德国VSEAPE流量计中国

德国VSEAPE流量计中国同时我们还经营：根据以上的介绍,我们在设计选型或更新改造时, 要结合流量计特性和介质的情况进行合理选择,充分发挥各种流量计的优点,扬长避短,同时应考虑投资成本.下面根据天然气净化厂各种介质的特点和目前使用流量计的实际情况提出流量计选型的基本原则.1.天然气的测量　　天然气是净化厂的生产对象,进厂的原料和出厂的产品都是天然气,由于进厂的原料天然气（湿天然气）含有少量的固,液体杂质,H2S和CO2含量较高,有一定腐蚀性,流量计可选择带阀式孔板节流装置的孔板流量计,以便定期清洗更换孔板, 防止孔板的锈蚀和入口边缘磨损,提高计量准确度;出厂天然气比较干净可选择带阀式孔板节流装置的流量计或气体超声流量计,气体超声流量计适用于大管径流量测量,准确度可优于1.0%,但一次性投资较高;对于工厂用天然气,由于管径较小,除孔板流量计外,也可选择旋进旋涡流量计,涡轮流量计等,选用涡轮流量计时应在上游安装过滤器.2.酸性气的流量测量　　净化厂的酸性气是含有很高浓度的H2S和CO2的气体,这是净化厂从原料天然气中处理出来的主要物质,该气体的特点是压力低,带有一定水汽,腐蚀性强;因此测量酸性气流量的流量计可选用孔板流量计,均速管流量计,楔形流量计或弯管流量计,目前使用的有孔板流量计和均速管流量计,从流量计结构上讲,选择楔形流量计比较合适,它不存在积液问题,维护量也很小.3.蒸汽流量测量　　过去普遍使用孔板流量计,由于孔板流量计在高温下孔板易变形,因此,可选择涡街流量计,均速管流量计,楔形流量计或质量流量计,但应考虑温度压力修正.4.化学溶液流量测量　　天然气净化厂用于工业生产的化学溶液品种不是很多,对于脱硫和脱水的化学溶液由于是反复循环使用,溶液中含有部分悬浮物,过去大多数使用孔板流量计是不太合适的, 应选择楔形流量计或弯管流量计;也可选用外夹式超声流量计;盐酸和氢氧化钠流量测量应选择带防腐内衬的电磁流量计.5V液体硫磺流量测量　　液体硫磺是天然气净化厂的副产品,过去由于流量计产品的局限性,很多净化厂均没有安装流量计,部分厂安装了涡轮流量计,但使用效果不佳;目前可供选择的有质量流量计和楔形流量计.由于液体硫磺一般管压力都不太高, 因此选用质量流量计较为合适.6.工业循环水流量测量　　由于水的测量相对容易一些,因此可供选择的流量计比较多,如孔板流量计,涡街流量计,均速管流量计,电磁流量计,超声流量计都可用于工业水测量;若测量管口径较大,选择超声流量计比较理想,对于较小口径的选用电磁流量计效果比较好.7.污水流量测量　　污水流量测量选择电磁流量计,楔形流量计比较合适,水质较好也可选用孔板流量计.金属管浮子流量计的安装应严格按照说明书中的有关技术要求去做,并注意以下几个问题: 1.金属管浮子流量计在安装时应留有足够的空间,进口应有5倍管道直径以上的直管段,出口段为250mm,安装位置应选择在没有震动、便于观察和维修的场所。 2.为保证在任何时候测量管内都充满料液,金属管浮子流量计应安装在上料管的垂直段,液体流向为由下而上,不得倒流。为了便于检查、修理和更换,安装时采用联接旁通,并且在金属管浮子流量计下侧留有清洗口。 3.由于在管道吹扫时有些铁锈、焊渍清洗不净,有时介质中含有铁磁颗粒,应在入口处安装磁过滤器以避免这些杂质会被吸附在浮子上使浮子卡住。 4.若金属管浮子流量计管径小于工艺管道管径,应在LZ两端安装渐缩管,然后和工艺管道相连。 5.为了提高整个测量系统的抗干扰技术性能,信号和电源电缆要分开敷设,分别套在钢管内,尤其要远离动力电缆,信号电缆两接头的外露部分要保持非常短。 6.为保证测量精度,消除外界干扰,金属管浮子流量计的接地线采用不小于4mm2的铜线与大地相连,埋设深度在1m左右。