Принцип выбора расходомера:
Принцип выбора расходомера заключается в том, чтобы, во-первых, иметь глубокое понимание структурных принципов и характеристик жидкости различных расходомеров и в то же время выбирать в соответствии с конкретными условиями места и окружающими условиями окружающей среды. Необходимо учитывать и экономические факторы. В целом, вам следует выбирать из следующих пяти аспектов:
① Требования к производительности расходомера;
② характеристики жидкости;
③ Требования к установке;
④ Условия окружающей среды;
⑤ Цена расходомера.
1. Требования к производительности расходомера
Аспекты производительности расходомера в основном включают: измеренный расход (мгновенный расход) или общее количество (кумулятивный расход); требования к точности; повторяемость; линейность; диапазон расхода и диапазон; потеря давления; характеристики выходного сигнала и время отклика расходомера Ожидание.
(1) Измерение расхода или общего количества
Существует два типа измерения расхода, а именно: мгновенный расход и кумулятивный расход. Например, сырая нефть в трубопроводе подстанции транспортировки относится к коммерческому учету или нефтехимическому трубопроводу для непрерывного пропорционального производства или технологического контроля производственного процесса и т. д. Общее количество необходимо измерять, иногда дополняя мгновенное наблюдение потока. На некоторых рабочих местах для управления потоком требуется мгновенное измерение расхода. Поэтому выбор следует делать в соответствии с потребностями измерения на месте. Некоторые расходомеры, такие как объемные расходомеры,турбинные расходомерыи т. д., принцип измерения заключается в непосредственном получении общего количества путем механического подсчета или импульсного частотного выхода, который имеет высокую точность и подходит для измерения общего количества, если он оснащен соответствующим сигнальным устройством. Расход также может быть выведен. Электромагнитные расходомеры, ультразвуковые расходомеры и т. д. определяют расход путем измерения расхода жидкости с быстрым откликом, подходящим для управления технологическим процессом, а общее количество также можно получить с помощью функции накопления.
(2) Точность
Уровень точности расходомера указывается в определенном диапазоне расхода. Если он используется при определенных условиях или в относительно узком диапазоне расхода, например, он изменяется только в небольшом диапазоне, то точность его измерения будет снижена. выше указанного класса точности. Если турбинный расходомер используется для измерения нефти в баррелях и раздаче, когда клапан полностью открыт, скорость потока в основном постоянна, а его точность может быть повышена с {{0}},5 до 0,25.
Используется для торгового учета, хранения и транспортировки, сдачи и материального баланса. Если требуется высокая точность измерения, следует учитывать долговечность измерения точности. Как правило, расходомер используется в вышеуказанных случаях, и уровень точности должен быть 0.2. На таких рабочих местах стандартное измерительное оборудование (например, объемные трубки) обычно устанавливается на месте для проведения онлайн-обнаружения используемых расходомеров. В последние годы, в связи с возрастающим напряжением сырой нефти и высокими требованиями к различным приборам измерения сырой нефти, предлагается внедрение коэффициента передачи для измерения сырой нефти, то есть в дополнение к периодической проверке расходомера каждые шесть месяцев, две стороны, участвующие в передаче сделки, договариваются каждые 1 или 2 месяца. Расходомер проверяется ежемесячно для определения коэффициента расхода, и данные рассчитываются в соответствии с данными, измеренными расходомером, и коэффициентом расходомера расходомера для передачи повысить точность расходомера, также известную как передача данных с нулевой ошибкой.
Уровень точности обычно определяется по допустимой погрешности расходомера. Он указан в инструкциях к расходомерам, предоставляемых каждым производителем. Важно отметить, относится ли процент ошибки к относительной ошибке или к ошибке цитирования. Относительная ошибка представляет собой процент от измеренного значения, обычно выражаемый как «процент R». Эталонная ошибка относится к верхнему пределу измерения или проценту диапазона, обычно используемому как «процент FS». В инструкциях многих производителей это не указано. Например, поплавковые расходомеры обычно используют эталонные ошибки, а некоторые модели электромагнитных расходомеров также используют эталонные ошибки.
Еслирасходомерне просто измеряет общее количество, но используется в системе управления потоком, точность расходомера обнаружения должна определяться в соответствии с требованиями к точности управления всей системы. Потому что вся система не только имеет ошибку обнаружения потока, но также включает в себя ошибку и различные влияющие факторы передачи сигнала, настройки управления, выполнения операции и так далее. Например, при наличии разницы гистерезиса в операционной системе около 2 процентов неэкономично и нецелесообразно определять чрезмерно высокую точность (выше уровня 0.5) для используемого измерительного прибора. Что касается самого прибора, точность между датчиком и вторичным прибором также должна быть должным образом согласована. Например, расчетная погрешность трубки средней скорости без фактической калибровки составляет от ±2,5% до ±4%, с 0,2% Манометр дифференциального давления с высокой точностью ~0,5 процент мало что значит.
Другая проблема заключается в том, что уровень точности, указанный для расходомера в процедурах поверки или в руководстве производителя, относится к допустимой погрешности расходомера. Однако из-за влияния изменений условий окружающей среды, условий потока жидкости и динамических условий при использовании расходомера в полевых условиях могут возникать некоторые дополнительные ошибки. Поэтому расходомер, используемый в полевых условиях, должен представлять собой сочетание допустимой погрешности и дополнительной погрешности самого прибора. Эта проблема должна быть полностью рассмотрена. Иногда погрешность в диапазоне условий эксплуатации на объекте может превышать допустимую погрешность расходомера.
(3) Повторяемость
Повторяемость определяется принципом работы самого расходомера и качеством изготовления. Это важный технический показатель при использовании расходомера, тесно связанный с точностью расходомера. Как правило, в требованиях к характеристикам измерений в правилах поверки для расходомера указывается не только уровень точности, но и повторяемость. /3-1/5.
