Принцип вибору витратоміра:
Принцип вибору витратоміра полягає в першу чергу в глибокому розумінні структурних принципів і характеристик рідини різних витратомірів і в той же час у виборі відповідно до конкретних умов на місці та умов навколишнього середовища. Необхідно також враховувати економічні фактори. Загалом, вам слід вибрати з наступних п’яти аспектів:
① Вимоги до продуктивності витратоміра;
② характеристики рідини;
③ Вимоги до встановлення;
④ умови навколишнього середовища;
⑤ Ціна витратоміра.
1. Вимоги до роботи витратоміра
Аспекти продуктивності витратоміра в основному включають: виміряний потік (миттєвий потік) або загальну кількість (сукупний потік); вимоги до точності; повторюваність; лінійність; діапазон потоку і дальність; втрата тиску; характеристики вихідного сигналу та час відгуку витратоміра Зачекайте.
(1) Виміряйте потік або загальну кількість
Існує два типи вимірювання витрати, а саме миттєва витрата та кумулятивна витрата. Наприклад, сира нафта в трубопроводі підтранспортної станції належить до передачі на зберігання або нафтохімічного трубопроводу для безперервного пропорційного виробництва або контролю процесу виробництва тощо. Загальну кількість потрібно виміряти, іноді доповнюючи миттєве спостереження потоку. На деяких робочих місцях контроль потоку вимагає миттєвого вимірювання потоку. Тому вибір слід робити відповідно до потреб вимірювання на місці. Деякі витратоміри, такі як об’ємні витратоміри,турбінні витратоміриі т.д., принцип вимірювання полягає в безпосередньому отриманні загальної кількості шляхом механічного підрахунку або виведення частоти імпульсів, що має високу точність і підходить для вимірювання загальної кількості, якщо оснащено відповідним сигнальним пристроєм. Потік також може виводитися. Електромагнітні витратоміри, ультразвукові витратоміри тощо визначають швидкість потоку шляхом вимірювання швидкості потоку рідини з швидкою реакцією, придатною для керування процесом, і загальну кількість також можна отримати за допомогою функції накопичення.
(2) Точність
Рівень точності витратоміра вказується в межах певного діапазону витрати. Якщо він використовується за певних умов або у відносно вузькому діапазоні потоку, наприклад, він змінюється лише в невеликому діапазоні, то його точність вимірювання буде знижена. вище зазначеного класу точності. Якщо турбінний витратомір використовується для вимірювання нафти в бочках і розподілу, коли клапан повністю відкритий, швидкість потоку в основному є постійною, і його точність може бути покращена від {{0}}.5 до 0,25.
Використовується для товарного обліку, складсько-транспортних прийомів і матеріального балансу. Якщо потрібна висока точність вимірювання, слід враховувати довговічність вимірювання точності. Як правило, витратомір використовується у вищевказаних випадках, а рівень точності має бути 0.2. На таких робочих місцях стандартне вимірювальне обладнання (наприклад, об’ємні трубки) зазвичай обладнано на місці для проведення онлайн-виявлення використовуваних витратомірів. В останні роки, у зв’язку зі збільшенням напруги сирої нафти та високими вимогами до різних агрегатів для вимірювання сирої нафти, пропонується впровадження коефіцієнта передачі для вимірювання сирої нафти, тобто на додаток до періодичної перевірки витратоміра кожні шість дві сторони торгової передачі ведуть переговори кожні 1 або 2 місяці. Витратомір перевіряється щомісяця для визначення коефіцієнта потоку, а дані обчислюються відповідно до даних, виміряних витратоміром, і коефіцієнта потоку витратоміра для передачі до покращити точність витратоміра, також відомий як передача з нульовою помилкою.
Рівень точності зазвичай визначається відповідно до допустимої похибки витратоміра. Це вказано в інструкціях до витратомірів, які надаються кожним виробником. Важливо відзначити, чи відноситься відсоток помилки до відносної помилки чи помилки цитування. Відносна похибка - це відсоток від виміряного значення, зазвичай виражений у вигляді «відсотків R». Еталонна похибка відноситься до верхньої межі вимірювання або відсотка діапазону, який зазвичай використовується як "відсоток FS". У багатьох інструкціях виробників цього не вказано. Наприклад, поплавкові витратоміри зазвичай використовують опорні похибки, а деякі моделі електромагнітних витратомірів також використовують опорні похибки.
Якщовитратомірне просто вимірює загальну кількість, але використовується в системі керування потоком, точність витратоміра виявлення має визначатися згідно з вимогами до точності контролю всієї системи. Тому що вся система не тільки має помилку виявлення потоку, але також включає помилку та різні фактори впливу на передачу сигналу, регулювання керування, виконання операції тощо. Наприклад, якщо в операційній системі існує різниця гістерезису приблизно в 2 відсотки, неекономно та нерозумно визначати надмірно високу точність (вище рівня 0.5) для використовуваного вимірювального приладу. Що стосується самого приладу, точність між датчиком і вторинним інструментом також має бути належним чином узгоджена. Наприклад, проектна похибка трубки середньої швидкості без фактичного калібрування становить від ±2,5 відсотка до ±4 відсотка з 0.2 відсотками Манометр диференціального тиску з високою точністю ~0.5 відсоток не має великого значення.