金属管浮子流量计安装要求:1、实际的系统工作压力不得超过金属管浮子流量计的工作压力.2、应保证测量部分的材料、内部材料和浮子材质与测量介质相容;3、环境温度和过程温度不得超过金属管转子流量计规定的最大使用温度;4、金属管转子流量计必须垂直地安装在管道上,并且介质流向必须由下向上;5、金属管浮子流量计法兰的额定尺寸必须与管道法兰相同.6、为避免管道引起的变形,配合的法兰必须在自由状态对中,以消除应力;7、为避免管道振动和最大限度减小金属管浮子流量计的轴向负载,管道应有牢固的支架支撑;8、截流阀和控制流量都必须在金属管浮子流量计的下游.9、支管段要求在上游侧5DN,下游侧3DN（DN是管道的通径）;1、涡街流量计的测量范围较大,一般10:1,但测量下限受许多因素限制:Re>10000是涡街流量计工作的最基本条件,除此以外,它还受旋涡能量的限制,介质流速较低,则旋涡的强度、旋转速度也低,难以引起传感元件产生响应信号,旋涡频率f也小,还会使信号处理发生困难。测量上限则受传感器的频率响应(如磁敏式一般不超过400Hz)和电路的频率限制,因此设计时一定要对流速范围进行计算、核算,根据流体的流速进行选择。使用现场环境条件复杂,选型时除注意环境温度、湿度、气氛等条件外,还要考虑电磁干扰。在强干扰如高压输电电站、大型整流所等场合,磁敏式、压电应力等仪表不能正常工作或不能准确测量。2、振动也是该类仪表的一大劲敌。因此在使用时注意避免机械振动,尤其是管道的横向振动(垂直于管道轴线又垂直旋涡发生体轴线的振动),这种影响在流量计结构设计上是无法抑制和消除的。由于涡街信号对流场影响同样敏感,故直管段长度不能保证稳定涡街所必要的流动条件时,是不宜选用的。即使是抗振性较强的电容式、超声波式,保证流体为充分发展的单向流,也是不可忽略的。3、介质温度对涡街流量计的使用性能也有很大的影响。如压力应力式涡街流量计不能长期使用在300℃状态下,因其绝缘阻抗会由常温下的10MΩ~100MΩ急降至1MΩ~10KΩ,输出信号也变小,导致测量特性恶化,对此宜选用磁敏式或电容式结构。在测量系统中,传感器与转换器宜采用分离安装方式,以免长期高温影响仪表可靠性和使用寿命。涡街流量计是一种比较新型的流量计,处于发展阶段,还不很成熟,如果选择不当,性能也不能很好发挥。只有经过合理选型、正确安装后,还需要在使用过程中认真定期维护,不断积累经验,提高对系统故障的预见性以及判断、处理问题的能力,从而达到令人满意的效果。流量积算仪主要用于各种液体、蒸汽、天然气及其他气体的流量测量。由于流量积算仪功能多，使用非常复杂，使用时容易出现问题。一、设置中易出现的问题1．介质及介质状态的设置（1）错误地设置介质，例如，当介质为蒸汽时，设置为空气。（2）错误地设置介质状态，例如，当蒸汽状态为过热蒸汽时，设置为饱和蒸汽。2．流量信号输入的设置　　一般为频率信号输入，也有模拟信号输入。容易出现的问题是输入错误的信号，如本应输入频率信号却输入了模拟信号，或本应输入模拟信号却输入了频率信号。3．温度、压力信号输入的设置　　温度信号输入一般是模拟信号，可以设置为（4～20）mA电流信号、（0～l0）mA电流信号、（1～5）V电压信号、Pt100铂电阻信号。容易出现的问题是设置了错误的信号，如本应设置模拟信号却设置了频率信号，或本应设置铂电阻信号却设置了（4--20）mA电流信号。　　压力信号输入一般是模拟信号，可以设置为（4--20）mA电流信号、（0～10）mA电流信号、（1～5）V电压信号。容易出现的问题是设置了错误的信号，如本应设置（1～5）V信号却设置了（4～20）mA电流信号。4．配套流量计的设置　　通常可以设置为孔板流量计、涡街流量计、涡轮流量计。由于流量计原理不同，因此，在流量积算仪的流量计算中．不同类型的流量计有不同的算法，如果流量计选型错误，则流量计算必然出错。5．温压补偿的设置　　应用在蒸汽介质流量计量时，需进行温压补偿。例如一台流量积算仪，当用于过热蒸汽时．需要同时进行温度补偿和压力补偿；当用于饱和蒸汽时，由于一一对应关系，只能对其中一个输入信号进行补偿，根据现场情况，只选择温度补偿或只选择压力补偿。如果应用在天然气介质流量计量中．需同时进行温度补偿和压力补偿。6．输入信号范围的设置　　温度输入信号、压力输入信号、流量输入信号分别设置自己的测量范围，流量积算仪设置的流量测量范围、温度测量范围、压力测量范围应分别大于现场的流量范围、温度范围、压力范围。