Повторяемость обычно определяется как согласованность нескольких измерений в одном и том же направлении для определенного значения расхода в течение короткого периода времени при условии, что условия окружающей среды и параметры среды остаются неизменными. Однако в практических приложениях на воспроизводимость расходомера часто влияют изменения параметров вязкости и плотности жидкости. Иногда изменения этих параметров не достигают уровня, требующего специальной коррекции, что может быть ошибочно принято за плохую повторяемость расходомера. . Ввиду этой ситуации следует выбирать расходомер, не чувствительный к изменению этого параметра. Например, на ротаметр легко влияет плотность жидкости. На расходомеры малого диаметра влияет не только плотность жидкости, но и ее вязкость; если турбинный расходомер используется в диапазоне высокой вязкости, это влияет на вязкость; некоторые не исправлены. Обработанныйультразвуковые расходомерызависит от температуры жидкости и т.д. Этот эффект может быть более выраженным, если выходной сигнал расходомера нелинейный.
(4) Линейность
Выход расходомера в основном имеет два вида линейного и нелинейного квадратного корня. Вообще говоря, нелинейная погрешность расходомера не указывается отдельно, а включается в погрешность расходомера. Для расходомера с обычно широким диапазоном расхода выходной сигнал является импульсным и используется для общего накопления, линейность является важным техническим показателем. Использование одного коэффициента расходомера в пределах его диапазона расхода при плохой линейности снижает точность расходомера. Например, турбинный расходомер использует коэффициент расходомера в диапазоне расхода 10:1, и его точность будет ниже при плохой линейности. С развитием вычислительной техники его диапазон расхода можно разбить на сегменты и аппроксимировать методом квадратов. Кривая коэффициента расходомера корректирует расходомер, тем самым повышая точность расходомера и расширяя диапазон расхода.
(5) Верхний предел расхода и диапазон расхода
Верхний поток также известен как полномасштабный поток или поток расходомера. Когда мы выбираем диаметр расходомера, он должен быть сконфигурирован в соответствии с диапазоном расхода, используемым тестируемым трубопроводом, а также верхним и нижним расходами выбранного расходомера. Его нельзя просто подобрать по диаметру трубопровода.
Вообще говоря, расчетный расход жидкости по трубопроводу определяется в соответствии с экономическим расходом. Если выбор слишком мал, диаметр трубы будет толстым, а капиталовложения будут большими; если выбор слишком высок, мощность передачи будет большой, а эксплуатационные расходы будут увеличены. Например, экономический расход жидкости с низкой вязкостью, такой как вода, составляет 1,5-3 м/с, а жидкости с высокой вязкостью - 0,2-1 м/с. Расход верхнего расхода большинства расходомеров близок или превышает экономический расход трубопровода. Поэтому при выборе расходомера его диаметр такой же, как у трубопровода, и установка более удобна. Если они не одинаковые, особой разницы не будет. Как правило, характеристики верхней и нижней соседних шестерен могут быть соединены переходными патрубками.
При выборе расходомеров следует обращать внимание на различные типы расходомеров, у которых верхний предел расхода или верхний предел расхода сильно различаются из-за ограничения принципа измерения и конструкции соответствующих расходомеров. Возьмем в качестве примера жидкостный расходомер, скорость потока верхнего предела обычно составляет от 0,5 до 1,5 м/с для расходомера со стеклянным поплавком, от 2,5 до 3,5 м/с для объемного расходомера, и от 5,5 до 3,5 м/с для вихревого расходомера. Между 7,5 м/с,электромагнитный расходомерсоставляет от 1 до 7 м/с или даже от 0,5 до 10 м/с.
Верхний предел скорости потока жидкости также должен учитывать, что явление кавитации не может быть вызвано из-за слишком высокой скорости потока. Расположение явления кавитации, как правило, зависит от скорости потока и статического давления. Для предотвращения образования кавитации часто необходимо контролировать противодавление расходомера (потока).
Следует также отметить, что верхний предел расходомера не может быть изменен после заказа, например расходомера объемного типа или ротаметра. После того, как расходомер перепада давления, такой как диафрагма дросселирующего устройства, был спроектирован и определен, его нижний предел расхода не может быть изменен, а изменение верхнего предела расхода может быть изменено путем регулировки датчика перепада давления или замены датчика. Датчик дифференциального давления. Например, для некоторых моделей электромагнитных расходомеров или ультразвуковых расходомеров некоторые пользователи могут самостоятельно сбросить верхний предел расхода.
(6) Степень диапазона
Степень диапазона – это отношение верхнего предела расхода к нижнему пределу расхода расходомера. Чем больше значение, тем шире диапазон расхода. Линейные метры имеют широкий диапазон, как правило, 1:10. Диапазон нелинейных расходомеров составляет всего 1:3. Для расходомеров, обычно используемых для управления технологическими процессами или коммерческого учета, если требуется широкий диапазон расхода, не выбирайте расходомер с малым диапазоном.
В настоящее время, чтобы продвигать широкий диапазон расхода своих расходомеров, некоторые производители увеличили расход верхнего предельного расхода очень высоко в руководстве по эксплуатации, например, жидкость увеличена до 7-10 м/мин. с (обычно 6 м/с); скорость газа увеличивается до 50- 75 м/с (обычно 40~50) м/с); на самом деле такая высокая скорость потока непригодна для использования. На самом деле, ключом к широкому диапазону является наличие более низкого нижнего предела расхода для удовлетворения потребностей измерения. Поэтому более практичным является широкодиапазонный расходомер с низким нижним пределом расхода.
(7) Потеря давления
Потеря давления обычно означает, что датчик расхода создает невосполнимую потерю давления, которая изменяется в зависимости от потока из-за статических или активных элементов обнаружения, установленных в канале потока или изменения направления потока, и ее значение иногда может достигать десятков килопаскалей. Поэтому расходомер следует выбирать по допустимым потерям давления расхода, определяемым пропускной способностью трубопроводной системы и давлением на входе расходомера. Неправильный выбор ограничит поток жидкости, вызовет чрезмерную потерю давления и повлияет на эффективность потока. При работе с некоторыми жидкостями (углеводородными жидкостями с высоким давлением паров) следует также учитывать, что чрезмерное падение давления может вызвать кавитацию и испарение жидкой фазы, снижая точность измерения или даже повреждая расходомер. Например, расходомер для подачи воды с диаметром трубы более 500 мм должен учитывать повышенную стоимость перекачки, вызванную чрезмерными потерями энергии, вызванными потерей давления. Согласно соответствующим отчетам, стоимость прокачки расходомера с большей потерей давления для измерения часто превышает стоимость покупки расходомера с низкой потерей давления и более высокой ценой.
