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一寸管汙水管道流量計在製氧機組供水系統中的案例分析

點選次數•·:1016 釋出時間•·:2020-12-24 05:48:00
流量測量工作是工業生產中一項重要的基礎性工作✘╃·☁,流量計所測量與收集的相關資料直接關係到生產的穩定進行✘╃·☁,是自動化生產控制中重要的環節✘╃·☁,一寸管汙水管道流量計是流量計領域中使用極為廣泛的一款產品✘╃·☁,它的測量範圍度大✘╃·☁,響應快✘╃·☁,計量資料正確✘╃·☁,給操作工提供了操作依據·╃╃。其優越的效能和準確的測量及便捷的安裝維護受到使用者的喜愛·╃╃。本文針對於一寸管汙水管道流量計的基本原理▩╃、特點及其在在製氧機組供水系統中以及安裝使用的案例所作分析總結✘╃·☁,
我公司服務的客戶生產過程中的製氧機組冷卻供水系統距離控制室較遠✘╃·☁,均為無人值守·╃╃。原來一直採用的是孔板流量計進行液位的測量與監控✘╃·☁,由於原檢測裝置的缺陷✘╃·☁,測量的資料由於無法準確地反映蓄水池的供水量✘╃·☁,因此不能監視蓄水池水滿溢和缺水的情況✘╃·☁,只能依靠人工巡迴檢查·╃╃。經常出現低水位和水滿溢的情況·╃╃。所以導致不能及時補水或斷水✘╃·☁,對生產很不利✘╃·☁,也造成了水資源的浪費·╃╃。我們在供水計量檢測過程中✘╃·☁,採用一寸管汙水管道流量計對原孔板▩╃、差壓測量系統裝置進行了改造✘╃·☁,克服了原孔板流量計的缺陷✘╃·☁,解決了孔板測量範圍度小的難題✘╃·☁,以及差壓感測器正▩╃、負引壓管內容易聚集氣泡所造成的計量誤差問題·╃╃。同時將流量訊號接到PKS自動化生產過程控制系統統上✘╃·☁,為計量管理部門和操作工提供了準確的計量統計資料和正確的操作依據✘╃·☁,較完善解決了原裝置測量資料長期計量不準的問題✘╃·☁,同時也避免了水資源的浪費·╃╃。
一▩╃、一寸管汙水管道流量計的基本原理
一寸管汙水管道流量計的基本原理是以法拉第電磁感應定律為基礎✘╃·☁,即導體在磁場中作切割磁力線運動時✘╃·☁,在其兩端產生感應電動勢·╃╃。該原理用於測量管道內流動的導電性流體·╃╃。導電性液體在垂直於磁場的非磁性測量管道內流動✘╃·☁,並且流體流動的方向與磁場方向相垂直(見圖1)✘╃·☁,

產生與流量成比例的感應電勢✘╃·☁,流體中產生的感應電動勢被位於管子徑向兩端的一對電極拾取✘╃·☁,該訊號電壓uE與磁場強度B▩╃、電極間距離D和平均流速穢成正比·╃╃。磁場強度B和電極距離D是常數✘╃·☁,所以訊號電壓與平均流速口成正比·╃╃。計算公式如下•·:

