談威力巴流量計量表參數(shù)核定問題
摘要:談威力巴流量計量表參數(shù)核定問題資訊由優(yōu)秀的流量計、流量儀生產(chǎn)報價廠家為您提供。1.引言 利用差壓原理進行流量測量是當(dāng)今世界上使用zui廣泛、zui可靠的流量測量方式,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和流量測量技術(shù)的進步,一些新型、高性能的測量傳感裝置逐步取代了傳統(tǒng)。更多的流量計廠家選型號價格報價歡迎您來電咨詢,下面是談威力巴流量計量表參數(shù)核定問題文章詳情。
1.引言利用差壓原理進行流量測量是當(dāng)今世界上使用zui廣泛、zui可靠的流量測量方式,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和流量測量技術(shù)的進步,一些新型、高性能的測量傳感裝置逐步取代了傳統(tǒng)的節(jié)流裝置進行流量測量,由美國VERIS公司推出的全新均速流量探頭——威力巴便是其中之一。
在過去幾十年來一次源的檢測水平始終沒有重大突破,成了制約差壓式流量測量系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸,使得高水平的下游儀表無法發(fā)揮出應(yīng)有的高效率。威力巴的出現(xiàn),恰恰克服了這一缺陷,使得一次源的測量精度、重復(fù)性和可靠性達到一個嶄新的高度。
從使用角度看,威力巴均速流量探頭與傳統(tǒng)的流量節(jié)流裝置相比具有更多的優(yōu)點,具體表現(xiàn)在以下幾個方面:
精度高,量程比大,大于10:1;
采用非收縮節(jié)流設(shè)計,比孔板的*壓損至少降低95%以上;
安裝簡單,只需在管道上開一小孔后焊一底座,無需截斷管道,有些介質(zhì)可以在線安裝,并可隨時將探頭取出檢查,安裝費用低,基本免維護;
由于威力巴的接頭可直接與變送器連接,無需三組閥和引壓管,避免了因引壓管泄漏、堵塞等造成的測量誤差;
可以測量氣體、液體和蒸氣等各種介質(zhì),應(yīng)用范圍廣泛,且測量信號穩(wěn)定、波動小。
威力巴的設(shè)計、制造先進,但其測量系統(tǒng)對被測介質(zhì)有關(guān)參數(shù)的準確性要求也非常高,這一點要比其它流量測量系統(tǒng)的要求嚴格得多。本文從威力巴測量原理出發(fā),結(jié)合其在我公司煤氣流量測量中的應(yīng)用,談該流量計在實際使用中的參數(shù)核定問題及使用過程中需要注意的相關(guān)事項。
2.威力巴測量原理
威力巴均速流量探頭垂直插入管道固定安裝,當(dāng)流體流過探頭時,在其前部產(chǎn)生一個高壓分布區(qū),高壓分布區(qū)的壓力略高于管道的靜壓,根據(jù)伯努利方程原理,流體流過探頭時速度加快,在探頭后部產(chǎn)生一個低壓分布區(qū),低壓分布區(qū)的壓力略低于管道的靜壓,威力巴探頭在高、低壓區(qū)有按一定準則排布的多對取壓孔,通過這些取壓孔,威力巴能夠精確地檢測到由流體平均速度所產(chǎn)生的平均差壓△P。需要注意的是均速流量探頭的截面形狀、表面粗糙狀況和低壓取壓孔的位置是決定探頭性能的關(guān)鍵因素,低壓信號的穩(wěn)定和準確對均速探頭的精度和性能起著決定性作用。在煤氣測量中,流量QV與△P的對應(yīng)關(guān)系為:
QV=C’*[(△P*P(fa))/(T(fa)*Z(f))]1/2(1)
式中:QV——標況體積流量;△P——差壓,kPa;Pfa——工作狀態(tài)絕壓,kPa;Tfa——工作狀態(tài)絕對溫度,K;Zf——工作狀態(tài)下煤氣的絕壓系數(shù);C’——流量系數(shù)。