(8) Характеристики выходного сигнала
Выходной и отображаемый объем расходомера можно разделить на:
① Расход (объемный расход или массовый расход); ② Всего; ③ Средний расход; ④ Точка расхода. Некоторые расходомеры выводят аналоговые величины (ток или напряжение), в то время как другие выводят импульсные величины. Аналоговый выход обычно считается подходящим для управления процессом и больше подходит для подключения к блокам контура управления, таким как регулирующие клапаны; импульсный выход больше подходит для измерения общего и высокоточного расхода. Импульсный выход передачи сигнала на большие расстояния имеет более высокую точность передачи, чем аналоговый выход. Режим и амплитуда выходного сигнала также должны иметь возможность адаптироваться к другому оборудованию, такому как интерфейсы управления, процессоры данных, устройства сигнализации, схемы защиты от обрыва цепи и системы передачи данных.
(9) Время отклика
Применительно к приложениям с пульсирующим потоком следует обратить внимание на реакцию расходомера на изменение шага потока. В некоторых приложениях требуется, чтобы выходной сигнал расходомера следовал за потоком жидкости, в то время как в других требуется более медленный выходной сигнал для получения составного среднего значения. Переходные отклики часто выражаются в терминах постоянных времени или частот откликов, первые варьируются от нескольких миллисекунд до нескольких секунд, а вторые — ниже сотен Гц. Использование индикаторного прибора может значительно увеличить время отклика. Обычно считается, что асимметрия динамического отклика расходомера при увеличении или уменьшении расхода ускорит рост погрешности измерения расхода.
2. Характеристики жидкости
При измерении расхода на различные расходомеры всегда влияет один или несколько параметров физических свойств жидкости, поэтому физические свойства жидкости будут в значительной степени влиять на выбор расходомера. Поэтому выбранный метод измерения и расходомер должны не только адаптироваться к свойствам измеряемой жидкости, но и учитывать влияние изменения физических свойств жидкости на другой параметр в процессе измерения. Например, влияние изменения температуры на вязкость жидкостей.
Общими свойствами жидкости являются плотность, вязкость, давление паров и другие параметры. Эти параметры обычно можно найти в руководстве для оценки адаптации различных параметров жидкости и выбора расходомеров в соответствии с условиями использования. Но есть и некоторые свойства, которые невозможно найти. Например, коррозия, образование накипи, закупорка, фазовый переход и смешиваемое состояние.
(1) Температура и давление жидкости
Тщательно проанализируйте рабочее давление и температуру жидкости в расходомере, особенно при измерении газа, изменения температуры и давления вызывают чрезмерные изменения плотности, и выбранный метод измерения может быть изменен. Например, когда температура и давление влияют на такие характеристики, как точность измерения расхода, следует вносить поправки на температуру или давление. Кроме того, прочность конструкции и материал корпуса расходомера также зависят от температуры и давления жидкости. Поэтому значения и значения температуры и давления должны быть точно известны. Тщательный выбор должен быть сделан, когда температура и давление сильно колеблются.
Следует также отметить, что при измерении газа необходимо подтвердить, что значение его объемного расхода соответствует температуре и давлению в рабочем состоянии или температуре и давлению в нормальном состоянии.
(2) Плотность жидкости
Для жидкостей плотность относительно постоянна в большинстве применений, если нет больших изменений температуры, как правило, поправка на плотность не требуется. В газовых приложениях диапазон и линейность расходомера зависят от плотности газа. Как правило, для выбора необходимо знать значения при стандартных условиях и рабочих условиях. Существует также преобразование значения состояния потока в некоторое общепризнанное эталонное значение, которое широко используется при хранении и транспортировке нефти. Газы с низкой плотностью могут быть трудны для некоторых методов измерения, особенно для приборов, которые используют импульс газа для толкания датчика обнаружения (например, турбинные расходомеры).
(3) Вязкость
Вязкость различных жидкостей колеблется в широких пределах и существенно меняется при изменении температуры. Газ отличается, разница в вязкости между различными газами невелика, и ее значение, как правило, ниже. И не изменится значительно из-за изменений температуры и давления. Потому что вязкость жидкости намного выше, чем у газа. Например, при 20 градусах и 100 кПа динамическая вязкость воды равна Па·с, а динамическая вязкость воздуха равна Па·с, поэтому для жидкостей необходимо учитывать влияние вязкости, тогда как вязкость газов не так важна. как жидкости.
Влияние вязкости на разные типы расходомеров различно. Например, значение расхода электромагнитных расходомеров, ультразвуковых расходомеров и массовых расходомеров Кориолиса находится в широком диапазоне вязкости, который можно считать не зависящим от вязкости жидкости. ; Характеристики погрешности расходомеров прямого вытеснения связаны с вязкостью и могут незначительно изменяться; в то время как ротаметры, турбинные расходомеры и вихревые расходомеры оказывают большее влияние, когда вязкость превышает определенное значение и не может использоваться.
Характеристики некоторых расходомеров описываются числом Рейнольдса трубы как параметром, а число Рейнольдса трубы является функцией вязкости жидкости, плотности и скорости трубы. Поэтому вязкость по-прежнему влияет на характеристики прибора.
Вязкость также является параметром, позволяющим различать ньютоновские и неньютоновские жидкости, и большинство методов измерения расхода и расходомеров подходят только для ньютоновских жидкостей. Все газы являются ньютоновскими жидкостями. Большинство жидкостей, а также жидкости, содержащие небольшое количество сферических частиц, также являются ньютоновскими жидкостями. Методы измерения и расходомеры, применимые только к ньютоновским жидкостям, повлияют на измерение при применении к неньютоновским жидкостям. Следовательно, ньютоновская жидкость является важным условием для нормального использования измерения расхода жидкости.
