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如何保证蒸汽流量计的正确计量 流量计如何做好保养

时间:2020-07-08    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     

一、蒸汽的密度补偿要科学准确
为了正确计量蒸汽的质量流量,必须考虑蒸汽压力和温度的变化,通过流量积算仪对蒸汽密度进行补偿。测量蒸汽温度的铂电阻一定要规范安装:测温铂热电阻插入管道中心位置、铂热电阻安装在流量计下游的5倍管径处、安装铂热电阻的管道位置采取保温措施等,确保测得的温度数值准确。在蒸汽压力的测量中一定要注意,如果采用引压管引压,必须进行零点迁移(因为引压管内冷凝水的重力作用会使压力变送器测量到的压力与实际压力之间出现一定的差值,引起密度补偿的误差),也可在流量积算仪内进行修正。压力变送器安装在蒸汽流量计下游的4倍管径处,压力变送器前的阀门、密封垫应完好畅通,以保证蒸汽压力的准确测量。如果采用设定压力、温度进行补偿,所设定的数值应力求接近实际,否则误差很大,一般不建议采用。
在流量积算仪中要正确设定蒸汽流量计的运行状态,这对蒸汽费用的正确计算至关重要。对于蒸汽状态不好明确判断的使用场合,建议采用智能型流量积算仪,配合铂电阻、压力变送器进行温度、压力补偿,这样所计量的蒸汽质量流量准确。
二、现场存在的振动和电磁干扰应避免
蒸汽计量中应用多的涡街流量计受设计原理的影响,对机械振动比较敏感,计量结果易受振动干扰,应对蒸汽流量计前后管段作可靠的支撑设计,加装振动缓冲部件,如管道振动不可避免,应选用抗干扰能力相对强的蒸汽流量计(如气体超声波流量计、智能式涡街流量计、差压式流量计等)。如果蒸汽流量计现场存在振动干扰,就会对在用的涡街蒸汽流量 计产生低频率的脉冲信号影响,蒸汽流量计就会将这些脉冲作为流量信号传递给流量积算仪,形成累计流量,导致部分涡街蒸汽流量计在一段时间不用蒸汽的情况下仍然会有一定量的数值累计。这就是“不用汽而流量计走字”的原因,因此蒸汽用户在不用蒸汽的情况下,也要与供汽单位共同记好表底,防止蒸汽流量计“空跑”。
三、蒸汽流量计的量程比要合理
量程比是指一个流量计在能确保给定的准确度范围内,所能测量的大流量和小流量之比。用户要根据自己的实际使用量选择流量计,理论上待选蒸汽流量计的量程要完全覆盖用户的使用量程。超过流量上限和低于流量下限使用都会造成蒸汽流量计计量的严重不准。比如:实际平均流量为5t/h的涡街蒸汽流量计,一般应选择口径为150mm的涡街流量计,但是当流量降低到0.3t/h或超过15t/h时,流量计就会出现严重计量失准。
四、蒸汽流量计上下游直管段的正确安装
对于传统的涡街流量计,其前后安装直管段要求分别为20倍管径和5倍管径(这是流量计的前面无阀门等障碍物的技术要求;有障碍物还要增加直管段,具体见厂家的说明书)。如果上下游直管段不够,就会导致管道内蒸汽流动未充分发展,在流速分布剖面发生畸变。用户可通过在蒸汽流量计前安装流动调整器或增加直管段来调整管道的流速分布,使蒸汽流量计处的流体为充分发展状态。对于一些大口径蒸汽流量计,满足上下游直管段的安装要求更为重要。

 

 

涡街流量计故障判断及处理
涡街流量计有多种检侧方式和检测技术,所采用的检测元件也丰富多彩,与各种检测元件配套的测量电路,也有较大的差别,所以仪表出现故障时,表现形式也不同、但这些不同都只限于涡街流量计的前面部分(即检测元件和前置放大电路部分)。后面的信号处理部分:如滤波电路整形电路、A/D转换和微处理器显示单元等都是相似的,所以常见故障也都具有共性。

 

