流量計在硬水流量測量中出現的問(wèn)題及選型

作者：時(shí)間：2013-11-05 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

加入技術(shù)交流群
- 掃碼加入
  和技術(shù)大咖面對面交流
  海量資料庫查詢(xún)

流量計廣泛應用于石油化工生產(chǎn)中，貫穿于全過(guò)程中，任何一個(gè)環(huán)節都離不開(kāi)流量計量。流量計測量不準確影響各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節的產(chǎn)品質(zhì)量，嚴重的還會(huì )發(fā)生生產(chǎn)安全事故。流量計測量的是否準確與流量計的測量方式和被測介質(zhì)的特點(diǎn)有很大的關(guān)系。西安分公司瀝青生產(chǎn)裝置中的電脫鹽一級注水流量計FIC1101測量范圍為0~5T/h。使用介質(zhì)為生產(chǎn)循環(huán)水，水的溫度在60~80℃，硬度8~13，屬于硬水。由于生產(chǎn)循環(huán)水，水質(zhì)差，硬度大，在生產(chǎn)過(guò)程中易結垢。FIC1101在采用靶式流量計時(shí)，經(jīng)常出現測量值不準確和不變化的問(wèn)題，需要經(jīng)常維修，清理靶片和靶桿上的水垢。后來(lái)對FIC1101改變了測量方式，在采用渦街流量計時(shí)，經(jīng)常出現測量值波動(dòng)大和回零問(wèn)題，需要每周維修多次。根據FIC1101在生產(chǎn)中出現的問(wèn)題，結合硬水特點(diǎn)和流量計的測量方式和取壓方式進(jìn)行一一分析和討論。

1 靶式流量計

1.1 現象

在生產(chǎn)測量過(guò)程中，FIC1101采用了靶式流量計。工藝反映其測量值不準確，出現偏高或偏低以及不動(dòng)彈的現象。對FIC1101的電路模塊、FIV1101的開(kāi)度和泵的出口壓力進(jìn)行檢查，均屬正常。拆卸FIC1101，發(fā)現靶片和反饋桿上，結有一層水垢，并且反饋桿的彈性較差。這些水垢對靶式流量計有那些影響呢？首先看其測量原理和結構。

1.2 測量原理和結構

當介質(zhì)在測量管道中流動(dòng)時(shí)，因其自身的動(dòng)能通過(guò)阻流元件（靶片和杠桿3）時(shí)而產(chǎn)生的壓差，并對阻流元件有一作用力F1，如圖1所示，其作用力的大小與介質(zhì)流速的平方成正比，其數學(xué)公式表達如下：

newmaker.com

式中：F1為阻流元件所受的作用力（Kg）；Cd為物體阻力系數；A為阻流元件的軸向投影面積（mm2）；ρ為工況下介質(zhì)密度（Kg/m3）；V為介質(zhì)在測量管中的平均流速（m/s）。

阻流件（靶片）接受的作用力F1作用在杠桿3（反饋桿）上，杠桿3在F1的作用下，以軸封膜片為支點(diǎn)（軸封膜片一方面作為杠桿的支點(diǎn)，另一方面起密封作用）將力F1傳給副桿1，形成力F2。副桿1的另一端與電容力傳感器相連，電容力傳感器把副桿1傳遞的力F2轉換成毫伏電壓信號輸出：

U=KF（2）

式中：U為電容力傳感器輸出的電壓（mV）；K為比例常數；F為阻流元件（靶片）所受的作用力（Kg）。

由此，電壓信號經(jīng)前置放大、A/D轉換、微處理器、D/A轉換器等電路，輸出4~20mA開(kāi)方電流模擬信號及HART數字信號，即可得到相應的瞬時(shí)流量和累積總量。

newmaker.com
圖1 結構傳動(dòng)示意圖

1.3 分析故障產(chǎn)生的原因

1）當水垢結在靶片上，使靶片面積A增加，由公式（1）可知，作用在靶片上的沖量也隨之增加。在杠桿1和杠桿3的傳遞下，作用在電容力傳感器上的力F2增加，由公式（2）可知，電容力傳感器輸出的電壓信號增加，造成測量值比真實(shí)值偏高。

2）當水垢結在杠桿3上，使杠桿3的直徑增加，造成杠桿3與軸封膜片之間產(chǎn)生應力F3。F3經(jīng)過(guò)杠桿1傳遞給電容力傳感器上，因此，F2=F1+F3。隨著(zhù)F3的方向變化，造成F2增大或減小，使電容力傳感器輸出的電壓信號增大或減小，導致測量值比真實(shí)值偏高或偏低。

3）隨著(zhù)水垢結在杠桿3上的厚度達到一定程度后，使杠桿3與軸封膜片之間包死，杠桿3失去了彈性，軸封膜片失去了支點(diǎn)作用，F1的大小已不能通過(guò)杠桿1和3傳遞給電容力傳感器，而F2的大小保持不變，因此，電容力傳感器輸出的電壓信號不變，造成測量值不動(dòng)彈的假現象。

2 渦街流量計

2.1 現象

FIC1101在采用靶式流量計測量硬水流量的過(guò)程中，因硬水結垢影響了力的傳遞，導致測量不準確，所以需要改變流量計的測量方式，選擇了測量流體頻率的流量計——渦街流量計。FIC1101采用了渦街式流量計，在投入使用的一個(gè)月內，其運行穩定，反映靈敏，測量準確。隨后，FIC1101出現測量指示值不準確，閃動(dòng)頻率大，并且跳動(dòng)的指示植越來(lái)越小，直至為零。檢查電路模塊、FIV1101的開(kāi)度和泵的出口壓力，均屬正常。推測FIC1101的傳感器出現了問(wèn)題，拆卸FIC1101，發(fā)現滯流元件上結有一層水垢，滯流元件與底座之間包死。

新聞中心

流量計在硬水流量測量中出現的問(wèn)題及選型

評論

相關(guān)推薦

技術(shù)專(zhuān)區