公司制氧机组冷却供水系统距离控制室较远,均为无人值守。由于原检测装置的缺陷,数据显示不能正确地反映蓄水池的供水量,因而不能监视蓄水池水满溢和缺水的情况,全靠工人巡回检查。常常出现低水位和水满溢的情况,不能及时补水或断水,对生产不利,同时也造成了水资源的浪费。我们在供水计量检测过程中,采用体育网投对原孔板、差压测量系统装置进行了改造,克服了原孔板流量计的缺陷,解决了孔板测量范围度小的难题,以及差压传感器正、负引压管内容易聚集气泡所造成的计量误差问题。同时将流量信号接到PKS系统上,为计量管理部门和操作工提供了准确的计量统计数据和正确的操作依据,解决了原装置测量数据长期计量不准的难题,也避免了水资源的浪费。
1．基本原理
体育网投的基本原理是以法拉第电磁感应定律为基础,即导体在磁场中作切割磁力线运动时,在其两端产生感应电动势。该原理用于测量管道内流动的导电性流体。导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管道内流动,并且流体流动的方向与磁场方向相垂直(见图1),产生与流量成比例的感应电势,流体中产生的感应电动势被位于管子径向两端的一对电极拾取,该信号电压UE与磁场强度B、电极间距离D和平均流速υ成正比。磁场强度B和电极距离D是常数,所以信号电压与平均流速成正比。计算公式如下:
根据体积流量的计算公式表明,信号电压UE与平均流速υ成线形正比。只要测得液体的流速,就可测得液体的流量,即:
qv=(D2²•π/4)•υ
在信号转换器中该感应信号电压被变换成可编程的模拟和数字输出信号送出。
2.特点及应用
(1)由于测量导管内部无可动元件和阻流体,几乎没有压力损失,所以反应十分灵敏。
(2)测量导涂层或衬里可解决腐蚀性介质流量的测量,检测过程中不受被测量介质的温度、压力、密度、粘度以及流动状态等变化的影响,没有测量滞后现象。
(3)测量范围宽,zui高可达100:1,一般为10:1,流速一般可达1~6m³/s。测量管径范围可从2mm到2400mm。
(4)测量感应电动势与流量成线性关系,流体的体积流量与介质的物性(如温度、压力、密度、粘度等)流动状态无关。
体育网投也有其局限性不足之处,就是使用温度和压力不能太高,温度一般不超过120℃,压力一般不要超过1.6MPa。应用范围有限,不能用来测量气体等非导电流体的流量。由于体育网投用于导电液体的流量测量有其优越性,且线性好,稳定、可靠,电信号适宜于远距离传输,且安装维护方便,前景广阔。
3.设计选型及安装
3.1设计选型
原计量检测为节流式孔板、差压检测装置,我们对其计量数据检测不准的情况进行了分析,主要有两个方面的因素造成,一是孔板的测量范围度不够。孔板设计常用流量为15~20m³/h,实际使用中zui小流量为7m³/h,zui大流量50m³/h,在小流量和大流量时都会出现较大误差;二是流体有气泡。供水系统的供水管道为DN100mm,zui大流量可以达到240m³/h,出水口为敞放式排水,常常处于非满管状态,以及由于供水设备或管道安装等方面的因素,存在不正常节流的现象,常常有气泡聚集在传感器的正、负压室内,造成测量数据严重偏差。
根据机组供水系统的情况和测量装置的可适用性、可靠性以及现场环境等情况,我们选择了一体型体育网投对原测量装置进行换型改造。体育网投的测量范围宽,响应快,不受温度、压力变化的影响,安装方便,可满足供水系统检测计量的需要。
根据工艺方面提出的参数,供水量的常用流量在12~15m³/h之间,zui小水流量7m³/h,zui大水流量可达50m³/h,水压力在0.2~0.3MPa之间(阀前压力),水温度为常温。在设计时,体育网投的管道口径选择了DN50mm 管道,zui大流量为60m³/h这样既节约了成本,又满足了日常供水计量的需要。
3.2安装
体育网投的正确安装对其正常运行极为重要,体育网投的安装环境和安装位置亦关系到计量的准确,可靠。按照体育网投的安装要求,安装方向或水平或垂直、倾斜均可,不受限制。本装置采用了水平安装,并保证了流量计上游管道直管段大于5D(实际达12D),下游管道直管段大于3D(实际达10D)要求。