例如，设置最大流量1O00m3/h，但实际测量流量为2000m3／h，超过了积算仪中设置的流量测量范围，则流量计算出错。二、接线时易出现的问题　　对于不同的输入信号．需要选择不同的接线端子。但在实际应用中，由于操作比较复杂，接线时容易出现错误。例如流量积算仪使用在饱和蒸汽下，流量积算仪内部设置为温度补偿，而在实际接线时将压力输入信号作为补偿信号接到流量积算仪，造成接线错误，从而造成流量计算错误。　　综上所述．要正确使用流量积算仪，需要专业人员严格按照现场操作条件进行设置和接线，以保证流量积算仪的正确使用；同时，流量计量人员应按照用户要求.模拟流量积算仪现场使用条件进行流量积算仪的检测。插入式热式气体质量流量计的信号发生模块包括两个传感器探头、温度补偿电桥和电压调整电路三部分/如图所示,本课题所设计的是插入式恒温差质量流量计,采用热消散效应，所以我们选择铂热敏电阻Pt20和Pt1000分别作为流量计的流量探头和温度探头，铂热敏电阻的阻值对温度反应灵敏.与所处环境温度基本呈线性关系,确保了我们对流量计精度的要求;同时，铂热敏电阻的温度系数大,在测量范围内,物理化学性能稳定,可以反复加热冷却,使用寿命长,完全可以用来做传感器材料,保证流量计的稳定性要求;而且热敏电阻的体积可以做到很小,减小插入式热式气体质量流量计对流体流动状态的影响,保证流量测量值的真实有效。德国VSEAPE流量计中国流量计选型时应考虑很多因素,如仪表性能流体特性、安装要求环境条件以及价格因素等。其中对计量对象即燃气的确切了解非常重要,这往往需要选型设计人员和计量管理人员进行深入细致的调查。(1)流量计性能方面:精确度.重复性.线性度、范围度、压力损失、上下限流量、信号传输特性.响应时间等;(2)流体特性方面:流体压力、温度、密度、粘度、润滑性.化学性质磨蚀、腐蚀、结垢、脏污、气体压缩系数、等熵指数比热容声速、混相流、脉动流等;(3)安装条件方面:管道布置方向、流动方向、流量计上下游直管段长度、管径、维护空间、管道振动、接地、电源辅助设备(过滤、排污)等;(4)环境条件方面:环境温度、湿度、安全性、电磁干扰、防爆等;(5)经济因素方面:购置费、安装费、维修费、校验费.运行费(能耗)、使用期限、备品备件等。热式气体质量流量计传感器探头是流量计的测量单元，可以把需要采集的信息准确无误的转换成信号量传输给系统，是信号量采集的通道，是实现流量计实时计量的必要前提。如下图所示，这是我们实验所使用的流量传感器探头。由于是插入式热式气体质量流量计，所以在使用时，必须要调节探头的长度，使流量探头（即 Pt20）处于管道的正中心位置，减小偏心安装产生的一切误差，以便获得精准的管道流量信号。同时，由于流量探头和气体直接接触，所以灵敏度得到很大的保证，灵敏度基本上处于最灵敏状态；但是从气体组分，气体粘度，粉尘颗粒，气压与结构强度等角度考虑，后期必须将流量探头进行封装，保证热式气体质量流量计传感器的受冲击能力，增加传感器探头的抗污染能力，延长传感器的使用周期。热式气体质量流量计是利用传热原理,即流动中的流体与热源(流体中加热的物质或测量管外加热体)之间热量交换关系来测量流量的仪表，目前主要用于测量气体。热式流量仪表用得最多有两类，一是利用流动流体传递热量改变测量管壁温度分布的热传导分布效应的热分布式流量计，曾称量热式TMF;另外--类是利用热消散(冷却)效应的金氏定律TMF又由于结构上检测元件伸入测量管内,也称插入型或侵入型。插入型的工作原理及流量计算如下:   如图所示，插入式热式气体质量流量计由两个电阻温度计组成传感器，一个测温探头，感受流体温度T2另一个电阻温度计由电路加热到温度T1用来测量流体带走的热量变化，亦称测速探头。T1高于T2。并保持△T恒定,即△T=T1-T2。当流体流经传感器时，由于测速探头的自身温度T1高于测温探头感受的温度即流体温度T2,流体便带走了测速探头上的一部分热量(高温向低温传递)，使T1下降。电路为保持△T恒定，便增加对测速探头的加热功率，使△T=T1-T2恒定。