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V錐流量計工作原理安裝調試


文章日期:2018-01-14|閱讀數:


摘 要:在冶金、化工等行業中儀表專業經常用到V錐流量計。V錐流量計具有自清潔功能,不會在管內形成流體中的顆粒、殘渣、凝結物沉積的滯留區域,適用于臟污流體的流量測量,其性能大大降低了在生產中的安全隱患和檢測數據的誤差率。現對其安裝、調試工藝進行應用分析,以便更好的用于生產。

前言:
 流量測量方法的儀表種類繁多,可供工業使用的儀表種類達60多種。錐形管的特殊結構,有效的消除了目前在用孔板、噴嘴的性能缺陷,使之在使用過程中不存在類似孔板等節流件的銳緣磨蝕與積污問題,并能對節流前管內流體速度分布梯度及可能存在的各種非軸對稱速度分布進行非常有效的流動調整(整流),從而能實現高度與高穩定性的流量測量。錐形管流量計可用于對各種液體、氣體和蒸汽的測量,是標準孔板等傳統節流式儀表的理想換代產品,為改善目前的工業、能源計量效果,提供了一項有效、可靠的計量手段。

1、V錐流量計:
 V錐流量計由V錐傳感器和差壓變送器組成。有分體型安裝(如圖1)和一體型安裝兩種結構V錐流量計(如圖2)。這兩種安裝形式工作原理相同,本文以分體型安裝為例進行分析總結。
圖1 圖2 結構說明
2、V錐傳感器:
 V錐傳感器有多種類型:法蘭型(如圖3),廣泛地應用于市政、電力、化工、石油化工、冶金等行業的流量測量,他幾乎適用于所有氣體、液體介質。直接焊接型,應用于輸油管、輸氣管、蒸汽管網、高壓工藝管線;夾持型法蘭端面對夾,應用于液體,氣體,蒸汽。其取壓方式有:插焊式、法蘭式、螺紋式。
2.1、工作原理:
  V錐流量計利用V錐體在流場中產生的節流效應,通過差壓變送器檢測上下游壓差來測量流量。
圖3
2.2、安裝要點:
2.2.1、在安裝前,必須檢查流量計裝箱清單,對照廠家計算書檢查V錐流量計的開孔和差壓變送器的量程,其次就是要保證現場安裝時前3倍管道直徑、后1倍管道直徑的長度。
2.2.2、正確使用密封墊,使用合適規格的螺桿螺帽、彈簧墊,對稱均力逐步上緊。
2.2.3、可水平、垂直、或傾斜安裝,應保證管內充滿介質流體。導壓管長度保證10米以內。
2.2.4、測量蒸汽介質流體時,冷凝器安裝必須比差壓變送器高,導壓管高度一致。
 
3、差壓變送器:
 差壓變送器(如圖4)主要由測壓元件傳感器、模塊電路、顯示表頭、表殼和三閥組等組成。在工業自動化生產中,差壓變送器用于壓力壓差流量的測量,得到了非常廣泛的應用,在自動化控制系統中發揮著重要的作用。
 差壓變送器(如圖4
3.1、工作原理:
 差壓變送器利用來自雙側導壓管(高壓管和低壓 管)的差壓直接作用于變送器傳感器雙側隔離膜片上,通過膜片內的密封液傳導至測量元件上,測量元件將測得的差壓信號轉換為與之對應的電信號傳遞給轉換器,經過放大處理變為標準電信號輸出。

