁周期,提高測量穩(wěn)定性。對于比較復(fù)雜的環(huán)境,應(yīng)該采用動態(tài)勵磁技術(shù)與阻尼設(shè)置兩者相結(jié)合的方式來提升液體測量的穩(wěn)定性。2.信號處理系統(tǒng) 所謂信號處理系統(tǒng),就是前置放大電路對接收的流量信號進(jìn)行有效處理,并且在抑制噪聲和干擾的時候,對收到的微弱流量信號進(jìn)行放大。同時采用整形電路將差動的雙端流量信號轉(zhuǎn)變成單端流量信號,采用A/D轉(zhuǎn)換電路將流量信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字量,隨后將數(shù)字量進(jìn)入單片機(jī)對數(shù)字進(jìn)行計(jì)算,從而得到流速值和流量值。而智能信號處理系統(tǒng)能夠很好的解決這些問題,首先對液體的電導(dǎo)率進(jìn)行檢測,隨后根據(jù)電導(dǎo)率自動的選擇波電容、電阻等,對不同電導(dǎo)率液體流量進(jìn)行測量,從而達(dá)到提高測量精度的目的。3.誤差修正技術(shù) 針對電磁流量計(jì)的誤差,應(yīng)該采用零點(diǎn)校正與基本誤差修正相結(jié)合的方法,公式如下:V=kE-V0;其中V代表液體實(shí)際流速;k代表基本誤差修正系數(shù),E代表實(shí)測流速轉(zhuǎn)換的數(shù)字量,V0代表零點(diǎn)偏移量。在進(jìn)行誤差修正的時候,應(yīng).該根據(jù)流量計(jì)傳感器特性進(jìn)行流量分段修正方法的引進(jìn),并且根據(jù)《電磁流量計(jì)》的規(guī)章制度,對流量檢定點(diǎn)進(jìn)行劃分,.例如:Qmax(流量測量上限)、Qmin(流量測量下限)等,并且對其進(jìn)行分階段性的修正,從而就能有效滿足測量精度的具體要求。1.儀表安裝不符合要求造成計(jì)量誤差 旋進(jìn)漩渦流量計(jì)的使用過程中,最關(guān)鍵的是要保障計(jì)量的精度,安裝質(zhì)量是影響計(jì)量準(zhǔn)確性、運(yùn)行可靠性的重要因素。在實(shí)際的安裝過程中,現(xiàn)場的安裝人員往往會存在安裝的不規(guī)范行為,而這種情況會導(dǎo)致計(jì)量的準(zhǔn)確性不足,比如,在安裝現(xiàn)場,儀表前后管線存在縮徑現(xiàn)象,過近的安裝距離會導(dǎo)致最終的計(jì)量結(jié)果偏大,計(jì)量與實(shí)際的誤差非常大。此外,在安裝過程中,安裝人員的專業(yè)素質(zhì)偏低,在實(shí)際的安裝過程中,缺乏安裝全過程的質(zhì)量控制、細(xì)節(jié)管理,同樣會造成嚴(yán)重的計(jì)量偏差。2.被測氣量不穩(wěn)定造成計(jì)量誤差 旋進(jìn)漩渦流量計(jì)的計(jì)量介質(zhì)性質(zhì)相對特殊,如果在實(shí)際的計(jì)量過程中,被測氣量難以保持穩(wěn)定性,將會影響計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。旋進(jìn)漩渦流量計(jì)的運(yùn)行過程中,存在著較大的壓力損失,當(dāng)在單井計(jì)量的過程中,伴隨著一定氣流量的產(chǎn)生,由于在此情況下氣源的氣體量相對較小,一旦氣壓降低到特定的值時,旋進(jìn)漩渦流量計(jì)就無法及時將氣量準(zhǔn)確計(jì)量出來。在一些特殊的情況下,氣量會隨著時間呈現(xiàn)出或大或小的變動,而這種不穩(wěn)定的變動趨勢使得計(jì)量的難度系數(shù)增大,當(dāng)屬于脈動流體時,在計(jì)量過程中一旦出現(xiàn)隨機(jī)脈動壓力,將會對流量計(jì)造成一定的沖擊,進(jìn)而導(dǎo)致計(jì)量的精度不足。3.管線振動造成儀表誤差 當(dāng)流量很小的情況下,旋進(jìn)漩渦流量計(jì)的計(jì)量結(jié)果難以保障。在實(shí)際的計(jì)量過程中,常常會存在工藝管道的振動現(xiàn)象,一旦在流速較小的情況下,流量計(jì)的儀表難以保持正常的輸出狀態(tài),計(jì)量精度大大降低。