流体带走测速探头.上多少热量，电路便增加相应数量的电功率，两者之间存在着一个函数关系"。设对测速探头的加热功率为P1，流体的质量流量为Q,则根据流体流过测速探头时所带走的热量与对测速探头的加热功率相对应的原理，得到下列关系式: 式(1)中，PocQ   因此，可以通过测量加热功率P,来测量带走这部分热量的流体的质量流量。由于带走着部分热量的是流体的分子，所以，测速探头直接测量的是流体的质量流速pv,此时，只要乘上管道的横截面积，就可以得到流体的质量流量了。由于气体流过探头时带走热量和气体的质量流量成比例关系,也和探头间温差有关，流量越大，两探头之间温差越小，气体质量流量与温差之间的联系通过质量流速ρv建立"。 式中:Qm-质量流量，kg/s; Kv-测量头仪表系数; a-速度分布系数; B一阻塞系数; x-干扰系数; A-仪表表体(测量管道)的内橫截面积，m² ρv一质量流速，kg/(m²·S)。   基于_上述原理，对于大管径的流量测量来说,虽无相应的大管径标定装置来对流量计进行标定，但只要在标准口径的标定装置.上测定相应的质量流速，也就可方便地测量出大管径中流体的质量流量了。   由热式气体质量流量计中于两个传感器都是用性能稳定的金属铂材料通过特殊工艺密封在316L不锈钢管或抗酸、碱腐蚀的K2760哈氏合金或铂套管中制成，因此极为坚固,并不会污染被测流体或受被测流体污染，且其抗腐蚀性能相当好。金属管浮子流量计是由浮子、锥管、检测器等部件组成。浮子组件装有磁钢,其作用把是浮子的位移信号以磁信号的形式传输给检测器。检测器把这一检测到的信号再以电信号的形式远距离传输,并现场指示瞬时流量值。浮子流量计具有小流量值、范围度大、不用现场调试的特点。其结构简单、运动部件磨损小、使用寿命长、压力损失小、安装方便、维修量小、使用周期长、可远距离传输流量信号,与计算机连用可实现集中管理。 但也存在不足，如对于高黏度、大流量、以及两相以上流体不能测量。　　金属管浮子流量计实现流量测量的理论基础是“定压将,变面积“原理。在流动的流体中放置一个轴线与流向平行的浮子,见图1.　　金属管浮子流量计本体可以用两端法兰、螺纹或软管与测量管道连接。当流体自下而上流入锥管时,被浮子截流,这样在浮子上、下游之间产生压力差,浮子在压力差的作用下.上升,这时作用在浮子上的力有三个:流体对浮子的动压力、浮子在流体中的浮力和浮子自身的重力。只有当流体对浮子的动压力与浮子在流体中所受的浮力之和等于浮子的重力时，浮子就平稳地浮在某一位置上。  大量实验证明,在一定雷诺数的范围内，对于同一口径金属管浮子流量计,流体流速的大小与浮子的形状有关。对于给定的浮子流量计,浮子大小和形状已经确定,因此它在流体中的浮力和自身重力都是已知是常量,唯有流体对浮子的动压力是随来流流速的大小而变化的。因此当来流流速变大或变小时,浮子将作向上或向下的移动,相应位置的流动截面积也发生变化,流动截面积与浮子的.上升高度成比例，即浮子的某一高度代表流量的大小。浮子上下移动时,以磁耦合的形式将位置传递到外部指示器,直到流速变成平衡时对应的速度,浮子就在新的位置上稳定。对于-台给定的浮子流量计,浮子在测量管中的位置与流体流经测量管的流量的大小成一--对应关系。德国VSEAPE流量计中国由金属管浮子流量计的工作原理我们知道：流体的流量与浮子在锥管中的高度有关，因此要实现对流量的测量，实际上取决于对浮子位置的测量。　　本设计中采用美国公司生产的非接触式角位移磁阻传感器HMC1501代替传统的接触式角度传感器，HMC1501可以测量从磁铁发出的磁场的方向角。　　设计中将一条形磁铁置于磁阻传感器上方，令磁阻传感器与锥管间距离为L，传感器距锥管底部高度为H，如图2.3所示。　　当浮子位于高度H处时，小磁铁的转角为0。当流量变化时，浮子上下移动，其内嵌磁钢也随之上下移动，此时，置于磁阻传感器正上方的条形磁铁受到磁场作用发生转动，如图2.4，转动的角度即与浮子位置有关。　　由上图可见当磁铁转过角度为θ时，金属管浮子流量计浮子在锥管中的位置h=H+Ltgθ，则根据式1.9可得：