3.2、安裝方法:
  V錐流量計測量裝置的安裝涉及到取樣管、V錐傳感器、連通管、截止門、變送器的選型、材質、安裝尺寸等諸多方面。對于不同的測量對象和要求,安裝方法各不相同,完全可以按照設計要求進行。現僅從正負取壓管和變送器的連接方式進行分析。
3.2.1、一般情況下,門筑變送器上標有H(高)和L(低)字樣,前者表示高壓側,后者表示低壓側。三閥組與變送器連接后,人面對三閥組,若變送器左側為H(高)、右側為L(低),則稱之為正安裝;反之稱為反安裝。
3.2.2、正負取壓管的連接方式一般情況下,將與V錐上游相連的取壓管稱為正壓管(或高壓側),與V錐下游相連的取壓管稱為負壓管(或低壓側)。正壓管與變送器的高壓側相連,負壓管與變送器的低壓側相連;在測量高溫介質時導壓管應加冷凝器,冷凝器安裝必須高于差壓變送器,且冷凝器高度一致。
3.3、調試方法:
3.3.1、調試前首先開啟排污閥,然后打開取壓管一次閥門,對導壓管管路進行吹掃,防止因堵塞造成的假信號。(二次閥嚴禁打開,特別是測量高溫介質時,以防損壞設備)
3.3.2 根據廠家提供的流量計算書中給定的差壓來進行差壓值的校準。查看差壓變送器設定量程是否與V錐傳感器一致。
3.3.3 在測量高溫介質吹掃時防止燙傷,吹掃完后,關閉一次閥門,將冷凝器堵帽擰開,注滿清水(不得使用高溫水)。
3.3.4 對差壓變送器進行0點校準,再將差壓值與輸出的電流一 一對應上。
3.4、故障分析和處理:
  差壓變送器在測量過程中,常常會出現一些故障,故障的及時判定分析和處理,對正在進行了生產來說是至關重要的。我們根據在日常維護中積累的經驗,總結歸納了一些判定分析的方法和分析流程。
(1)調查法:回顧故障發生前的打火、冒煙、異味、供電變化、雷擊、潮濕、誤操作、誤維修。
(2) 直觀法:觀察回路的外部損傷、導壓管的泄漏,回路的過熱,供電開關狀態等。
(3) 檢測法:
①短路檢測:在保證安全的情況下,將相關部分回路直接短接,如:差變送器輸出值偏小,可將導壓管斷開,從一次取壓閥外直接將差壓信號直接引到差壓變送器雙側,觀察變送器輸出,以判斷導壓管路的堵、漏的連通性。
 
②斷路檢測:將懷疑有故障的部分與其它部分分開來,查看故障是否消失,如果消失,則確定故障所在,否則進行下一步查找。如:智能差壓變送器不能正常Hart遠程通訊,可將電源從儀表本體上斷開,用現場另加電源的方法為變送器通電進行通訊,以查看電纜是否疊加約2kHz的電磁信號而干擾通訊。
③替換檢測:將懷疑有故障的部分更換,判斷故障部位。如:懷疑變送器電路板發生故障,可臨時更換一塊,以確定原因。
④分部檢測:將測量回路分割成幾個部分,如:供電電源、信號輸出、信號變送、信號檢測,按這幾部分分別檢查,由簡至繁,由表及里,縮小范圍,找出故障位置。
 
4、如何解決V錐流量計與管道匹配:
  V錐流量計現場應用其公稱內徑應該是與現場管道內徑相匹配的,或者是控制在一定的取值范圍內,先考慮帶有普遍性的管道情形,如果管道有較大的突變,則流體在該處因為分離而形成重復的二次循環,出現這個情況的話,將會直接影響測量結果。下面是管道匹配相關規定和處理方法:
①管道實際內徑小于儀表內徑,且兩者之差在一定范圍內,即DN15-DN100≤3%;DN150<1%,則所產生的誤差較小,這個時候可以通過對儀表系數進行修正,將消除誤差。
②管道實際內徑大于儀表內徑,但是兩者之間的差別不能超過后者的3%,這時產生的誤差很小,仍在測量精度范圍之內,對測量無影響,不需要進行修正。
⑥管道內徑和儀表內徑之差較大,超過上述允許的范圍,這時所產生的附加誤差也較大,即使修正儀表系數,也無法滿足測量的精度和穩定性。
出現現場管道內徑不相匹配的時候,具體解決方法有:首先必須尋找合適管道,并對原有管道進行適當改造,在這種實施比較麻煩的情況下,可以在現場裝上合適大小的接頭作為過渡段,并保證有足夠直管段,這樣就能夠使得流速分布恢復到足夠的正常狀態。
 
5、總結:
  實踐使用證明,V錐流量計與其他流量儀表相比,具有長期精度高、穩定性好,受安裝條件局限小、耐磨損、測量范圍寬、壓損小、適合贓污介質等優點。而且V錐體本身作為流暢的整流器而成為一種具有獨特性能的優異的新型流量計。由V錐傳感器和差壓變送器組合而成的 V 錐流量計,可測量寬雷諾數(8×103≤Re≤5×107)范圍內各種介質的流量,是工業生產中的重要檢測部分。


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