Влияние вязкости на диапазон расходомеров разных типов различно. Как правило, вязкость объемных расходомеров увеличивается, а диапазон расширяется. Турбинный расходомер и вихревой расходомер противоположны, вязкость увеличивается, а диапазон уменьшается. Поэтому при оценке пригодности жидкости следует учитывать температурно-вязкостные характеристики жидкости.расходомер.
Некоторые неньютоновские жидкости (например, буровой раствор, пульпа, шоколад и краска) имеют сложные состояния течения, и об их свойствах трудно судить. При выборе расходомера необходимо соблюдать осторожность.
(4) Химическая коррозия и образование накипи
① Проблемы с химической коррозией
Проблема химической коррозии жидкости иногда может быть решающим фактором при выборе метода измерения и использовании расходомеров. Например, некоторые жидкости будут вызывать коррозию контактных частей расходомера, загрязняя или откладывая кристаллы на поверхности, а химические электролиты на поверхности металлических частей, что снижает производительность и срок службы расходомера. Поэтому, чтобы решить проблему химической коррозии и образования накипи, производители приняли множество методов, таких как выбор антикоррозионных материалов или принятие антикоррозионных мер на конструкции расходомера, например, на диафрагме дросселирующего устройства. изготовлен из керамических материалов, а скорость потока металлического поплавка составляет Манометр облицован коррозионно-стойким инженерным пластиком. Однако расходомеры с более сложной конструкцией, такие как объемные расходомеры и турбинные расходомеры, не позволяют измерять коррозионно-активные жидкости. Некоторые расходомеры обладают коррозионной стойкостью или легко принимают меры по коррозионной стойкости из-за своей принципиальной конструкции. Преобразователь-зонд ультразвукового расходомера установлен на наружной стенке трубопровода и не контактирует с измеряемой жидкостью, что по существу является антикоррозийным. Электромагнитный расходомер имеет только футеровку измерительной трубы и пару электродов простой формы, контактирующих с жидкостью. В последние годы в некоторых конструкциях электроды не контактируют с жидкостью, что также является антикоррозийной мерой.
② Масштабирование
Из-за образования накипи или кристаллизации на полости расходомера и датчике расхода зазор движущихся частей в расходомере будет уменьшен, а чувствительность или производительность измерения чувствительных элементов расходомера будут снижены. Например, в ультразвуковых расходомерах слой загрязнения может препятствовать излучению ультразвука. В электромагнитных расходомерах непроводящий слой накипи изолирует поверхности электродов и делает расходомер неработоспособным. Поэтому в некоторых расходомерах часто используют обогрев вне датчика расхода для предотвращения выпадения кристаллов или устанавливают устройство для удаления накипи.
Результатом химической коррозии и образования накипи является изменение шероховатости внутренней стенки испытательной трубы, и эта шероховатость повлияет на распределение расхода жидкости. Поэтому пользователям рекомендуется обратить внимание на эту проблему. Например, трубы, которые использовались в течение многих лет, должны быть очищены от накипи.
Коррозия и загрязнение влияют на изменения измерения расхода, которые зависят от типа расходомера. Далее в качестве примеров используются ультразвуковой расходомер и электромагнитный расходомер, чтобы проиллюстрировать результаты, связанные с эффектом масштабирования трубопровода. Например, для трубопровода с внутренним диаметром 50мм отложение накипи или отложений на внутренней стенке 0.1-0.2мм уменьшит площадь измеряемого трубопровода на {{ 8}},4 процента -0,6 процента, результирующая ошибка будет отклонением, которое нельзя игнорировать для расходомера класса 0,5 до 1,0.
(5) Коэффициент сжатия
Коэффициент сжатия газа z — это отношение фактического удельного объема к «объему» определенной массы газа при той же температуре и давлении. В общем случае для газа z=0; фактический газ z может быть больше 1 или меньше 1. Величина отклонения z от 1 указывает на степень отклонения фактического газа от газа. Величина сжимаемости газа z зависит от вида или состава, температуры, давления. Поэтому при измерении газа необходимо получить плотность жидкости в рабочем состоянии через коэффициент сжимаемости. Плотность рассчитывается по температуре, давлению и сжимаемости для жидкостей с фиксированными компонентами. Если жидкость является многокомпонентной (например, при измерении природного газа) и работает вблизи сверхкритической области (или в ней), для измерения плотности в режиме онлайн требуется онлайн-плотномер.
3. Установка расходомера
1. Вопросы, требующие внимания во время установки
Проблемы установки имеют разные требования к расходомерам разных принципов. Для некоторых расходомеров, таких как расходомеры перепада давления и расходомеры скорости, в соответствии с нормативными документами необходимо оборудовать определенную длину или длинный прямой участок трубы до и после расходомера, чтобы гарантировать, что поток жидкости перед входным концом расходомера полностью перекрыт. развитый. . В то время как другие расходомеры, такие как объемные расходомеры, поплавковые расходомеры и т. д., не имеют или имеют более низкие требования к длине прямых участков трубы.
Некоторые расходомеры имеют определенные погрешности из-за влияния монтажа. Например, массовые расходомеры Кориолиса будут приводить к большим ошибкам при использовании из-за влияния нагрузки при установке. Проблемы при использовании ретроспективных расходомеров не обязательно могут быть связаны с проблемами самого расходомера, и многие ситуации вызваны некачественной установкой. Общие проблемы заключаются в следующем:
① Переверните входную поверхность диафрагмы расходомера дифференциального давления;
② Датчик расхода установлен в месте с плохим профилем распределения скорости потока;
③ Наличие нежелательных фаз в импульсной трубке, подключенной к устройству дифференциального давления;
④ Расходомер установлен во вредной среде или в недоступном месте;
⑤ Направление потока расходомера установлено неправильно;
⑥ Расходомер или линия передачи электрического сигнала находятся под сильным электромагнитным полем;
⑦ Установить расходомер, подверженный вибрационным помехам, на трубопровод с вибрацией;
⑧ Отсутствие необходимых защитных аксессуаров.