3.實際使用中參數(shù)的核定
威力巴流量計生產(chǎn)廠家是根據(jù)用戶提供的有關(guān)工藝參數(shù)、測量要求來確定設(shè)備型號和計算差壓的,而用戶往往以原工藝設(shè)計圖紙的設(shè)計值為準提供,但在企業(yè)投產(chǎn)后的實際生產(chǎn)中,由于各種原因很多參數(shù)發(fā)生了變化,這將使按原參數(shù)計算與設(shè)定的威力巴測量系統(tǒng)測量準確度受到較大影響,必須重新核定有關(guān)參數(shù)并計算新的差壓值,改正測量系統(tǒng)的設(shè)定參數(shù)。我公司在煤氣廠出口中壓煤氣流量測量中,就發(fā)現(xiàn)了此類問題。
工作壓力Pf是獲得準確差壓計算的關(guān)鍵參數(shù)之一,由式(1)可得差壓△P計算公式為:
△P=[QV/C’]2*[T(fa)*Z(f)/P(fa)](2)
式中:P(fa)=P(f)+當(dāng)?shù)仄骄髿鈮?。由此可見,工作壓力Pf與差壓的計算直接相關(guān)。
我公司于2003年采用V200-10-H-H-B5C在線安裝型威力巴對煤氣廠出口中壓煤氣流量進行測量,訂貨時提供的工作壓力參數(shù)為設(shè)計值40kPa,廠家計算差壓量程為200.31Pa。測量系統(tǒng)投運后,流量顯示值約31000m3/h,與生產(chǎn)消耗嚴重不符。經(jīng)仔細核查,發(fā)現(xiàn)問題出在當(dāng)初所提供的參數(shù)上,其中壓力參數(shù)影響zui大。煤氣廠投產(chǎn)后,因中壓煤氣用戶氧化鋁焙燒爐生產(chǎn)水平未達到設(shè)計生產(chǎn)能力,煤氣消耗量不大,供氣工作壓力實際只有36kPa,而以36kPa計算(改正其它有誤差參數(shù))威力巴差壓為206.2Pa,與原差壓相差近6Pa,投運后在相同生產(chǎn)狀況下流量顯示約為27500m3/h,與生產(chǎn)消耗基本相符??梢婋m然差壓只相差6Pa,但流量卻相差了約3500m3/h。而后,我公司對氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)進行了大規(guī)模技術(shù)改造,氧化鋁焙燒產(chǎn)量大大提高,超過了設(shè)計生產(chǎn)能力1200t/h,煤氣需求量增大,為此煤氣廠通過改造使煤氣排送機的送風(fēng)量由原來的600m3/min提高到800m3/min,送風(fēng)量的增大也使煤氣壓力從36kPazui高升到42kPa,在zui大流量45000m3/h不變的條件下,其計算差壓量程為197Pa,及時調(diào)整威力巴測量系統(tǒng)的設(shè)定參數(shù)后,保證了測量的準確度。
4.煤氣摩爾質(zhì)量
式(2)中流量系數(shù)C’=N*K*YV*D*D*[T(ba)*Z(b)/P(b)]*[1/Mr]1/2(3)
式中:N——單位換算常數(shù);YV——氣體膨脹系數(shù);K——威力巴的K系數(shù);D——管道內(nèi)徑;Tba——標準狀態(tài)下絕對溫度;Zb——標準狀態(tài)下該氣體的絕壓系數(shù)。Mr——氣體摩爾質(zhì)量;Pb——標準狀態(tài)絕壓,kPa。
可見氣體摩爾質(zhì)量Mr也是差壓計算的重要參數(shù)。
我公司生產(chǎn)的煤氣實際上是一組混合氣體,原設(shè)計提供的煤氣介質(zhì)成份及所占百分比如下:
依此計算出煤氣摩爾質(zhì)量為25.236,在zui大流量45000m3/h,工作壓力36kPa狀態(tài)下,計算差壓為208.3Pa(其它參數(shù)均正確)。而煤氣廠實際生產(chǎn)的煤氣成份介質(zhì)及所占百分比為(經(jīng)檢驗分析而得):
