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威力巴流量计的使用
点击次数:1107 发布时间:2011-02-21

1 概述

    差压流量计的代表产品——孔板有着几十年工业应用的悠久历史。主要优点是:结构简单、对流体适应性广且已标准化,主要缺点是:压损很大,易由于边缘磨损而使精度随使用时间的延长而迅速下降,需要定期维护;对加工及安装精度的要求较高,尤其在地下大管径孔板安装时费时费力;量程比通常只有3∶1,满足不了工业界的广泛需要。另外,喷嘴和文丘里管等也存在类似问题。

    随着技术发展,流量计品种越来越多,而使用zui广和用量zui大的仍然是差压式流量计,约占总量的75%。当然,任何一种流量计都有自己的特点和使用范围,而威力巴流量计正以其独特的科学设计,成为其中的姣姣者,成为流量测量的新趋势。

    2 威力巴流量计的特点

    2.1 独特的防堵设计

    威力巴流量计探头以其的防堵设计,彻底摆脱了阿牛巴等插入式流量计易堵塞的弊端,使均速管流量计的水平达到了的高度。

    (1)高压取压孔不会被堵

    根据伯努利定理,流体流经探头时,动压头全部转化为静压头,探头前部形成了高压区,使得附近的流体速度为零,压力则略高于管道静压,从而阻止了颗粒进入取压孔。刚开表时,流体在管道静压作用下,进入高压取压孔,很快就形成了压力平衡的状态,流体在高压取压孔附近遇到高压,绕道而行,不再进入高压取压孔中,高压取压孔及其引压管中则无介质的相对流动。

    (2)低压取压孔实现本质防堵

    一般情况下,灰尘、沙子和颗粒在涡街力的作用下,集中在探头的后部。这就是为什么秋天的树叶总是集中在背风的房子后面的原因。其他类型的探头由于低压取压孔取在探头尾部真空区,在涡街力的作用下,探头的低压取压孔很快就会被涡流带来的杂质堵死。虽然有些探头采取吹扫等措施来防堵,但治标不治本,无法从根本上解决堵的问题,必将影响正常的流量测量。

    威力巴流量计探头前部表面粗糙,两边形成一定角度使得低压取压孔位于流体分离点前部,其独特的低压取压孔位置,避免了堵塞和涡流产生的信号波动,这就是威力巴所读取的信号更稳定和实现有效防堵的关键,也是威力巴可以工作在其他探头无法工作的环境中的根本原因。威力巴实现了低压孔的本质防堵和产生一个非常稳定的低压信号。

    我厂原催化裂化主风机入口空气流量每年在装置停车检修时进行抽出清洗,发现探头的负压取压孔部分较干净,高压取压孔均未堵但探头体前部粗糙区粘有灰泥,用水可以很容易地清洗干净,再用压缩空气吹干探头体内部和外部,晾干后恢复安装即可。

    (3)实际使用时的精度较高

    由于采用多点取压,探头通过流体流动的全部管道直径的整个剖面,通过多个取压孔取压,取压孔的间距是经面积积分后所得,所测信号是反映平均速度的真实信号。因此,即使直管段不够或流体波动较大时,也能比较准确地测得真实流量。而其它非匀速类型的插入式流量计多是单点取压,在实际应用时的精度较低,比如涡轮式、涡街式、电磁式和超声波式。

    (4)确定差压容易

    威力巴流量计所采用的探头尺寸为标准节流元件,因此需要根据用户的实际流体条件来计算出差压,确定差压变送器的量程选择,在相同的流体条件下,任何型号只要使用相同的探头尺寸,所计算出的差压均一样。这个过程和孔板正好相反,孔板是先确定差压,再来设计节流元件的尺寸。

    综上所述,高精度、低压损、防堵塞、易安装、免维护是威力巴流量计(Verabar)具有的优点,精度可长期保持在±1%,重复精度达到±0.1%,同时随着变送器技术的发展,差压变送器的精度越来越高,即使是微差压,变送器的精度也可达0.075%,这样就为节流式流量计的准确显示奠定了基础。

    3 影响测量精度的关键因素

    威力巴的流量公式和孔板等其他差压式流量计一样都遵循伯努利方程:

    其中:Q=管道内的体积流量
          K=流量系数
          C=流量常数(在特定条件下是常数)
          DP=差压发生器产生的差压