2. Условия установки
При использовании расходомера следует обращать внимание на адаптируемость и требования к условиям установки, в основном из следующих аспектов, таких как направление установки расходомера, направление потока жидкости, конфигурация трубопроводов выше и ниже по потоку, клапан положение, защитные приспособления, влияние пульсирующего потока, вибрация, электрические помехи и техническое обслуживание расходомеров и т.д.
① Разводка трубопроводов на месте
При подключении трубопровода на месте обратите внимание на направление установки расходомера. Поскольку направление установки расходомера обычно делится на вертикальный метод установки и горизонтальный метод установки, существуют различия в характеристиках измерения расхода для этих двух методов установки. Например, вертикальный нисходящий поток жидкости создаст дополнительное усилие на датчик расходомера, что повлияет на работу расходомера и снизит линейность и воспроизводимость расходомера. Направление установки расходомера также зависит от физических свойств жидкости. Например, в горизонтальном трубопроводе могут скапливаться твердые частицы, поэтому расходомер, измеряющий это состояние, устанавливается в вертикальном трубопроводе.
② Направление потока жидкости
Эта проблема аналогична направлению установки расходомера. Поскольку некоторые расходомеры могут работать только в одном направлении, обратный поток повредит расходомер. Использование подобных расходомеров также учитывает возможность обратного потока в случае бездействия, что требует таких мер, как установка обратных клапанов для защиты расходомера. Даже расходомер, который можно использовать в обоих направлениях, может иметь некоторые различия в характеристиках измерения при прямом и обратном направлении, и его следует использовать в соответствии с указаниями изготовителя.
③ Прямые участки трубы перед и после расходомера
Поскольку на расходомер будет влиять состояние потока на входе трубопровода, фитинги трубопровода также будут создавать помехи потоку. Возмущение потока обычно включает вихревое движение и искажение профиля распределения скорости потока. Существование вихря, как правило, связано с наличием двух или более пространственных (стерео) изгибов, вызванных. Искажение профиля скорости обычно вызывается локальными препятствиями в фитингах труб (например, клапанах) или коленах. Эти эффекты необходимо смягчить прямыми участками выше по течению соответствующей длины или установкой стабилизаторов потока. В дополнение к рассмотрению влияния соединительных фитингов расходомера, вы также можете учитывать влияние комбинации фитингов выше по потоку, поскольку они могут генерировать различные источники помех, поэтому обязательно соблюдайте расстояние между источниками помех, насколько это возможно. уменьшить их влияние. Например, частично открытый клапан следует сразу после одиночного изгиба.
Прямой участок трубы также требуется после расходомера, чтобы уменьшить влияние потока ниже по потоку.
Для объемных расходомеров и массовых расходомеров Кориолиса на них не влияют асимметричные профили потока; следует использовать турбинные расходомеры, чтобы свести к минимуму вихревые потоки; электромагнитные расходомеры и расходомеры дифференциального давления должны ограничивать вихрь до очень малого в пределах диапазона.
Кавитация и конденсация вызваны неразумным расположением труб, избеганием резких изменений диаметра и направления труб. Плохая компоновка трубопровода также может создавать пульсацию.
④ Диаметр трубы и вибрация трубы
Некоторые типы расходомеров не имеют широкого диапазона диаметров труб, поэтому слишком большой или слишком маленький диаметр ограничит выбор разновидностей расходомера. Для измерения расхода с низким расходом или высоким расходом вы можете выбрать расходомер с диаметром, отличным от диаметра трубы, и вы можете использовать переходник для подключения, чтобы расходомер работал в указанном диапазоне. Если скорость потока превышает диапазон, если скорость потока слишком низкая, погрешность расходомера будет увеличиваться, и погрешность расходомера может возрасти.
Некоторые расходомеры, такие как вихревые расходомеры и кориолисовые массовые расходомеры с пьезоэлектрическими датчиками, чувствительны к механическим вибрациям и легко выводятся из строя вибрациями трубопровода. Следует обратить внимание на конструкцию опор на трубопроводах до и после расходомера. В дополнение к использованию компенсаторов пульсации для устранения эффектов пульсации, следует также обратить внимание на то, чтобы все установленные расходомеры находились вдали от источников вибрации или пульсации.
⑤ Монтажное положение клапана
Регулирующий клапан и запорный клапан устанавливаются на трубопроводе, где установлен расходомер. Чтобы избежать некоторого нарушения распределения скорости потока и кавитации, вызванных клапаном и влияющих на измерение расходомера, общий регулирующий клапан должен быть установлен после расходомера, а регулирующий клапан должен быть установлен в расходомере. Противодавление расходомера также может быть увеличено на выходе, чтобы уменьшить вероятность кавитации внутри расходомера.
Назначение запорного клапана состоит в том, чтобы изолировать расходомер от жидкости в линии для упрощения технического обслуживания. Клапан выше по потоку должен находиться достаточно далеко от расходомера. Когда расходомер работает, входной клапан должен быть полностью открыт, чтобы избежать помех, таких как искажение распределения расхода.
⑥ Защитные аксессуары
Установка защитных аксессуаров является защитной мерой, обеспечивающей нормальную работу расходомера. Например, в объемных расходомерах итурбинные расходомеры, некоторое необходимое оборудование, такое как фильтры, как правило, необходимо устанавливать выше по течению. Все это оборудование должно быть установлено так, чтобы не мешать использованию расходомера.
⑦ Электрическое соединение и электромагнитные помехи
В настоящее время большинство систем измерения расхода, будь то сам расходомер или его принадлежности, имеют электронное оборудование, поэтому используемый блок питания должен быть согласован с расходомером. Когда выходной уровень расходомера низкий, следует использовать предусилитель, подходящий для окружающей среды. На выходной сигнал некоторых типов расходомеров легко воздействуют мощные коммутационные устройства, что приводит к колебаниям выходных импульсов расходомера и влияет на его работу. Например, сигнальный кабель должен находиться как можно дальше от силового кабеля и источника питания, чтобы уменьшить электромагнитные и радиочастотные помехи. влияет.
