涡街流量计是一种无运动部件的流量测量仪表,通过测量流路中障碍物下游的旋涡频率来反应流速的,从而达到测量流量的目的。
这种流量计具有使用范围广,测量精度高,磨损小,输出信号呈线性并可远距离传输,便于安装及维护等优点。
常见的涡街流量计安装错误:
1.涡街前后直管段不符合要求
涡街前后直管段的作用就是为了保证管道内流体的流动稳定,但由于工艺管道上常有拐弯、分叉、汇合等阻力件出现,使流体稳定变为扰动,从而导致测量误差。消除方法是按照前后管道要求,合理设计节流装置的安装位置。
2.涡街上下游面受损或涡街法兰垫片凸出管道内
在运输涡街或施工人员安装涡街过程中,容易造成上下游面受损或法兰垫片凸出管道内,从而导致测量误差。消除方法是提高施工人员的技术素质和责任心。
施工人员在安装涡街前应仔细检查涡街片,若发现涡街上下游面受损,应及时更换;在安装涡街过程中应避免损坏涡街片;安装法兰垫片时,要使法兰垫片中心线和管道中心线一致。
3.涡街上下游面反装
安装前,应正确辨认管道内介质流向及涡街方向,否则将导致测量值偏低。这是因为施工人员的粗心所致,消除方法就是在安装涡街时,使涡街上标有“+”的面处在流向的上游侧。
4、不同涡街装错位置
这种情况一般在试车阶段特别容易出现。在试车阶段,各工艺管道需要多次吹扫,频繁拆装涡街。若涡街尺寸一样,稍不注意就会出现差错,调换涡街即可恢复正常。
由此可见为了让仪表发挥最大功能和作用,正确选型是首要条件,正确安装是决定性因素。
涡街流量计安装前注意事项:
1.仪表安装前,工艺管道应进行吹扫,防止管道中滞留的铁磁性物质附着在仪表里,影响仪表的性能,甚至会损坏仪表。如果不可避免,应在仪表的入口安装磁过滤器。仪表本身不参加投产前的气扫,以免损坏仪表。
2.仪表在安装到工艺管道之前,应检查其有无损坏。
3.仪表的安装形式分为垂直安装和水平安装,如果是垂直安装形式,应保证仪表的中心垂线与铅垂线夹角小于2°;如果是水平安装,应保证仪表的水平中心线与水平线夹角小于2°。
4.仪表的上下游管道应与仪表的口径相同,连接法兰或螺纹应与仪表的法兰和螺纹匹配,仪表上游直管段长度应保证至少是仪表公称口径的5倍,下游直管段长度大于等于250mm。
5.由于仪表是通过磁耦合传递信号的,所以为了保证仪表的性能,安装周围至少250px处,不允许有铁磁性物质存在。
6.测量气体的仪表,是在特定压力下校准的,如果气体在仪表的出口直接排放到大气,将会在 浮子处产生气压降,并引起数据失真。如果是这样的工况条件,应在仪表的出口安装一个阀门。
7.安装在管道中的仪表不应受到应力的作用,仪表的出入口应有合适的管道支撑,可以使仪表处于最小应力状态。
8.安装PTFE(聚四氟乙烯)衬里的仪表时,要特别小心。由于在压力的作用下,PTFE会变形,所以法兰螺母不要随意拧得过紧。
9.带有液晶显示的仪表,安装时要尽量避免阳光直射显示器,降低液晶使用寿命。
10.低温介质测量时,需选夹套型。
涡街流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。
电磁流量计由和转换器两部分构成。它是基于法拉第电磁感应定律工作的,用来测量电导率大于5μS/cm导电液体的体积流量,是一种测量导电介质体积流量的感应式仪表。除可测量一般导电液体的体积流量外,还可用于测量强酸强碱等强腐蚀液体和泥浆、矿浆、纸浆等均匀的液固两相悬浮液体的体积流量。电磁流量计广泛应用于石油、化工、冶金、轻纺、造纸、环保、食品等工业部门及市政管理,水利建设、河流疏浚等领域的流量计量。
一般情况下的防护等级为IP65,根据国家标准GB4208-84和国际电工委员会标准IEC529-76关于电工电气产品外壳防护等级规定的标准为:
A、IP65:为防喷水型,电磁流量计传感器外壳允许水龙头从电磁流量计的传感器的任何方向对传感器喷水,喷水的压力在30Kpa,出水量为12.5L/S,距离为3米。
B、IP67:电磁流量计传感器可用于短时间内浸在水里,
C、IP68:为潜水型,在一定的压力下适用于长期工作于水中或者地下,此时电磁流量计的传感器与显示部分分离,要做成分体式电磁流量计,但必须强调电磁流量计的防护等级要求。
一般情况下防护等级应根据实际情况来选择,传感器要求装在地面以下、经常受水淹的情况下应选择IP68,传感器安装在地面以上的应选择IP65、IP67。任何情况下电磁流量计的显示部位是不能用水或者进入水中的,如此会导致电磁流量计的损坏。
