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压缩空气流量计的使用及维护
点击次数:618 发布时间:2014-11-04

  合理准确地进行物料流量计量,是石油化工企业进行多内外结算的依据,也是安全生产的保证。压缩空气流量计由于结构简单,适用于测量多种流体,在石油化工企业的流量计量中得到了广泛的应用。但是由于选型、安装的原因或使用过程中工况条件发生变化及仪表元器件老化等原因,流量计在长期使用过程中会出现失准的现象,要根据造成故障的具体原因进行仪表的维修和处理。
1 流量检测系统的组成及工作原理
  检测系统由压缩空气流量计和配套的DCS系统组成。压缩空气流量计由漩涡发生体、漩涡频率检测元件及信号处理电路等几部分组成。压缩空气流量计又称卡门旋涡流量计,它是流体自然振荡的原理制成的一种旋涡分离型流量计。当流体以足够大的流速流过柱状物体时,在柱状物体的后面,沿两条平行直线上产生整齐排列、转向相反的涡列,称为“卡门涡街现象”,如图1 所示。

涡列的个数即涡街频率和流体的流速成正比,可用下列式表示:

式中:F:旋涡频率;V:管道内平均流速;d:柱状体迎流面宽度;D:管道内径;St:斯特劳哈尔数;m:即为π。
  当旋涡在柱体两侧产生时,柱体受到与流向垂直的交变升力的作用,升力的变化频率就是旋涡频率,利用埋设在柱体内的压电元件检测此升力的变化,将其转换为频率信号送入放大器,由放大器进行放大和整形,得到此频率与流速成正比的方波信号。由上式可见,通过测量涡街频率就可算出流速V,进而求出体积流量。
2、压缩空气流量计选型及安装要求
2.1 选型要求
  选型主要包括压缩空气流量计的传感器选择一体式还是分体式、传感器输出信号类型。压缩空气流量计选型时要注明管道的口径、连接面标准及等级、被测量介质的名称及介质的状态、测量单位、工况下介质的密度、测量范围、工作温度、工作压力、zui小流量、正常流量、zui大流量、、电气连接标准、防护等级及防爆类别如果选型不正确,压缩空气流量计会产生测量误差。
2.2 安装要求
1) 压缩空气流量计只能单向测量,安装时注意保证介质流量方向与流量计箭头所示方向一致。2) 压缩空气流量计的信号检测电路可以正常工作的环境温度为-40~55度,安装地点温度要满足要求。安装压缩空气流量计时,变送器的位置尽量远离其他高温介质管道。3) 流量计安装地点尽量远离高压用电设备,做好仪表接地,流量计信号线应选用屏蔽线缆。4) 直管段要求:至少保证流量计前15 倍管径,流量计后5 倍管径。如流量计前有弯头,缩颈,扩大管等干扰源,则需保证流量计前30–40 倍的管径,流量计后6 倍管径。5) 流量计应尽可能安装在震动和冲击小的场所。6) 使用密封圈时,注意密封圈内径应略大于或等于仪表的内径,密封圈中心位于管道中心。
3、常见故障及维护处理
3.1 通电后压缩空气流量计无信号输出可能的故障原因及处理方法:
1) 管道内工艺介质没有流动。工艺操作人员打开阀门。
2) 管道内工艺介质有流动但是流速偏低。仪表选型失误使口径过大,只能重新选型换表。
3) 如果工艺状态正常,可能仪表出现故障,可逐级检查维修。漩涡频率检测元件目前主要为压电式,用万用表200MΩ档测量探头的绝缘阻值,常温下应为10~100MΩ,用万用表2n 档,测量探头的电容值,空载时电容应为0.15~0.35nF之间恒定不变。在放大板电路上设置有信号检测点,用示波器逐一检测各点波形,一般在施密特触发器前的检测点,信号波形应为幅值不等的正弦波,在施密特触发器后信号波形为方波。
3.2 管道内无介质流通但是压缩空气流量计有信号输出可能的故障原因及处理方法:
1) 管道振动较大使传感器输出假信号。找到振动源,消除管道振动或对工艺管线进行减振处理。2) 接地不良,引入干扰,出现假信号。检查接地电阻,应不大与10Ω,否则处理接地。3) 传感器增益过大,调整增益电位器至合适的值。4) 存在工频干扰。检查传感器输出的信号频率,如是50HZ,说明流量计附近有大功率的电机或比较强的电场,应采取一定措施减弱干扰或加强对信号线的屏蔽处理。
3.3 正常流量时压缩空气流量计输出信号波动大
1) 管道存在无规律的振动。找到振动源,消除管道振动或对工艺管线进行减振处理。2) 放大板增益不正确。用示波器检查输出信号的波形,如果出现多波形、丢波形的情况,说明放大板工作不正常,多波形说明增益过大,丢波形说明增益过小,可以适当调整放大板的增益。
3) 灵敏度调整得过高,应降低灵敏度。4) 发生体脏或有附着物,应检修清洗发生体。5) 压电晶片损坏,及时更换压电晶片。6) 实际工况波动大,工艺检查工况3.4 压缩空气流量计指示误差大1) 上游直管段长度不够,有气穴现象,改变安装地点,加整流器,保证上游直管段要求。
2) 仪表参数数设定有误,重新标定及设定仪表参数。
3) 传感器发生体上有附着物,拆卸并清洗传感器发生体。
压缩空气流量计可在很宽的流量范围内测量气体、液体和蒸汽的流量且不受流体物理性质的影响,又由于无运动部件,无磨损,同时,相对于孔板和其他流量计来说比较经济,就石油、化工企业的现状而言,相信压缩空气流量计会有更加广泛的使用空间。对压缩空气流量计进行科学的选型和安装的前提下,要对压缩空气流量计性能的检测制定合理的鉴定周期,根据鉴定结果制定合理的备件计划,这样可以保证压缩空气流量计稳定、连续完成计量和生产工作。

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