⑧ Пульсирующий поток и неустойчивый поток
В дополнение к использованию поглотителей пульсаций следует обратить внимание на то, чтобы все установленные расходомеры не находились рядом с источниками пульсаций. Обычными источниками пульсаций являются насосы постоянного рабочего объема, поршневые компрессоры, колебательные клапаны или регуляторы, вихревые потоки и другие гидравлические колебания. Как правило, расходомеры перепада давления имеют пульсирующие погрешности потока, а турбинные расходомеры ивихревые расходомерытакже имеют ошибки пульсирующего потока. Нестационарный поток — это поток, меняющийся во времени, а медленная пульсация — частный случай нестационарного потока. Например, медленные пульсации, вызванные работой регулирующего клапана увеличенного размера.
Расходомер может отдельно обрабатывать эффекты пульсации датчика расхода и вторичного дисплея. Установите датчик расхода вдали от источника пульсации или установите фильтр нижних частот, например, демпфер (для жидкостей) или дроссель (для газа) в системе трубопроводов, чтобы уменьшить степень пульсации. Прибор вторичного дисплея может выбрать расходомер с хорошими характеристиками отклика (например, электромагнитный расходомер, ультразвуковой расходомер) для увеличения демпфирования и измерения параметров пульсации для оценки дополнительной ошибки пульсации.
4. Требования к условиям окружающей среды
В процессе выбора расходомеров не следует игнорировать окружающие условия и связанные с ними изменения, такие как температура окружающей среды, влажность, безопасность и электрические помехи.
① Температура окружающей среды
Изменения температуры окружающей среды могут повлиять на электронную часть расходомера и датчик расхода. Например, изменения температуры могут повлиять на изменение размера датчика, передачу тепла через корпус расходомера, изменение плотности и вязкости жидкости и т. д. Когда температура окружающей среды влияет на электронные компоненты индикаторного прибора, параметры компонентов будут изменены. Датчик потока и вторичный дисплей должны быть установлены в разных местах, например, вторичный дисплей должен быть установлен в диспетчерской, чтобы гарантировать, что температура не повлияет на электронные компоненты. Следует сказать, что влияние температуры окружающей среды не должно быть одним из основных факторов, влияющих на неопределенность при оценке общей неопределенности измерения расхода.
② Влажность окружающей среды
Влажность воздуха в окружающей среде также является одной из проблем, влияющих на использование расходомера. Например, высокая влажность ускорит атмосферную коррозию и электролитическую коррозию и ухудшит электрическую изоляцию, а низкая влажность вызовет статическое электричество. Быстрые изменения температуры окружающей среды или среды могут вызвать проблемы с влажностью, такие как конденсация на поверхности.
③ Безопасность
Расходомер следует выбирать в соответствии с соответствующими спецификациями и стандартами, чтобы он был пригоден для использования во взрывоопасных средах, а место установки должно соответствовать стандартам взрывозащиты.
④Электрические помехи
Силовые кабели, двигатели и электрические переключатели создают электромагнитные помехи, которые могут вызвать ошибки в измерении расхода, если не будут приняты меры.
5. Экономические соображения
1. Рассмотрите стоимость приобретения расходомера с экономической точки зрения.
При покупке расходомера необходимо сравнить экономическое влияние различных типов расходомеров на общую систему измерения. Например, расходомер с меньшим диапазоном, чем расходомер с более широким диапазоном, должен быть охвачен несколькими параллельными расходомерами и несколькими трубопроводами с одним и тем же диапазоном измерения. Следовательно, в дополнение к расходомеру необходимо добавить много вспомогательного оборудования, такого как клапаны и аксессуары для трубопроводов. Ждать. Хотя стоимость расходомера снижается на поверхности, другие затраты увеличиваются, что нерентабельно рассчитывать. Например, стоимость установки диафрагменного расходомера плюс дифференциального манометра относительно дешева, но стоимость составления измерительного контура, включая несъемные принадлежности диафрагмы, может превышать стоимость основных частей.
2. Стоимость установки
При покупке расходомера следует учитывать не только стоимость покупки расходомера, но и другие расходы, такие как стоимость покупки аксессуаров, стоимость установки и ввода в эксплуатацию, расходы на техническое обслуживание и регулярный осмотр, эксплуатационные расходы и стоимость запасных частей.
Например, многиерасходомерыдолжны быть оборудованы относительно длинными прямолинейными участками трубы, расположенными выше по течению, чтобы обеспечить их точность измерения. Поэтому для правильной установки требуются дополнительные трубопроводы или обходные трубопроводы для регулярного технического обслуживания. Поэтому плата за установку должна быть разумной во многих аспектах, таких как запорный клапан, фильтр и другие вспомогательные расходы, необходимые для эксплуатации.
3. Эксплуатационные расходы
Эксплуатационные расходы расходомера в основном представляют собой потребление энергии во время работы, включая внутреннее энергопотребление электрического прибора или потребление энергии источника воздуха пневматического прибора и энергию, затрачиваемую на проталкивание жидкости через прибор в процессе измерения. , то есть насос, который компенсирует потерю давления, вызванную прибором из-за измерения. Стоимость доставки и т. д. Например, большая часть перепада давления, создаваемого расходомерами перепада давления, не может быть восстановлена, а объемные расходомеры и турбинные расходомеры также имеют значительное сопротивление. Только полный канал, беспрепятственныйэлектромагнитные расходомерыа такжеультразвуковые расходомерыв основном имеют нулевую стоимость, а врезные расходомеры имеют малый коэффициент засорения для труб большого диаметра, и их потерями давления можно пренебречь.
Подсчитано, что годовое потребление энергии перекачки расходомера с диафрагмой перепада давления диаметром 100 мм эквивалентно стоимости покупки расходомера. При замене электромагнитного расходомера стоимость покупки эквивалентна только четырем годам. потребления энергии. Предусматривается, что энергопотребление перекачки трубы большего диаметра будет дороже. Обычно считается, что расходомер с низкой потерей давления и без потери давления должен использоваться как можно чаще для расходомера, превышающего 5000 мм. Например, традиционные расходомеры перепада давления, используемые в проектах водоснабжения, редко используют диафрагмы и используют трубки Вентури с низкими потерями давления. Сейчас они обновлены до электромагнитных расходомеров и ультразвуковых расходомеров.