根據體積流量的計算公式表明✘╃·☁,訊號電壓uE與平均流速穢成線形正比·╃╃。只要測得液體的流速✘╃·☁,就可測得液體的流量✘╃·☁,即•·:
在訊號轉換器中該感應訊號電壓被變換成可程式設計的模擬和數字輸出訊號送出·╃╃。
二▩╃、一寸管汙水管道流量計產品特點及應用
(1)由於測量導管內部無可動元件和阻流體✘╃·☁,幾乎沒有壓力損失✘╃·☁,所以反應十分靈敏·╃╃。
(2)測量導塗層或襯裡可解決腐蝕性介質流量的測量✘╃·☁,檢測過程中不受被測量介質的溫度▩╃、壓力▩╃、密度▩╃、粘度以及流動狀態等變化的影響✘╃·☁,沒有測量滯後現象·╃╃。
(3)測量範圍寬✘╃·☁,最高可達100•·:1✘╃·☁,一般為10•·:1✘╃·☁,流速一般可達1~6m3/s·╃╃。測量管徑範圍可從2mm到2400mm·╃╃。
(4)測量感應電動勢與流量成線性關係✘╃·☁,流體的體積流量與介質的物性(如溫度▩╃、壓力▩╃、密度▩╃、粘度等)流動狀態無關·╃╃。
一寸管汙水管道流量計也有其侷限性不足之處✘╃·☁,就是使用溫度和壓力不能太高✘╃·☁,溫度一般不超過120'(2✘╃·☁,壓力一般不要超過1.6MPa·╃╃。應用範圍有限✘╃·☁,不能用來測量氣體等非導電流體的流量·╃╃。
由於一寸管汙水管道流量計用於導電液體的流量測量有其優越性✘╃·☁,且線性好✘╃·☁,穩定▩╃、可靠✘╃·☁,電訊號適宜於遠距離傳輸✘╃·☁,且安裝維護方便✘╃·☁,前景廣闊·╃╃。
三▩╃、一寸管汙水管道流量計的設計選型及安裝
3.1設計選型
原計量檢測為節流式孔板▩╃、差壓檢測裝置✘╃·☁,我們對其計量資料檢測不準的情況進行了分析✘╃·☁,主要有兩個方面的因素造成✘╃·☁,一是孔板的測量範圍度不夠·╃╃。孔板設計常用流量為15~20m3/h✘╃·☁,實際使用中最小流量為7m3/h✘╃·☁,最大流量50m3/h✘╃·☁,在小流量和大流量時都會出現較大誤差;二是流體有氣泡·╃╃。供水系統的供水管道為DNl00mm✘╃·☁,最大流量可以達到240m3/h✘╃·☁,出水口為敞放式排水✘╃·☁,常常處於非滿管狀態✘╃·☁,以及由於供水裝置或管道安裝等方面的因素✘╃·☁,存在不正常節流的現象✘╃·☁,常常有氣泡聚集在感測器的正▩╃、負壓室內✘╃·☁,造成測量資料嚴重偏差·╃╃。
根據機組供水系統的情況和測量裝置的可適用性▩╃、可靠性以及現場環境等情況✘╃·☁,我們選擇了DE43F一體型一寸管汙水管道流量計對原測量裝置進行換型改造·╃╃。一寸管汙水管道流量計的測量範圍寬✘╃·☁,響應快✘╃·☁,不受溫度▩╃、壓力變化的影響✘╃·☁,安裝方便✘╃·☁,可滿足供水系統檢測計量的需要·╃╃。
根據工藝方面提出的引數✘╃·☁,供水量的常用流量在12·╃╃。15m3/h之間✘╃·☁,最小水流量7m3/h✘╃·☁,最大水流量可達50m3/h✘╃·☁,水壓力在0.2—0.3MPa之間(閥前壓力)✘╃·☁,水溫度為常溫·╃╃。在設計時✘╃·☁,一寸管汙水管道流量計的管道口徑選擇了DN50mm的管道✘╃·☁,最大流量為60m3/h✘╃·☁,這樣既節約了成本✘╃·☁,又滿足了日常供水計量的需要·╃╃。
3.2安裝一寸管汙水管道流量計的正確安裝對其正常執行極為重要✘╃·☁,一寸管汙水管道流量計的安裝環境和安裝位置亦關係到計量的準確✘╃·☁,可靠·╃╃。按照一寸管汙水管道流量計的安裝要求✘╃·☁,安裝方向或水平或垂直▩╃、傾斜均可✘╃·☁,不受限制·╃╃。本裝置採用了水平安裝✘╃·☁,並保證了流量計上游管道直管段大於5D(實際達12D)✘╃·☁,下游管道直管段大於3D(實際達10D)要求·╃╃。
感測器安裝處應具有一定背壓✘╃·☁,否則感測器出口直接排空易造成測量管內液體非滿管✘╃·☁,為不良的安裝位置✘╃·☁,應予以避免✘╃·☁,因此在出水管道的安裝上考慮了一段向上傾斜的安裝位置見圖2✘╃·☁,使一寸管汙水管道流量計的安裝位置始終位於出口管道下方✘╃·☁,保證液體在任何時候都能夠充滿測量管道✘╃·☁,避免了測量誤差✘╃·☁,滿足了必要的安裝要求·╃╃。管道採用了法蘭連線✘╃·☁,便於安裝▩╃、檢修維護方便·╃╃。

一寸管汙水管道流量計安裝在一根DN50mm的管道上✘╃·☁,原供水管為95108mm✘╃·☁,將其作為旁通用途·╃╃。正常情況時✘╃·☁,開啟V1▩╃、V3閥✘╃·☁,關閉V2閥✘╃·☁,補充水透過一寸管汙水管道流量計計量後向蓄水池供水·╃╃。當一寸管汙水管道流量計故障或者檢修時✘╃·☁,關閉v3閥✘╃·☁,開啟V1▩╃、V2閥向蓄水池供水✘╃·☁,以保證生產不受影響✘╃·☁,還可以方便一寸管汙水管道流量計的零點校驗·╃╃。安裝示意圖見圖3·╃╃。

由於一寸管汙水管道流量計安裝在露天現場✘╃·☁,考慮到現場的環境以及安全✘╃·☁,一寸管汙水管道流量計的供電採用了DC·24V電源✘╃·☁,由泵站儀表櫃內的穩壓電源供給·╃╃。電氣連線見原理框圖4·╃╃。一寸管汙水管道流量計將拾取的流量訊號✘╃·☁,透過轉換和運算處理✘╃·☁,轉換成標準的電流訊號✘╃·☁,送到泵站儀表櫃的二次儀表(數顯控制儀WPS一80型)上顯示✘╃·☁,同時將其資料傳輸到機組控制室的Dcs—PKs系統上✘╃·☁,透過監視畫面可監測供水量的瞬時流量和累計流量✘╃·☁,操作工即可根據其顯示資料調節供水量·╃╃。

