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V锥流量计工作原理安装调试


文章日期:2018-01-14|阅读数:


摘 要:在冶金、化工等行业中仪表专业经常用到V锥流量计。V锥流量计具有自清洁功能,不会在管内形成流体中的颗粒、残渣、凝结物沉积的滞留区域,适用于脏污流体的流量测量,其性能大大降低了在生产中的安全隐患和检测数据的误差率。现对其安装、调试工艺进行应用分析,以便更好的用于生产。

前言:
 流量测量方法的仪表种类繁多,可供工业使用的仪表种类达60多种。锥形管的特殊结构,有效的消除了目前在用孔板、喷嘴的性能缺陷,使之在使用过程中不存在类似孔板等节流件的锐缘磨蚀与积污问题,并能对节流前管内流体速度分布梯度及可能存在的各种非轴对称速度分布进行非常有效的流动调整(整流),从而能实现高度与高稳定性的流量测量。锥形管流量计可用于对各种液体、气体和蒸汽的测量,是标准孔板等传统节流式仪表的理想换代产品,为改善目前的工业、能源计量效果,提供了一项有效、可靠的计量手段。

1、V锥流量计:
 V锥流量计由V锥传感器和差压变送器组成。有分体型安装(如图1)和一体型安装两种结构V锥流量计(如图2)。这两种安装形式工作原理相同,本文以分体型安装为例进行分析总结。
图1 图2 结构说明
2、V锥传感器:
 V锥传感器有多种类型:法兰型(如图3),广泛地应用于市政、电力、化工、石油化工、冶金等行业的流量测量,他几乎适用于所有气体、液体介质。直接焊接型,应用于输油管、输气管、蒸汽管网、高压工艺管线;夹持型法兰端面对夹,应用于液体,气体,蒸汽。其取压方式有:插焊式、法兰式、螺纹式。
2.1、工作原理:
  V锥流量计利用V锥体在流场中产生的节流效应,通过差压变送器检测上下游压差来测量流量。
图3
2.2、安装要点:
2.2.1、在安装前,必须检查流量计装箱清单,对照厂家计算书检查V锥流量计的开孔和差压变送器的量程,其次就是要保证现场安装时前3倍管道直径、后1倍管道直径的长度。
2.2.2、正确使用密封垫,使用合适规格的螺杆螺帽、弹簧垫,对称均力逐步上紧。
2.2.3、可水平、垂直、或倾斜安装,应保证管内充满介质流体。导压管长度保证10米以内。
2.2.4、测量蒸汽介质流体时,冷凝器安装必须比差压变送器高,导压管高度一致。
 
3、差压变送器:
 差压变送器(如图4)主要由测压元件传感器、模块电路、显示表头、表壳和三阀组等组成。在工业自动化生产中,差压变送器用于压力压差流量的测量,得到了非常广泛的应用,在自动化控制系统中发挥着重要的作用。
 差压变送器(如图4
3.1、工作原理:
 差压变送器利用来自双侧导压管(高压管和低压 管)的差压直接作用于变送器传感器双侧隔离膜片上,通过膜片内的密封液传导至测量元件上,测量元件将测得的差压信号转换为与之对应的电信号传递给转换器,经过放大处理变为标准电信号输出。