4. Плата за тестирование
Плата за поверку определяется в соответствии со сроком поверки расходомера. Для обнаружения сырой нефти или рафинированной нефти, обычно используемой для торговых расчетов, на месте часто устанавливается трубка стандартного объема для выполнения онлайн-проверки расходомера.
5. Расходы на техническое обслуживание и стоимость запасных частей и т. д.
Затраты на техническое обслуживание — это затраты, необходимые для поддержания нормальной работы измерительной системы после ввода расходомера в эксплуатацию, в основном включая стоимость технического обслуживания и запасных частей. Расходомеры с подвижными частями требуют большего количества работ по техническому обслуживанию, таких как регулярная замена износостойких подшипников, валов, бегунков, передаточных шестерен и т. д.; расходомеры без движущихся частей также должны быть проверены, например, обычным геометрическим методом измерения для проверки расходомера с диафрагмой.
Стоимость запасных частей будет увеличиваться по мере улучшения характеристик расходомера. При выборе расходомера следует учитывать увеличение стоимости приобретения запасных частей, особенно расходомера, ввозимого из-за границы, а иногда часто заменяют расходомер целиком из-за сложности изнашивания запасных частей.
6. Выбор методов измерения и расходомеров
Предыдущие разделы посвящены выбору расходомеров общего назначения. В этом разделе в качестве примера рассматривается выбор расходомеров для измерения расхода шлама, большого расхода жидкости и пара.
1. Выбор измерения расхода навозной жижи
Из списка выбора расходомера дополнительные расходомеры, которые можно использовать для взвеси волокна частиц, включают: расходомеры перепада давления, включая коленчатые, клиновидные трубки, электромагнитные расходомеры, доплеровские ультразвуковые расходомеры, вихревые расходомеры, целевой расходомер, массовый расходомер Кориолиса и т. д. Согласно В связи с текущим использованием бытовых расходомеров и измерительными характеристиками различных расходомеров электромагнитные расходомеры являются первым выбором для измерения расхода шлама, если только измеряемый шлам не является проводящим или содержит ферромагнитные частицы, а система измерительного трубопровода не может быть разрезана. off to Только при подключении датчика расхода выбираются другие расходомеры. По имеющимся данным, многолетний опыт применения при измерении расхода водоугольной пульпы с содержанием пылевидного угля до 65 процентов считается лучшим, чем электромагнитные расходомеры.
Для измерения шлама можно использовать расходомеры перепада давления. В дополнение к коленчатым, клиновидным и кольцевым трубкам датчик перепада давления может также использоваться для круглых и эксцентричных диафрагм, когда твердая фаза мала. Трубки Вентури также используются для измерения. .
Допплеровский ультразвуковой расходомер может измерять без отрезания трубы и зажима ультразвукового преобразователя (зонда) снаружи трубы, но точность измерения невысокая.
Вихревой расходомер может измерять только твердые частицы, содержащие небольшое количество порошка, а большое содержание твердых частиц или волокнистых материалов вызовет шум и не может быть использовано.
Целевой расходомер используется для потока жидкости, такой как тяжелая нефть или остаточная нефть, содержащая пылевидный уголь, а целевой расходомер деформации используется.
Кориолисовые массовые расходомеры имеют опыт измерения шлама в зарубежных странах, и, как правило, подходят их измерительные трубки с прямой трубкой, но опыта применения в стране не так много.
2. Выбор для измерения большого расхода жидкости в закрытых трубопроводах.
Упомянутый здесь большой поток относится не к «относительно большому потоку», когда скорость потока определенного диаметра трубы высока, а к большому потоку абсолютного значения потока. Поскольку скорость потока жидкости, транспортируемой по трубопроводу, имеет определенный диапазон, экономичная скорость потока жидкости с низкой вязкостью обычно составляет 1-3 м/с. Следовательно, упомянутое здесь измерение «большого потока» относится к измерению большого потока в трубопроводе.
Вообще говоря, расходомер с диаметром трубы менее DN300 называется расходомером малого и среднего диаметра трубы, расходомер выше DN300~DN400 называется расходомером большого диаметра трубы, а расходомер выше DN1200 называется расходомером трубы особо большого диаметра. Обычно для измерения расхода жидкости в трубах сверхбольшого диаметра используется в основном вода, а кроме воды есть и нефтепродукты. Как правило, расходомеры большого диаметра включают расходомеры дифференциального давления, электромагнитные расходомеры, ультразвуковые расходомеры и погружные расходомеры. Существуют также объемные расходомеры и турбинные расходомеры для DN300~DN500.
(1) Условия установки
Условия установки в основном основаны на том, может ли метод измерения позволить перекрыть поток в трубе и приостановить операцию, разрешено ли сверлить отверстия в трубе и разрешено ли отрезать поток в трубе. установить датчик потока.
Если датчику расхода разрешено отсекать поток в трубе, можно выбрать электромагнитные расходомеры, ультразвуковые расходомеры с измерительными участками трубы, объемные расходомеры и турбинные расходомеры.
Датчик экстраполяцииультразвуковые расходомерыи врезные расходомеры могут быть выбраны, если разрешено сверление отверстий в трубопроводе.
Если вышеуказанные требования не выполняются, вы можете выбрать только ультразвуковой расходомер с внешним накладным датчиком.
(2) Требования к точности измерений
Для коммерческого учета, требующего высокой точности измерения и непроводящих жидкостей, могут быть выбраны ультразвуковые расходомеры с измерительными участками трубы, многоканальные ультразвуковые расходомеры, объемные расходомеры и турбинные расходомеры, а также могут быть выбраны электромагнитные расходомеры для расходомеров проводящих жидкостей.