电磁流量计测量方法确定后选择仪表在性能要求上考虑的内容有:瞬时流量还是总量(累计流量)、精确度、重复性、线性度、流量范围和范围度、压力损失、输出信号特性和响应时间等。不同测量对象有各自测量目的,在仪表性能方面有其不同侧重点。例如商贸核算和储运对精确度要求较高;连续测量过程控制通常只要求良好的可靠性和重复性,有时还要求宽的范围度,而对测量精确度要求还放在次要地位;批量配比生产则希望有好的精确度。
1、测量流量还是总量
使用对象测量的目的有两类,即测量流量和计量总量。管道连续配比生产或过程控制使用场所主要测量瞬时流量;灌装容器批量生产以及商贸核算、储运分配等使用场所大部分只要取得总量或辅以流量。两种不同功能要求,再选择测量方法上就有不同侧重点
有些仪表如容积式流量计、涡轮流量计等,测量原理上就以机械技术或脉冲频率输出,直接得到总量,因此具有较高精确度,适用于计量总量。
电磁流量计、超声流量计、节流式流量计等仪表原理上是以测量流体流速推导出流量,响应快,适用于过程控制,但装有积算功能环节后也可获得总量。涡街流量计具有上者优点,但其抗震、抗干扰性能差,不适用于过程控制而适用于计量总量。
2、精确度
电磁流量计整体的测量精确度要求多少?在某一特定流量下使用,还是在某一流量范围内使用?在什么测量范围内保持上述精确度?所选仪表的精确度能保持多久?是否易于重新校验?是否要(或能)现场在线核对仪表精确度?这些问题必须细致地考虑。
如不是单纯计量总量,而是应用在流量控制系统中,则检测仪表精确度的确定要在整个系统控制精确度要求下进行,因为整个系统不仅有流量检测的误差,还包含有信号传输、控制调节、操作执行等环节的误差和各种影响因素,如操作执行环节往往有2%左右的回差,对测量仪表确定过高的精确度(比如说0.5级)是不合理和不经济的。就流量仪表本身而言,检测元件(或传感器)和转换/显示仪表之间只精确度亦应适当确定,如未经实流标定均速管、楔形管、弯管等差压装置误差在1%-5%之间,选用高精度差压计与之相配也就没有意义了。
电磁流量计流量仪表规范所定的精确度等级是在某一较宽流量范围内适用,如果使用条件在某一特定流量或很狭窄的流量范围,例如用涡轮流量计计量油品桶装分发,只有在阀门全开情况下启用,流量基本恒定,或仅在很小范围内变化,此时使用的测量精确度可比规定值高。如能在此测量点专门标定,可提高精确度,比如说从0.5级提高到0.25级或更高。
用于商贸核算、储运和物料平衡要求较高精确度时,还应考虑精确度的持久性,是否易于重新校验等关键因素,以及是否有在线校验的可能性。
在比较各制造厂的仪表性能规范时,要注意误差的百分率是指引用误差(测量上限或量程的百分率,常用%F.S表示),还是相对误差(测量值的百分率,常用%R表示)。通常样本或使用说明书只示误差%,而未注明%F.S或%R,往往是指%F.S,因为过去流量仪表瞬时流量的误差%F.S为多,这是不够严谨的。如果能做到%R,为表示其性能优越,必定注明。
还要注意制造厂产品说明书所定精确度是指基本误差,在现场使用环境、动力、流体条件变化将产生附加误差。现场使用精确度应为基本误差与影响量产生的附加误差所合成,如影响量大,附加误差可能远远超过基本误差。
3、重复性
电磁流量计重复性在过程控制应用中是重要的指标,由仪器本身原理与制造质量所决定,而精确度除取决于重复性外,尚与量值标定系统有关。严格地说重复性是指环境条件、介质参量等不变情况下,对某一流量值段时间内同方向进行多次测量的一致性。然而实际应用中,仪表优良的重复性被许多因素包括流体粘度、密度等变化所干扰,然而这些变化因素还未到需要作专门检测修正的地步,这些影响往往被误认为仪表重复性不好。例如浮子流量计受流体密度影响,小口径仪表还受粘度影响;涡轮流量计用于高粘度范围时的粘度影响;有些未作修正处理的超声流量计流体温度对声速影响等。若仪表输出特性是非线性的,则这种影响更为突出。
4、线性度
流量仪表输出主要有线性和平方根非线性两种。大部分流量仪表的非线性误差不列出单独指标,而包含在基本误差内。然而对于宽流量范围脉冲输出用作总量积算的仪表,线性度是一个重要指标,使有可能在流量范围内用同一个仪表常数,线性度差就要降低仪表精确度。随着微处理器技术的发展,采用信号适配技术修正仪表系统非线性,从而提高仪表精确度和扩展流量范围。