以此計算實際生產(chǎn)的煤氣摩爾質(zhì)量為24.730,在與上述相同狀況下計算差壓為206.2Pa,與原差壓208.3Pa相差2.1Pa,在工藝生產(chǎn)狀況相同的條件下,威力巴測量系統(tǒng)在設(shè)定兩種差壓參數(shù)時流量顯示偏差約1000m3/h。(注:上面差壓的計算要依據(jù)威力巴相關(guān)計算軟件,具體過程省略。)
5.zui大流量和工作溫度
zui大流量是計算測量系統(tǒng)差壓量程的重要參數(shù)。對于威力巴,在確定zui大流量參數(shù)時,不應(yīng)機械地設(shè)定工藝設(shè)計zui大生產(chǎn)能力的介質(zhì)流量為zui大流量,而應(yīng)根據(jù)實際生產(chǎn)狀況的正常流量確定合適范圍的zui大流量,這樣才能保證測量系統(tǒng)工作在良好的線性測量范圍,以減少線性測量誤差,即使生產(chǎn)狀況發(fā)生變化,zui大流量提高,由于威力巴具有量程比大的優(yōu)點,一般只需重新計算差壓,修改設(shè)定參數(shù),就能可靠地在新工藝生產(chǎn)狀況下測量。
在式(2)中,工作狀態(tài)絕對溫度T(fa)=工作溫度+273.15,可見工作溫度也是威力巴計算差壓的重要參數(shù)。我公司煤氣中壓原設(shè)計工作溫度為40℃,而實際生產(chǎn)中溫度達到58℃,因此工作溫度參數(shù)也應(yīng)以實際生產(chǎn)狀態(tài)下的值為準,才能保證測量差壓計算的準確。
此外,威力巴對氣體介質(zhì)流量測量時,由于氣體的密度受溫度、壓力影響比較大,在一定的溫度壓力范圍內(nèi),密度的變化大于測量精度的要求,則必須加溫、壓補償。但當(dāng)溫度或壓力變化較大時,則必須以改變了的溫度或壓力值重新計算差壓,否則將造成較大的測量誤差。
6.威力巴流量計使用中需要注意的相關(guān)事項
(1)在安裝使用時,當(dāng)管道上、下游的直管段不夠長時,推薦在彎管后2倍管道直徑處安裝威力巴。因在彎管后的流體剖面較復(fù)雜,需將流體系數(shù)K做輕微調(diào)整,據(jù)有關(guān)資料表明調(diào)整K系數(shù)以后,測量精度由原來的±1%下降到±3%,重復(fù)精度由原來的±0.1%下降到±0.3%。
(2)連續(xù)工作的威力巴從根本上杜絕了堵的可能,但在以下情況,威力巴仍需注意防堵:當(dāng)引壓管泄漏,探頭高壓區(qū)遭到破壞,雜質(zhì)中直徑較小的顆粒就有可能進入取壓孔;
當(dāng)管道處于停產(chǎn)時,由于分子的布朗運動,顆粒小的雜質(zhì)有可能進入取壓孔;
系統(tǒng)頻繁開機時,在高壓區(qū)形成的瞬間,顆粒小的雜質(zhì)有可能進入取壓孔,日積月累,就有可能造成探頭的堵塞;
介質(zhì)中含有大量的焦油、藻類生物,或者含有纖維狀的物質(zhì),也有可能造成探頭的堵塞。
7.結(jié)束語
利用威力巴進行流體流量測量,其差壓計算所需參數(shù)必須是工藝實際生產(chǎn)狀況下可靠的參數(shù),否則參數(shù)不正確,計算出來的差壓必定不真實,那么據(jù)此選用的再先進的測量設(shè)備也無法準確、可靠地測量。當(dāng)然在實際使用過程中要保證威力巴流量計測量的準確、可靠,需要核定的參數(shù)不止上面幾項,它們只不過是影響比較大的幾個方面,除此之外,盡管威力巴探頭采用科學(xué)、先進的防堵設(shè)計,還是需要注意正確安裝與使用,這需要在長期的現(xiàn)場實踐中探索、總結(jié),惟有如此,流量計才能在流量測量中發(fā)揮應(yīng)有的作用。
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