3.2、安装方法:
  V锥流量计测量装置的安装涉及到取样管、V锥传感器、连通管、截止门、变送器的选型、材质、安装尺寸等诸多方面。对于不同的测量对象和要求,安装方法各不相同,完全可以按照设计要求进行。现仅从正负取压管和变送器的连接方式进行分析。
3.2.1、一般情况下,门筑变送器上标有H(高)和L(低)字样,前者表示高压侧,后者表示低压侧。三阀组与变送器连接后,人面对三阀组,若变送器左侧为H(高)、右侧为L(低),则称之为正安装;反之称为反安装。
3.2.2、正负取压管的连接方式一般情况下,将与V锥上游相连的取压管称为正压管(或高压侧),与V锥下游相连的取压管称为负压管(或低压侧)。正压管与变送器的高压侧相连,负压管与变送器的低压侧相连;在测量高温介质时导压管应加冷凝器,冷凝器安装必须高于差压变送器,且冷凝器高度一致。
3.3、调试方法:
3.3.1、调试前首先开启排污阀,然后打开取压管一次阀门,对导压管管路进行吹扫,防止因堵塞造成的假信号。(二次阀严禁打开,特别是测量高温介质时,以防损坏设备)
3.3.2 根据厂家提供的流量计算书中给定的差压来进行差压值的校准。查看差压变送器设定量程是否与V锥传感器一致。
3.3.3 在测量高温介质吹扫时防止烫伤,吹扫完后,关闭一次阀门,将冷凝器堵帽拧开,注满清水(不得使用高温水)。
3.3.4 对差压变送器进行0点校准,再将差压值与输出的电流一 一对应上。
3.4、故障分析和处理:
  差压变送器在测量过程中,常常会出现一些故障,故障的及时判定分析和处理,对正在进行了生产来说是至关重要的。我们根据在日常维护中积累的经验,总结归纳了一些判定分析的方法和分析流程。
(1)调查法:回顾故障发生前的打火、冒烟、异味、供电变化、雷击、潮湿、误操作、误维修。
(2) 直观法:观察回路的外部损伤、导压管的泄漏,回路的过热,供电开关状态等。
(3) 检测法:
①短路检测:在保证安全的情况下,将相关部分回路直接短接,如:差变送器输出值偏小,可将导压管断开,从一次取压阀外直接将差压信号直接引到差压变送器双侧,观察变送器输出,以判断导压管路的堵、漏的连通性。
 
②断路检测:将怀疑有故障的部分与其它部分分开来,查看故障是否消失,如果消失,则确定故障所在,否则进行下一步查找。如:智能差压变送器不能正常Hart远程通讯,可将电源从仪表本体上断开,用现场另加电源的方法为变送器通电进行通讯,以查看电缆是否叠加约2kHz的电磁信号而干扰通讯。
③替换检测:将怀疑有故障的部分更换,判断故障部位。如:怀疑变送器电路板发生故障,可临时更换一块,以确定原因。
④分部检测:将测量回路分割成几个部分,如:供电电源、信号输出、信号变送、信号检测,按这几部分分别检查,由简至繁,由表及里,缩小范围,找出故障位置。
 
4、如何解决V锥流量计与管道匹配:
  V锥流量计现场应用其公称内径应该是与现场管道内径相匹配的,或者是控制在一定的取值范围内,先考虑带有普遍性的管道情形,如果管道有较大的突变,则流体在该处因为分离而形成重复的二次循环,出现这个情况的话,将会直接影响测量结果。下面是管道匹配相关规定和处理方法:
①管道实际内径小于仪表内径,且两者之差在一定范围内,即DN15-DN100≤3%;DN150<1%,则所产生的误差较小,这个时候可以通过对仪表系数进行修正,将消除误差。
②管道实际内径大于仪表内径,但是两者之间的差别不能超过后者的3%,这时产生的误差很小,仍在测量精度范围之内,对测量无影响,不需要进行修正。
⑥管道内径和仪表内径之差较大,超过上述允许的范围,这时所产生的附加误差也较大,即使修正仪表系数,也无法满足测量的精度和稳定性。
出现现场管道内径不相匹配的时候,具体解决方法有:首先必须寻找合适管道,并对原有管道进行适当改造,在这种实施比较麻烦的情况下,可以在现场装上合适大小的接头作为过渡段,并保证有足够直管段,这样就能够使得流速分布恢复到足够的正常状态。
 
5、总结:
  实践使用证明,V锥流量计与其他流量仪表相比,具有长期精度高、稳定性好,受安装条件局限小、耐磨损、测量范围宽、压损小、适合赃污介质等优点。而且V锥体本身作为流畅的整流器而成为一种具有独特性能的优异的新型流量计。由V锥传感器和差压变送器组合而成的 V 锥流量计,可测量宽雷诺数(8×103≤Re≤5×107)范围内各种介质的流量,是工业生产中的重要检测部分。


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