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详细介绍

          旋进旋涡流量计


旋进旋涡.gif


一、简介

        旋进旋涡流量计集流量、温度、压力检测功能于一体,并能进行温度、压力、压缩因子自动补偿,是石油、化工、电力、冶金等行业用于气体计量的理想仪表。是目前油田和城市天然气输配计量和贸易计量的首选产品。

使用环境条件

环境温度:-30℃~+55℃

相对湿度:5%~95%

大气压力:86KPa~106KPa

工作条件

介质温度范围:-20℃~+70℃

公称压力:1.6、2.5、4.0 、6.3MPa

二、组成

组成旋进旋涡流量计由传感器和转换器两部分构成

传感器有七个基本部件组成(图1):SW@76Z{MC5[CEVMNF%6Z`LI.png

                                     

1.旋涡发生体用铝合金制成,具有一定角度的螺旋叶片,它固定在壳体收缩段前部,强迫流体产生强烈的漩涡流。

 ⒉ 壳体

本身带有法兰,并有一定形状的流体通道,根据不同的工作压力,壳体材料可采用铸铝合金或不锈钢。          

⒊ 智能流量计积算仪(原理见图3)                   

由温度、压力检测模拟通道、流量检测数字通道以及 微处理单元、液晶驱动电路和其它辅助电路组成,并配有外输信号接口。               

4. 温度传感器

以Pt100铂电阻为温度敏感元件,在一定温度范围内,其电阻值与温度成对应关系。

5. 压力传感器

以压阻式扩散硅桥路为敏感元件,其桥臂电阻在外界压力作用下会发生预期变化,因此在一定激励电流作用下,其两个输出端的电位差与外界压力成正比。

6. 压电晶体传感器

安装在靠近壳体扩张段的喉部,可检测出漩涡进动的频率信号。

⒎ 消旋器

固定在壳体出口段,其作用是消除旋涡流,以减小对下游仪表性能的影响。


三、旋进旋涡流量计实物图



四、旋进旋涡尺寸

旋进旋涡尺寸.png


  五、主要特点


1、无机械可动部件,耐腐蚀,稳定可靠,寿命长,长期运行无须特殊维护;

2、实现了机电一体化,日常的计量过程不需人工值守;

3、工艺安装条件不苛刻,仪表上、下游直管段可较孔板和涡街流量计大大缩短;

4、系统的测量准确度能够满足目前的贸易计量要求(≤1.5%);

5、流量测量范围较宽(qmax/qmin=15~20),可在孔板和涡街流量计无法涉足的部分小流量区域进行有效工作;

6、体积小、重量轻,离线标定较为方便;

7、测量信号既可就地显示,也可按需远传;

8、仪表管理人员无需专业培训,流量、压力及温度等测量参数可以从表头直接读取,并且不必进行折算转换;

9、只需定期更换电池(微功耗)及被测介质的参数。

10、压力损失较大;

流通介质为气体时,压力损失约为涡街流量计的3~4倍。

   六、工作原理


当流体通过由螺旋形叶片组成的旋涡发生器(见图1)后,流体被迫绕着发生体轴剧烈旋转,形成旋涡。当流体进入扩散段时,旋涡流受到回流的作用,开始作二次旋转,形成陀螺式的涡流进动现象。该进动频率与流量大小成正比,不受流体物理性质和密度的影响。检测元件测得流体二次旋转进动频率,就知道了流量。而且能在较宽的流量范围内获得良好的线性度。流量计算式为K=f/q流量计由传感器和转换显示仪组成。