四▩╃、關於干擾與接地須知
一寸管汙水管道流量計是基於導電性流體在磁場中運動所產生的感應電動勢來推算流體流量的測量儀表✘╃·☁,其基本工作原理是電磁感應定律·╃╃。因此電磁耦合▩╃、靜電感應是一寸管汙水管道流量計干擾噪聲的首要來源✘╃·☁,在管線上存在雜散電壓干擾·╃╃。為了保證液體與地同電位✘╃·☁,避免液體與地有電位差以及因空間電磁干擾而造成的測量誤差✘╃·☁,所以✘╃·☁,對接地做了嚴格的要求·╃╃。本裝置與管道為固定法蘭連線✘╃·☁,固定法蘭和管道以及流量感測器均用
2.5mm2的銅芯線作了良好的接地見圖5·╃╃。經檢測✘╃·☁,該裝置的接地電阻為8.212✘╃·☁,(安裝要求小於10012)✘╃·☁,除了將感測器接地外✘╃·☁,還用銅線跨接在管道的兩法蘭上✘╃·☁,保證了接地牢固▩╃、可靠✘╃·☁,減少了電磁耦合▩╃、靜電感應引起的干擾·╃╃。空間電磁干擾一般經過電纜引入✘╃·☁,我們採用了單層遮蔽訊號電纜予以保護✘╃·☁,同時✘╃·☁,由於該一寸管汙水管道流量計為一體型(其感測器和轉換器組裝在一起)✘╃·☁,縮短了訊號線與激磁線的長度並且隱蔽在儀表內部✘╃·☁,也減少了訊號衰減和空間電磁波的噪聲侵人✘╃·☁,保證了測量資料的準確▩╃、可靠·╃╃。實際使用執行中✘╃·☁,定期用萬用表檢查兩電極與地端的絕緣電阻·╃╃。

五▩╃、一寸管汙水管道流量計的校驗檢查
(1)系統零位檢查
當系統安裝完成後✘╃·☁,按照廠家要求做了系統零點校驗·╃╃。一寸管汙水管道流量計系統零點的校驗可用手動和自動兩種方式進行·╃╃。檢查時✘╃·☁,流量感測器的流體應處於絕對靜止✘╃·☁,同時保證流量感測器測量管內充滿液體✘╃·☁,然後對system zeFo(系統零位)引數進行手動或自動零位調整✘╃·☁,用“ENTER”鍵選擇引數✘╃·☁,用ARROWA鍵選擇方式(手動或自動)✘╃·☁,這裡選擇自動(automatic)✘╃·☁,按ENTER啟動程式·╃╃。在調整中✘╃·☁,顯示器上從255至實際“0”值的倒計數✘╃·☁,過程約20s完成✘╃·☁,在實際操作中該過程進行兩次·╃╃。
(2)量程檢查根據該一寸管汙水管道流量計的生產廠家說明書說明✘╃·☁,量程的校驗在流量計出廠前有專門的稱重實驗裝置進行了校準✘╃·☁,我們在使用中只對其量程值進行了確認✘╃·☁,以及對相關引數的設定作了檢查·╃╃。
六▩╃、一寸管汙水管道流量計的可靠性及維護
提高一寸管汙水管道流量計的可靠性✘╃·☁,就是儘可能的減少和消除故障·╃╃。而實際上故障是多樣的✘╃·☁,有的是儀表線路▩╃、電氣以及環境因素引起的;有的是系統中元件✘╃·☁,元件/元件組合因素造成的;有的是安裝不規範造成的·╃╃。還有流體介質的導電效能▩╃、或水中帶有大量空氣等✘╃·☁,均會影響測量計量的準確可靠·╃╃。有些故障透過調整可以解決✘╃·☁,有些故障則需要在使用中透過有效的維護管理來解決·╃╃。
與其它儀控裝置一樣✘╃·☁,為保證一寸管汙水管道流量計的可靠性✘╃·☁,除了在規定的條件下執行外✘╃·☁,需要維護人員加強專業知識的掌握✘╃·☁,還需要加強初期的維護·╃╃。大部分儀表裝置的故障均在執行初期較高✘╃·☁,要勤觀察✘╃·☁,勤巡▩╃、點檢✘╃·☁,發現問題✘╃·☁,隨時處理和報告·╃╃。還應作好其執行資料的管理✘╃·☁,作為一種新型儀表的應用✘╃·☁,應加強對其進行跟蹤✘╃·☁,作好歷史記錄✘╃·☁,便於對其掌握及推廣應用·╃╃。
七▩╃、本文結語
流量計量是企業能源消耗的計算工具✘╃·☁,是企業生產過程中重要引數之一·╃╃。流量計量儀表得到了越來越多的應用✘╃·☁,隨著科學技術的飛速發展✘╃·☁,人們對高精度▩╃、高可靠性▩╃、高智慧化儀表日益青睞·╃╃。我公司選用的一寸管汙水管道流量計體現了安裝方便✘╃·☁,測量資料直觀可靠✘╃·☁,易於操作等特點✘╃·☁,給計量部門提供了準確真實的資料✘╃·☁,為節約能源提供了依據✘╃·☁,起到了良好的效果✘╃·☁,有較好的推廣前景·╃╃。

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