旋進(jìn)漩渦流量計(jì)使用過程中最常見的問題就是計(jì)量誤差,這種誤差常常是由多種因素所造成的,管線振動是其中的一個關(guān)鍵因素,當(dāng)管線出現(xiàn)異常情況時,壓電傳感器能夠活動振蕩變化所引起的各種參數(shù)變化,此時,必然伴隨著信號的輸出,也就難以保障計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。4.不干凈的測量流體介質(zhì)造成計(jì)量誤差 隨著旋進(jìn)漩渦流量計(jì)計(jì)量工作的開展,在流量計(jì)內(nèi)必然會伴隨著大量油污等雜物的存在,有時甚至?xí)嬖诟g與損壞現(xiàn)象,而這些情況會導(dǎo)致在計(jì)量過程中出現(xiàn)酸化與壓裂現(xiàn)象的概率進(jìn)一步增大,導(dǎo)致計(jì)量值遠(yuǎn)低于實(shí)際值。旋進(jìn)漩渦流量計(jì)的計(jì)量工作中,要保障介質(zhì)的潔凈性,否則,一旦介質(zhì)中存在飽和水蒸汽,當(dāng)遇到溫度過低的情況時,將會伴隨著水凝結(jié)現(xiàn)象的出現(xiàn)。在計(jì)量過程中,如果計(jì)量分離器存在氣路跑油的情況,在管線內(nèi)會形成大量的積液;如果介質(zhì)內(nèi)存在污油、砂粒等雜質(zhì),在計(jì)量的過程中,可能會出現(xiàn)漩渦發(fā)生體表面雜質(zhì)的黏結(jié)現(xiàn)象,最終影響計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。優(yōu)點(diǎn):(1)熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)可被測量的流體管道口徑范圍廣.能夠應(yīng)用在各種口徑的管道流量測量,從小、中口徑到特大口徑管道都可以,口徑可達(dá) 9000mm.(2)流速測量范圍廣.可測量 0.02m/s~480m/s 范圍內(nèi)的流體流速.(3)測溫范圍和耐壓范圍很寬.待測氣體的溫度高達(dá) 900℃,可用于各種高溫過程氣體的測量,最高可以在 70MPa 的壓力下進(jìn)行測試.測量過程中不需要溫度和壓力補(bǔ)償.所以在較大直徑管道、較小流速、微小流量、測量流量浮動范圍較大時,具有一定的優(yōu)勢.(4)可保證較高的測量精度.一般的熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)都屬中等精度測量范圍,其中部分儀表,如插入式、電磁式,可以達(dá)到高精度測量.國外進(jìn)口的高精度儀表滿量程誤差可以達(dá)到±1%.(5)寬量程比.量程比可以達(dá)到 1000:1,且能保持精度要求.(6)可測量混合氣體.(7)機(jī)械設(shè)計(jì)簡單,容易安裝和調(diào)試,維修簡單,防振動.插入式只需要在管道上焊接法蘭盤即可,管段式只需要進(jìn)行管道轉(zhuǎn)接,安裝和操作方便.(8)不需要溫度和壓力補(bǔ)償.缺點(diǎn):(1)響應(yīng)速率慢.由于熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)是依靠傳熱原理設(shè)計(jì),而熱量交換過程與加熱溫度探頭和流體的熱傳導(dǎo)效率密切相關(guān),需要一定的時間來完成換熱過程,一般的相應(yīng)時間為 2~5s;性能優(yōu)越的流量計(jì)響應(yīng)時間為 0.5s;甚至有些響應(yīng)時間更慢.(2)精度易受流體組分影響.當(dāng)被測流體為混合氣體時,由于混合氣體組分的變化,氣體密度,粘度,熱導(dǎo)率都會受到直接影響,使測量值發(fā)生較大誤差而導(dǎo)致最后的流量計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生誤差.(3)在小流量測量中,熱源探頭的溫度高于流體溫度,導(dǎo)致熱源探頭向流體傳導(dǎo)熱量,影響流體和熱源探頭的溫度差,影響測量精度.
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