式中:K --流量仪表系数l/m³

f--旋涡频率 Hz

q--体积流量m³/s

流量计的仪表系数在一定的结构参数和规定的雷诺数范围内与流体的温度、压力、组分和物性(密度、粘度)无关。

1、传感器包括旋涡发生器、检测元件、整流器和壳体。

旋涡发生器由特定螺旋形叶片组成,它固定在壳体收缩段前端,强迫流体产生强烈的旋涡流。

检测元件安装在靠近扩张管的喉部,用热敏、压电、应变、电容或光纤等检测元件可测出旋涡进动的频率信号。

整流器固定在流量计表体出口,其作用是消除旋涡流,以减小下游流态对仪表测量的影响。

壳体设计成一定形状的流道,使旋涡形成,固定和保护安装在内部的零部件,并通过法兰与管道相连接。

2、转换显示仪

由压电传感器检测到的微弱电压信号经过放大、滤波、整形后,变成频率与流量成正比的脉冲信号,然后由显示仪计数显示。显示仪配有外输接口,输出各种信号。对测量的气体介质可进行温度和压力的补偿,转换为标准状况下的体积流量,并显示。

  七、注意事项


任何一类计量仪表都具有其特殊性,智能式旋进旋涡流量计也不例外。为了让该种仪表能够更好地服务于流量计量工作,来自于生产现场的实践经验表明,以下几个方面的注意事项应当引起有关管理及使用部门的足够重视。

① 重视仪表选型 在已经选定了仪表种类(比如,智能式旋进旋涡流量计)的情况下,紧接着就是对仪表规格及其配套元件的选择至关重要。一句话,选好才能用好。为此,在选型过程中应把握住两条基本原则;即:一要保证使用精度,二要保证生产安全。要做到这一点,就必须落实三个选型参数,即近期和远期的最大、最小及常用瞬时流量(主要用于选定仪表的大小规格)、被测介质的设计压力(主要用于选定仪表的公称压力等级)、工作压力(主要用于选定仪表压力传感器的压力等级)。

② 进行用前标校 一方面,考虑到目前对这类仪表的现场检定还存在这样那样的困难。另外,如果购置的意图又是准备将该这种仪表运用于比较重要的计量场合,比如大流量的贸易计量或计量纠纷比较突出的测量点,并且运用现场也不具备流量在线标校条件,那么在这种情况下,仅凭购买时由生产厂家提供的一纸出厂合格证明就轻易判定该表全部性能合格,那就有些为时过早。因此,为了确保仪表在今后的工作过程中其测量结果的可靠与准确,就有必要在正式安装前将其送往具有这方面检定能力及资质的部门进行一次全流量范围内的系统检定。

③ 搞好工艺安装 虽然该种仪表对工艺安装及使用环境没有太多的特殊要求,但任何一类流量测量仪表都有这样一种共性,即尽可能避免振动及高温环境随离流态干扰元件(如压缩机、分离器、调压阀、大小头及汇管、弯头等)、保持仪表前后直管段内壁光滑平直、保证被测介质为洁净的单相流体等。

④ 加强后期管理 该种仪表虽然具有多种自动处置功能和微功耗的特点,但投运之后仍需加强管理。比如,为了保证仪表长期工作的准确性、可靠性(避免意外停运和数据丢失),就应定期进行系统标校(每1">~2年)、抄录表头数据(每天或每周)、更换介质参数(每月或每季)以及不定期查看电池状况、检查仪表系数及铅封等。

⑤ 注意内部维护 如果由于气质脏污或其它原因需要对仪表的测量腔体及其构件进行定期检查或清洗,那么有一点则必须特别注意:对于同规格的旋进旋涡流量计,其旋涡发生体、导流体等核心组件不能互换,否则,须重新标定仪表计量系数并对其配带的温度及压力传感器进行系统校正。

八、流量计的安装

为了使旋进旋涡流量计能工作在正常状态,安装使用人员必 须了解所装仪表的具体结构、特点以及流量信号的转换,了解信 号传输过程中各环节的作用,按产品说明书进行安装使用。一般 来说旋进旋涡流量计安装使用应注意以下几点。 1)选择合理的安装场所。安装场所应避开强电力设备,高 频设备、强电源开关设备;避开高温热源和辐射热源影响;避开 高温和强腐蚀气氛影响:避开强烈振动并且安装、布线、维修方 便。在传感器上游和下游,必须消除由于过长的管道所产生的振 动。