如需作管道流量配比、流量相加或热量计要对温度差和流量相乘时,应选择线性输出的仪表,可以简化计算过程。
5、上限流量和流量范围
上限流量也称满度流量。选择流量仪表的口径应按被测管道使用的流量范围和被选仪表的上限流量和下限流量来选配,而不是简单地按管道通径配用。虽然通常设计管道流体最大流速是按经济流速来确定的。因为流速选择过低,管径粗投资大;过高则输送功率大,增加运行费用。例如水等低粘度液体经济流速为1.5-3m/s,高粘度液体0.2-1m/s,大部分流量仪表上限流量的流速接近或略高于管道经济流速,因此仪表选择口径与管径相同的机会较多,安装就比较方便。如不相同也不会相差太多。
电磁流量计然而同一口径不同类型的仪表上限流量(也可以说上限流速)受各自工作原理和结构的约束,差别很大。以液体为例,上限流量的流速以玻璃管浮子流量计最低,在0.5-1.5m/s之间,容积式流量计在1.5-2.5m/s之间,涡街流量计较高在5.5-7m/s之间,电磁流量计则在1-7m/s(甚至0.5-10m/s)之间。
有些仪表流量上限值订购后就不能改变如容积式仪表和浮子式仪表等,差压式仪表孔板等设计确定后上下限流量不能改变,但可以调整差压变送器量程(或换差压变送器)以适应;有些仪表则不经实流校验用户可自行重新设定流量上限值,如某些型号的电磁流量计和超声流量计。
6、范围度
电磁流量计范围度为上限流量和下限流量的比值,其值愈大流量范围愈宽。线性仪表有较大范围度,一般为10:1;非线性仪表则较小,通常仅3:1,能满足一般过程控制用流量测量和商贸核算总量计量。但有些商贸核算用仪表要求较宽的范围度,例如公用事业水量出荷计量的昼夜和冬夏季节差很大,就要求很宽的范围度。若选用文丘利管差压式仪表就显得不能适应。然而差压式仪表范围度拓宽近年有一些突破,主要在差压变送器及微机技术应用方面采取措施,亦可达10:1。某些型号的电磁流量计用户可自行调整流量上限值,上限可调比(最大上限值和最小上限值之比)可达10:1,再乘上所设定上限值20:1的范围度,一台仪表扩展意义的范围度(即考虑上限可调比)可达(50-200):1,还有些型号仪表具有自动切换上限流量值功能。
有些制造厂为表示其范围度宽,把最大上限流负的流速提得很高,液体7-10m/s,气体50-75m/s,实际上这么高的流速一般是用不上的,关键是下限流速是否适应测量要求。一般要求范围度宽是使下限流速更低些才好。
7、压力损失
除无阻碍流量传感器(电磁式、超声式等)外,大部分流量传感器或要改变流动方向,或在流通通道中设置静止的或活动的检测元件,从而产生随流量而变的不能恢复的压力损失,其值有时高达数十kPa。首先应按管道系统泵送能力和仪表进口压力等条件,确定最大流量时容许的压力损失,据此选定仪表。因选择不当而产生过大的压力损失往往影响流程效率。管径大于500mm输水用仪表,应考虑压损所造成能量损耗勿使过大而增加泵送费用。
8、输出信号特性
输出信号往往左右仪表的选择。流量仪表的信号输出和显示归纳为:①流量(体积流量或质量流量);②总量;②平均流速;④点流速。有些仪表输出电流(或电压)模拟量,另一些输出脉冲量。模拟量输出一般认为适合于过程控制,易于和调节阀等控制回路单元接配;脉冲量输出适用于总量和高精度测量流量。长距离信号传输脉冲量输出比模拟量输出有较高传送准确度。输出信号的方式和幅值还应有与其它设备相适应的能力,如控制接口、数据记录器、报警装置、断路保护回路和数据传送系统等。
9、响应时间
应用于脉动流动场所应注意仪表对流动阶跃变化的响应。有些使用场所要求仪表输出跟随流动变化,而另一些为获得综合平均只要求有较慢响应的输出。瞬态响应常以时间常数或响应频率表示,其值前者从几毫秒到几秒,后者在数百赫兹以下,配用显示仪表可能相当大地延长响应时间。仪表的流量上升和下降动态响应不对称会急剧增加测量误差。
10、可维护性
电磁流量计当实际工况与设计选型差距巨大或仪表发生故障时,有没有手段就地维修和修正应该得到重视,因为流量仪表一旦安装再拆下维护会很麻烦而且需要时间。在这方面表现可以的是差压式测量方法,因为其与流体接触元件为免维护不动件,测量用电气元件为可拆可调的通用差压变送器。所以差压式测量方式的正常运转率最高,据统计在全球差压节流式测量方式占所有测量方式的45%以上。