1.通电后,涡街流量计无流量时有信号输出
(1)接通电源,阀门未开,有信号输出
①传感器(或检测元件)输出信号的屏蔽或接地不良,引人了外界电磁干扰;
②仪表过于靠近强电设备或高频设备,空间电磁辐射干扰,对仪表造成影响;
③安装管道有较强的振动;
④转换器的灵敏度过高,对干扰信号灵敏过高;
应采取的措施是加强屏蔽和接地,消除管道振动,调整降低转换器的灵敏度。
(2)处于间歇工作状态的涡街流量计,电源未断,阀门关闭,输出信号不回零
这种现象可能的原因与(1)种现象相同,主要原因可能是管道振荡影响和外界电磁干扰。应采取调低转换器的灵敏度,提高整形电路的触发电平,可抑制噪声,克服间歇期间的误触发。
(3)通电状态下,关断下游阀门,输出不回零,关上游阀门输出回零
这主要来自祸街流量计上游流体脉动压力的影响。如果涡街流量计安装在T型支管上,且上游主管有压力脉动,或者是涡街流量计的上游有脉动的动力源(如活塞式泵或罗茨风机)时,脉动压力造成涡街流量计的假信号。解决的办法就是:把下游阀门安装到涡街流量计的上游,在停机时关闭上游的阀门,,隔绝脉动压力的影响。但安装时,上游阀门应尽量远离涡街流量计,并保证足够的直管段长度。
(4)通电状态下,关上游阀门输出不回零,只有关下游阀门输出回零
这种故障是管内流体扰动引起的,扰动来自涡街流一量计下游管道。在管网中如果涡街流量计下游直管段较短且出口与管网中其他管道的阀门相距较近,则这些管道内流体扰动(例如下游其他管道中的阀门开、关、调节阀的频繁动作)传到涡街流量计检测元件,引起假信号。解决办法是加长下游直管段,减小流体扰动的影响。

 

2.通电通流后涡街流量计无输出信号
这种故障的出现,有以下几方面原因:
(1)电源断线,实际上电源并未加到转换器上,即转换器未工作;
(2)电源线接错;
(3)检测元件与转换器输人端之间的信号线断线,信号未加到前置放大器输人端;
(4)转换器中某部件(例如,放大电路、滤波电路、整形电路、输出电路等的某些元件失效;
(5)管道中无流量或流量太小;
(6)管道堵塞,检测元件被卡死;
(7)力检测元件损坏;
以上七种故障中的六种均属硬故障,比较容易发现,处理方法也相对简单。五种故障比较麻烦,特别是“流量太小”这一故障原因,如果不是因阀门开度太小所致,就牵涉到选表问题。要解决,就需要重新选择量程合适的仪表,对工艺管道进行缩径,重新安装。

 

3.通电、通流后,涡街流量计输出(或指示)信号不随流量变化。这种故障的出现有以下几方面原因:
(1)由于信号线的屏蔽层接地不良或接地点选择不合适,外界电磁干扰严重(例如50Hz工频干扰),抑制了微弱的涡街信号,输出信号全被噪声干扰淹没,这时调节阀门开度、仪表的增益,都无济于事。
(2)检测元件与转换器之间的连接断线,前置放大器的输人端开路,或检测元件有一根信号线与地短接造成前置放大器输人严重失衡,共模干扰趁机而人,涡街信号被噪声干扰压制,输出端被干扰控制。
(3)前置放大器的增益过高,产生自激振荡现象,输出被锁定在自激频率上。
以上三方面,属于电气方面的原因引起的故障,只有加强屏蔽与接地,合理走线,减小或消除干扰,仪表正常工作才能恢复。
(4)管道(或环境)的强烈振动,当振动方向与仪表检测元件的敏感方向一致时,振动把涡街信号抑制,输出信号就是振动频率信号。调整阀门开度也不能改变输出。
解决的方法是,采用减振措施(加管道防振座、固定管道),弄清振动方向,把涡街流量计的传感器绕管轴转动士9 0℃,把检测元件敏感方向调整到与振动方向相垂直,可减小振动的影响口或适当降低前置放大器的增益和触发灵敏度。采取以上措施可消除振动影响。
(5)脉动流对涡街信号的“锁定”在没有采取有效抑制脉动流影响的情况下,脉动流对旋涡稳定分离的破坏作用不可低估,如果脉动频率与涡街信号频率合拍,可能把涡街信号“锁定”在该频率附近,这时调节阀门和仪表灵敏度,输出信号频率都不会改变。
解决方法是如本章一节所介绍的那样,在仪表的安装管道设计、施工时采取吸收或降低流体脉动的措施。

 