    可见C为常数,要确定Q,必须确定K和DP,K和DP就是影响流量测量精度的关键因素。

    如果流体系数K随雷诺数而变化或者流量常数C随压力和温度而变化(尤其在蒸汽和气体流量测量中),那么就必须进行补偿,否则将影响测量精度,其中对于液态介质来说,流量常数C基本为常数,这从威力巴流量计计算书中可看出,因此流体系数K不随雷诺数而变化就成为保证流量测量系统精度的关键,这和计算出的差压变送器的差压太低将影响测量精度是一样的,保证精度1%的zui小差压:对于气体为2.54mmH2O(0.025Kpa),对于液体为25.4mmH2O(0.25Kpa对应大约0.6m/s的流速),对于蒸汽为38.1mmH2O(0.38Kpa)。

    比如我厂外送低温水流量仪表就存在上述问题,由于若管道内液体流速过低,则雷诺数过小,使得流体系数K不是常数,影响到了流量测量精度。当计算到zui小流量(即工艺条件中的通常值)对应的差压(250t/h为0.049kPa或4mmH2O左右,200t/h为0.031kPa或3mmH2O左右)时,已经小于威力巴测量时所需zui小差压0.25kPa(此时流速分别为250t/h时0.24m/s和200t/h时0.19m/s,均小于0.6m/s的流速极限),再加上通常流量时的差压太小,现场变送器的零点漂移和管道振动对微小差压的测量精度影响较大,故在正常流量条件下该流量测量系统已属于测不准。

    我们在管径较小的工艺管道上新上一台威力巴流量计,由于管径较小提高了流体流速,使在工艺条件zui小值时的流体流速和对应差压均满足威力巴测量时所需zui小流速和zui小差压的要求,满足了使用要求。此外还可采用精度较低的其他类型流量计(比如采用测量精度较差约为3.0级左右的超声波流量计)解决。

    4 安装和使用

    威力巴流量计可用于地下管线工业水?过滤水?循环水等介质流量的测量,由于含泥沙等杂质量大,介质温度不是很高一般为常温,压力不超过1.6Mpa,且生产上工艺管线停产机会少,基本不具备管线停用倒空的机会。我们在选型时,的方案是使用V200等在线安装型威力巴,这些探头便于随时拔出清洗。当然,若用户的除尘效果良好,我们也推荐用V150或V100。配上反吹装置,可以应付大多数情况。但是,若要拔出进行检修,则只能在停产时才能进行,除非专门配上一个阀门或者螺纹栓头把焊接头堵死。

    水平管道上进行安装,当介质为空气和气体时,威力巴应安装在上部160°的任何位置,这样可保证气体中的液体不会进入导压管,变送器必须尽量安装在高于威力巴的位置,开表时进行排液操作。若为液体和蒸汽则在下部160°的任何位置,对于液体可使任何气泡进入管道中,当条件允许时只能装在上部,则开表时进行排气操作(地下管道基本与此相同,在地下管线中有淤泥的情况下,建议探头应垂直安装,确保探头两边介质流动情况类似,使取压孔更不易堵),对于蒸汽则允许冷凝水进入导压管流入冷凝管道中,变送器必须尽量安装在低于威力巴的位置。在垂直管道上进行安装,可安装在围绕垂直管道上的360°任何位置(满足直管段),注意在安装完后校正探头方向,使探头接头上的流体方向“→”与管道流体方向保持在3°以内。

    5 威力巴流量计的维护要点

    该流量计探头已广泛使用在共用工程中,尤其是各类地下管线的流量计量中,相当一部分作为计量仪表使用,在长期的使用维护中我们积累了丰富的使用经验,同时针对使用中出现的问题以及我们检查出的问题,提出以下建议供大家参考。

    由于威力巴流量计的计算差压较小,一般不要进行排污,如果长时间进行排污则会打破探头高压取压孔的平衡状态,则会导致越排越堵的情况,还会使低压取压孔堵塞,表现在重新开表后流量指示偏低,因此平时在进行仪表维护工作时强调只进行系统检查和一次仪表对零,对于特别重要的计量仪表可以采取定期对威力巴探头进行清洗,比如一次/每月,要求清洗时检查探头外观和正负取压孔的疏通情况,同时为确保较小差压的准确测量在恢复安装时必须保证测量系统的各静密封点不漏。

    我厂曾发现某厂供水计量仪表测量系统三阀组入口的负压压垫接头有漏点,还发现差压变送器的零位偏高,这都是流量指示偏高的原因。

    为确保较小差压的准确测量对差压变送器的零位要求也较高,因此对一次仪表的对零工作必须加以重视,比如对于关键计量仪表进行一次/每周的定期对零。

    5 结论

    通过对威力巴流量计的特点和使用分析,我们摸索出了该种新型流量仪表的使用要点,使仪表人员维护保养规范化,从而使得流量计量仪表长期稳定运行。

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