Для коэффициента регулирования можно выбрать трубку Вентури перепада давления и ультразвуковой расходомер с внешним фиксирующим преобразователем с более низкими требованиями к точности измерения. Дополнительный погружной расходомер с низкими требованиями к точности измерения.
(3) Потеря давления (затраты на перекачку энергии)
Затраты на энергию перекачки при измерении большого расхода составляют значительную долю эксплуатационных затрат на измерение расхода, потери давления и (затраты на энергию перекачки), таких как перепад давления Вентури, объемный расходомер и счетчик расхода турбины. Чем меньше врезной расходомер, тем без потери давленияэлектромагнитный расходомер.
3. Выбор измерения расхода пара
Измерение расхода пара делится на две категории с точки зрения технологии измерения: перегретый пар и насыщенный пар с высокой степенью сухости (сухость x=0,9 или более), а другой - насыщенный пар с низкой сухостью. Первую категорию можно рассматривать как однофазный флюид, тогда как вторую категорию можно рассматривать как двухфазный поток. Поскольку все современные расходомеры подходят только для однофазных жидкостей, необходимо дальнейшее изучение насыщенного пара с низкой степенью сухости.
(1) Измерение расхода перегретого пара и насыщенного пара высокой степени сухости.
Обычно используемые расходомеры: дроссельный расходомер перепада давления, который до сих пор является основным прибором для измерения расхода пара. Например, дроссельное устройство, преобразователь перепада давления и группа из трех клапанов объединены в единый дроссельный расходомер. Дроссельный расходомер устраняет недостаток сигнальной трубки перепада давления. Также имеются посадочные дросселирующие детали, а вместо стандартных дроссельных шайб используются стандартные форсунки. Поскольку форсунки сравниваются с диафрагмами, коэффициент истечения форсунок стабилен, и коэффициент истечения не изменится из-за тупой кромки острого угла. Потери давления также ниже, чем у диафрагмы. , как правило, при одинаковом расходе и значении потеря давления составляет от 30 до 50 процентов от диафрагмы.
Вихревой расходомер измеряет температуру среды, то есть ниже 200 градусов. Следует сказать, что применение пара стало зрелым. Это тип расходомера, обычно используемый в настоящее время для измерения пара. Однако следует отметить, что среда с низкой сухостью приведет к отклонению коэффициента прибора от значения обнаружения и увеличению погрешности измерения.
Трубчатый расходомер с равномерным расходом и расходомер с шунтирующим ротором по-прежнему могут использоваться во внутреннем распределении управления, где требования к точности не слишком высоки, поскольку использование относительно дешево и просто, и он подходит для измерения пара с малым и средним расходом. .
Для целевого расходомера электрический и пневматический датчик целевого расхода, разработанный в Китае в 1970-х годах, является инструментом обнаружения комбинированного прибора электрического и пневматического блока. Поскольку преобразователь силы в то время напрямую использовал механизм балансировки сил датчика перепада давления, он имел много недостатков, вызванных самим механизмом балансировки сил. Например, низкая точность измерения, дрейф нуля, надежность рычажного механизма, плохая стабильность. Таким образом, первоначальные правила JJG 461-1986 «датчика целевого расхода» были сформулированы в 1986 году, которому исполнилось 25 лет. Потому что электрические и пневматические датчики расхода практически больше не производятся и не используются. Первоначальные правила больше не пригодны для использования, поэтому новый
Целевой протокол расходомера.
Структура целевого расходомера состоит из измерительной трубки, мишени, датчика силы и блока обработки сигналов. Датчик силы представляет собой датчик тензометрического типа, а дисплей обработки сигнала может напрямую считывать показания дисплея или выводить стандартный сигнал. Датчик силы состоит из цилиндрического упругого корпуса и тензорезистора и может быть как внутренним, так и внешним. Когда упругое тело деформируется под действием силы, оно нарушает баланс моста, состоящего из тензорезисторов, и генерирует электрический сигнал, квадрат которого зависит от скорости потока.
Его принцип работы заключается в установке мишени перпендикулярно направлению луча потока на прямолинейном участке трубы постоянного поперечного сечения. Когда жидкость проходит вокруг пластины-мишени, пластина-мишень подвергается тяге, и величина тяги пропорциональна кинетической энергии жидкости и площади пластины-мишени. пропорциональный. В пределах определенного диапазона чисел Рейнольдса поток через расходомер пропорционален силе, действующей на мишень. Сила, действующая на мишень, определяется датчиком силы.
Если взять в качестве примера круглую мишень, то основная формула для расчета расхода будет следующей:
0ac6fc8d45.png
Сила, действующая на мишень, преобразуется в сигнал тока (4-20) мА или сигнал давления воздуха (20-100 кПа) через преобразователь силы, а связь между выходным сигналом и скоростью потока может определить по приведенной выше формуле.
Поскольку новый целевой расходомер деформационного типа имеет новую конструкцию и принцип измерения, он имеет относительно лучшие перспективы применения в измерении пара и подходит для измерения пара с малым и средним расходом.
(2) Измерение расхода насыщенного пара низкой сухости
Насыщенный пар, вырабатываемый общепромышленными котлами, является насыщенным паром с повышенной сухостью (выше 0.95) на выходе, но в процессе дальней транспортировки, что обусловлено многими факторами, такими как плохое сохранение тепла или неуравновешенная прерывистая использование пара, сухость постоянно увеличивается. капать и даже становиться влажным паром с высоким содержанием воды, то есть двухфазной жидкостью из газа и воды. Характеристики течения двухфазных жидкостей принципиально отличаются от характеристик однофазного течения. Коэффициенты расходомера или коэффициенты расхода, измеренные в однофазном потоке, не могут использоваться для измерения двухфазного потока. Например, коэффициент истечения в тесте двухфазного потока диафрагменного расходомера должен быть скорректирован на сухость. Следовательно, при измерении расхода насыщенного пара с низкой степенью сухости параметр сухости является параметром, который необходимо измерять. Жаль, что пока нет зрелого измерителя сухости. Кроме того, коррекция коэффициентов расходомера других типов на сухость не изучалась подробно. Только решив эту задачу, можно измерить расход насыщенного пара малой сухости.