4.涡街流量计输出信号不规则、不稳定
信号不规则主要表现在涡街流量计输出的脉冲信号不规则,脉冲宽度宽窄严重不均,有时有多波、有时有漏波;用频率计测量信号频率时,频率值有明显跳动,显示数字分散度较大;模拟输出信号指示值时大时小,不稳定。
产生这种现象的原因较多,我们分别进行讨论。
(1)电气方面的原因
电磁干扰的影响,干扰噪声与涡街信号相叠加,使信号时强时弱,出现输出脉冲信号有多波和漏波现象。另外,前置放大器的滤波参数设置、增益和灵敏度调整不合适,也会出现多波和漏波现象。
(2)检测元件的原因
检测元件被沾污、受潮,灵敏度降低,输出信号减弱,造成漏波;
检测元件灵敏度过高,一些无用的扰动,主旋涡以外的子旋涡及流体噪声都被检测,造成多波现象扩检测元件引线接触不良、检测元件松动等,造成信号时大时小。
(3)安装方面的原因
安装时仪表的测量管与配管不同心、密封垫凸人管内、引起流体扰动、·产生附加旋涡;
测量管道内液体不满管、旋涡不能规则分离;
仪表安装位置与动力源相距过近,管道振动、流场扰动;
安装管道的上、下游直管段长度不足,阻流件产生扰动,影响涡街的稳定性。
(4)一工艺方面的原因
管内流量不稳定;工况参数变化大,流量变化大。
(5)流体的原因
流体中有块状、团状或带状杂物,冲击、一缠绕发生体和检测元件,涡街不能稳定分离;
存在两相流或多相流,流型多变,涡街信号不稳定;
测量液体流量时,工作压力低、流速较高、可能产生气穴现象。
以上这些故障原因有的可通过调整仪表的参数解决;有的需要与客户密切配合、调整工艺流程、几改变仪表安装位置才有可能解决;而有的则是选表问题,例如对于严重的多相流、脏污流、脉动流,选用涡街流量计是不合适的。

 

5.涡街流量计测量误差大
测量误差大的问题,产生的原因也是多方面的。
(1)仪表方面的原因
仪表超过检定周期,仪表系数K发生了变化;
设定的参数(例如测量管内径,标准状态密度和仪表系数)有误;
模拟转换电路的零点漂移或量程调整不对;
供电电源过大地偏离额定值或纹波过大。
以上这几种原因会直接给仪表带来测量误差。应把仪表迅速送检,及时检查设定的各种参数,定期校正仪表的零点和量程,保持仪表的完好率。
(2)安装方面的原因
上、下游直管段长度不够.
仪表测量管内径与配管内径偏差大;
安装不同心、密封垫凸人管内;
仪表流向装反;
检测元件被杂质覆盖;
检测灵敏度降低,小流量漏计;
管道泄漏(例如安装在地下的管道,小的泄漏不被发现),阀门泄漏,旁通阀泄漏造成累积流量(总量)偏小;
存在两相流、脉动流影响准确计量;
测量管内壁和发生体被腐蚀,发生体表面有沉积物附着,几何参数发生变化,改变了仪表系数,造成测量误差。
由上述种种现象分析可知,提高测量度是客户和制造厂的共同心愿,如发现了测量误差较大,应该及时查找原因,及时对仪表进行校准,减少因计量不准造成的损失。

 

6.涡街流量计测量管道泄漏
经长期的应用,测量管道发生泄漏也属常见故障,其原因可能有:
(1)管内压力过高;
(2)管内流体温度过高或管内流体温度变化过快过大,容易引起紧固件松动;
(3)密封件失效;
(4)表体或检测元件被腐蚀;
出现测量管道泄漏,应及时修复,以免酿成其他事故。

 

7.涡街流量计传盛器发止异常的啸叫声
(1)流速过高,引起发生体或检测元件颤动;
(2)管道内发生气穴现象;
(3)发生体或检测元件松动;
当这种现象发生时,为避免造成发生体或检测元件的损坏,首先应调整阀门,把流量减小,流速降低,再进一步查明原因。



    涡街流量计通常采用金属外壳,外壳的屏蔽效应可以防止电场和射频干扰;对于磁场的干扰,可以在内部电路设计中通过优选非磁性元件、印刷电路板合理布线等办法解决,随着电子技术的发展和制造工艺的完善也不成问题。因此抗电磁干扰主要是抗地线电流干扰。涡街流量计的干扰信号主要有电磁干扰和机械振动干扰两种,如何解决这两种抗干扰问题就成为改进涡街流量计的关键。
    涡街流量计的压电晶体装在阻流体结构上,压电晶体的一端接外壳,故信号前置放大器必然接地。涡街流量计的输出信号送到二次仪表,而信号放大所需的直流电源又由二次仪表提供。压电晶体的地线与二次仪表的地线之间极可能存在跨步电压形成电流。这个电流在信号放大器的地线中流过就会有压降,这个压降与有效信号迭加在一起,无法分离,就是地线电流干扰。
    
    地线电流干扰的解决措施是减小或消除了地线电流,最彻底的办法是把二次仪表来的直流电源隔离。即将直流电源经变压器隔离后再整流成直流供给涡街流量计,使二次仪表的地线与压电晶体的地线之间无任何电气连接。
    同时有效测量信号经前置放大后变成脉冲信号,经脉冲变压器输出至二次仪表,根本上消除地线电流的影响,是一种极其有效的抗干扰措施。然而变压器隔离的办法成本相对较高,体积又大,制造工艺上不容易实现,大大降低了涡街流量计实用性。光隔离限流抗干扰措施,能有效减少地线电流的干扰。







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