2)仪表一般要求水平安装,被测流体的流向应与壳体上指 示流向的箭头一致。亦可垂直或倾斜安装。当测最液体时,应确 保传感器总是完全充满液体。为了检修时不致影响流体的正常传 输,建议在仪表的安装段另增设旁路。

3)旋进旋涡流量计对前后直管段的要求较低,原理上允许 流量计前后不需要直管段,但一般要求仪表前有3D长度的直管 段,仪表后有1D长度的直管段。特殊情况要求5D和3D长度。 当单弯管或双弯管的弯管半径大于1.8D时,流量计前后可以不要直管段。各种不同管道安装条件下所需的直管段长度如图8- 25所示。

4)测量气体或蒸汽时可采用温度压力补偿。

5)当被测流体中含有杂质时,应在仪表前装上过澹器或过 滤网,但仍应保证仪表前的直管段要求。

6}测量少量异相的气液两相流时传感器安装方法。测量液 体时,管道中可能有少量的气相,其含量不超过规定的气一液两 相流体,为防止气体在传感器内滞留,必须安装气体分离器。测 量气体时,当管道被所测气体可能产生的冷凝液,及气体中存在 未被除掉的不稳定液相,为防止液体在传感器内滞留、最好垂直安装。测高、低温流体时传感器自身应有有效的保握措施。

7)仪表测得的被测气体的体积流量为工作状态下被测气体 的实际流量。若将该实际流量换算成标准状态下的标准流量,可 按下式计算式中,4?p是标准状态下的体积流量;4,是工作状态下的体积流 量;ho是标准状态下被测气体的绝对压力;To是标准状态下被 测气体的热力学温度;户是工作状态下被测气体的绝对压力;T 是工作状态下被测气体的热力学温度;Z是工作状态下被测气体 的压缩系数。

8)当管道较长,可能发生振动时,应在流量计上游和下游 安装固定支架,防止管道振动。根据经验,流量测量值易受气流 脉动和压力变化影响。

9)体积流量仪表系数K vn和质最流量仪表系数K,,,o是仪表 出厂前在常温状态标定确定的。仪表工作状态与试验室标定状态 相差较大时,仪表系数K,和K'应作修正,对仪表系数修正方法与涡街流量计相同。

九、安装注意事项

? 传感器按流向标志可在垂直、水平或任意倾斜位置上安装;

? 当管线较长或距离振动源较近时,应在流量计的上、下游安装支撑,以消除管线振动的影响;

? 传感器的安装地点应有足够的空间,以便于流量计的检查和维修,并应满足流量计的环境要求;

? 应避免外界强磁场的干扰;

? 在室外安装使用时,应有遮盖物,避免烈日曝晒与雨水浸蚀,影响仪表使用寿命;

? 管线试压时,应注意智能型流量计所配置压力传感器的压力测量范围,以免过压损坏压力传感器。

? 应注意安装应力的影响,安装流量计上游和下游管道应同轴,否则会产生剪切应力。安装流量计的位置应考虑密封垫片的厚度,或在下游侧安装一个弹性伸缩节。

? 安装流量计之前应先清除管道中的焊渣等杂物。

? 投入运行时,应缓慢开启流量计上、下游阀门,以免瞬间气流过急而冲坏起旋器。

? 当流量计需要有信号远传时,应严格按"电气性能指标"要求接入外电源(8~24)VDC,严禁在信号输出口直接接入220VAC或380VAC电源;

? 用户不得自行更改防爆系统的接线方式和任意拧动各个输出引线接头;

? 流量计运行时,不允许随意打开后盖改动仪表参数,否则影响流量计的正常工作;

? 定时检查流量计法兰处的泄漏情况。

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相关标签:天然气测量,旋进旋涡流量计,旋进流量计,旋涡流量计

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