传感器安装处应具有一定背压,否则传感器出口直接排空易造成测量管内液体非满管,为不良的安装位置,应予以避免,因此在出水管道的安装上考虑了一段向上倾斜的安装位置见图2,使体育网投的安装位置始终位于出口管道下方,保证液体在任何时候都能够充满测量管道,避免了测量误差,满足了必要的安装要求。管道采用了法兰连接,便于安装、检修维护方便。
体育网投安装在一根DN50mm的管道上,原供水管为Φ108mm,将其作为旁通用途。正常情况时,打开V1、V3阀,关闭V2阀,补充水通过体育网投计量后向蓄水池供水。当体育网投故障或者检修时,关闭V3阀,打开V1、V2阀向蓄水池供水,以保证生产不受影响,还可以方便体育网投的零点校验。安装示意图见图3。
由于体育网投安装在露天现场,考虑到现场的环境以及安全,体育网投的供电采用了DC•24V电源,由泵站仪表柜内的稳压电源供给。电气连接见原理框图4。体育网投将拾取的流量信号,通过转换和运算处理,转换成标准的电流信号,送到泵站仪表柜的二次仪表(数显控制仪WPS-80型)上显示,同时将其数据传输到机组控制室的DCS-PKS 统上,通过监视画面可监测供水量的瞬时流量和累计流量,操作工即可根据其显示数据调节供水量。
4.干扰与接地
体育网投是基于导电性流体在磁场中运动所产生的感应电动势来推算流体流量的测量仪表,其基本工作原理是电磁感应定律。因此电磁耦合、静电感应是体育网投干扰噪声的首要来源,在管线上存在杂散电压干扰。为了保证液体与地同电位,避免液体与地有电位差以及因空间电磁干扰而造成的测量误差,所以,对接地做了严格的要求。本装置与管道为固定法兰连接,固定法兰和管道以及流量传感器均用2.5mm²的铜芯线作了良好的接地见图5。经检测,该装置的接地电阻为8.2Ω(安装要求小于100Ω),除了将传感器接地外,还用铜线跨接在管道的两法兰上,保证了接地牢固、可靠,减少了电磁耦合、静电感应引起的干扰。空间电磁干扰一般经过电缆引入,我们采用了单层屏蔽信号电缆予以保护,同时,由于该体育网投为一体型(其传感器和转换器组装在一起),缩短了信号线与激磁线的长度并且隐蔽在仪表内部,也减少了信号衰减和空间电磁波的噪声侵入,保证了测量数据的准确、可靠。实际使用运行中,定期用万用表检查两电极与地端的绝缘电阻。
5.校验检查
(1)系统零位检查
当系统安装完成后,按照厂家要求做了系统零点校验。体育网投系统零点的校验可用手动和自动两种方式进行。检查时,流量传感器的流体应处于绝对静止,同时保证流量传感器测量管内充满液体,然后对system zero (系统零位)参数进行手动或自动零位调整,用“ENTER”键选择参数,用ARROWA 键选择方式(手动或自动),这里选择自动(automatic),按ENTER 动程序。在调整中,显示器上从255至实际“0”值的倒计数,过程约20s完成,在实际操作中该过程进行两次。
(2)量程检查
根据该体育网投的生产厂家说明书说明,量程的校验在流量计出厂前有专门的称重实验装置进行了校准,我们在使用中只对其量程值进行了确认,以及对相关参数的设定作了检查。
6.体育网投的可靠性及维护
提高体育网投的可靠性,就是尽可能的减少和消除故障。而实际上故障是多样的,有的是仪表线路、电气以及环境因素引起的;有的是系统中元件,元件/组件组合因素造成的;有的是安装不规范造成的。还有流体介质的导电性能、或水中带有大量空气等,均会影响测量计量的准确可靠。有些故障通过调整可以解决,有些故障则需要在使用中通过有效的维护管理来解决。
与其它仪控设备一样,为保证体育网投的可靠性,除了在规定的条件下运行外,需要维护人员加强专业知识的掌握,还需要加强初期的维护。大部分仪表设备的故障均在运行初期较高,要勤观察,勤巡点检,发现问题,随时处理和报告。还应作好其运行数据的管理,作为一种新型仪表的应用,应加强对其进行跟踪,作好历史记录,便于对其掌握及推广应用。
7.结束语
流量计量是企业能源消耗的计算工具,是企业生产过程中重要参数之一。流量计量仪表得到了越来越多的应用,随着科学技术的飞速发展,人们对高精度、高可靠性、高智能化仪表日益青睐。选用的体育网投体现了安装方便,测量数据直观可靠,易于操作等特点,给计量部门提供了准确真实的数据,为节约能源提供了依据,起到了良好的效果,有较好的推广前景。