Інша проблема полягає в тому, що рівень точності, визначений для витратоміра в процедурах повірки або посібнику виробника, відноситься до допустимої похибки витратоміра. Однак через вплив змін умов навколишнього середовища, умов потоку рідини та динамічних умов, коли витратомір використовується в полі, виникнуть деякі додаткові похибки. Таким чином, витратомір, який використовується в польових умовах, має бути комбінацією допустимої похибки та додаткової похибки самого приладу. Цю проблему необхідно розглянути всебічно. Іноді похибка в діапазоні середовища використання на місці може перевищувати допустиму похибку витратоміра.
(3) Повторюваність
Повторюваність визначається принципом роботи самого витратоміра і якістю виготовлення. Це важливий технічний показник у використанні витратоміра і тісно пов'язаний з точністю витратоміра. Як правило, у вимогах до продуктивності вимірювання в регламенті повірки вказується не тільки рівень точності для витратоміра, але також вказується повторюваність. /3-1/5.
Повторюваність зазвичай визначається як узгодженість кількох вимірювань в одному напрямку для певного значення витрати протягом короткого періоду часу за умови, що умови навколишнього середовища та параметри середовища залишаються незмінними. Однак у практичних застосуваннях на повторюваність витратоміра часто впливають зміни параметрів в'язкості та густини рідини. Іноді зміни цих параметрів не досягли рівня, який потребує спеціальної корекції, що може бути прийнято за погану повторюваність витратоміра. . Зважаючи на цю ситуацію, слід вибрати витратомір, нечутливий до змін цього параметра. Наприклад, на ротаметр легко впливає щільність рідини. На витратоміри малого діаметра впливає не тільки щільність рідини, але також може впливати в'язкість рідини; якщо турбінний витратомір використовується в діапазоні високої в'язкості, це впливає на в'язкість; деякі не були виправлені. Обробленоультразвукові витратомірина них впливає температура рідини тощо. Цей ефект може бути більш вираженим, якщо вихідний сигнал витратоміра є нелінійним.
(4) Лінійність
Вихід витратоміра в основному має два види лінійного та нелінійного квадратного кореня. Взагалі кажучи, нелінійна похибка витратоміра не вказується окремо, але входить до похибки витратоміра. Для витратомірів із загалом широким діапазоном витрат вихідний сигнал є імпульсним і використовується для загального накопичення, лінійність є важливим технічним показником. Якщо один коефіцієнт вимірювача використовується в межах його діапазону потоку, коли лінійність погана, це призведе до зниження точності витратоміра. Наприклад, турбінний витратомір приймає коефіцієнт вимірювача в діапазоні витрати 10:1, і його точність буде нижчою, якщо лінійність погана. З розвитком комп'ютерних технологій діапазон його потоку можна розбити на сегменти і підібрати методом квадратів. Крива коефіцієнта витратоміра коригує витратомір, тим самим покращуючи точність витратоміра та розширюючи діапазон витрати.
(5) Верхня межа потоку та діапазон потоку
Верхній потік також відомий як повний потік або потік витратоміра. Коли ми вибираємо діаметр витратоміра, його слід налаштувати відповідно до діапазону потоку, який використовується трубопроводом, який перевіряється, і верхньої та нижньої швидкості потоку вибраного витратоміра. Його неможливо просто підібрати по діаметру трубопроводу.
Взагалі кажучи, проектна витрата рідини в трубопроводі визначається відповідно до економічної витрати. Якщо вибір занадто низький, діаметр труби буде товстим, а інвестиції будуть великими; якщо вибір занадто високий, потужність передачі буде великою, а експлуатаційні витрати збільшаться. Наприклад, економічна швидкість потоку рідин з низькою в’язкістю, наприклад води, становить 1.5-3м/с, а рідин з високою в’язкістю – 0.2-1м/с. Швидкість потоку у верхній частині потоку більшості витратомірів близька до або перевищує економічну швидкість потоку трубопроводу. Тому при виборі витратоміра його діаметр такий же, як у трубопроводу, і установка більш зручна. Якщо вони не однакові, великої різниці не буде. Як правило, специфікації верхньої та нижньої суміжних передач можуть бути з’єднані редукторними трубами.
При виборі витратомірів слід звернути увагу на різні типи витратомірів, у яких верхня межа витрати або верхня межа витрати значно відрізняються через обмеження принципу вимірювання та конструкції відповідних витратомірів. Взявши, наприклад, витратомір рідини, швидкість потоку верхньої межі потоку зазвичай становить від 0.5 до 1,5 м/с для скляного поплавкового витратоміра, від 2,5 до 3,5 м/с для об’ємного витратоміра, і між 5,5 і 3,5 м/с для вихрового витратоміра. Між 7,5 м/с,електромагнітний витратомірстановить від 1 до 7 м/с або навіть від 0.5 до 10 м/с.
Верхня межа швидкості потоку рідини також повинна враховувати, що явище кавітації не може бути створено, оскільки швидкість потоку занадто висока. Розташування явища кавітації - це, як правило, положення швидкості потоку та статичного тиску. Щоб запобігти утворенню кавітації, часто необхідно контролювати протитиск витратоміра (потік).
Слід також зазначити, що верхня межа витратоміра не може бути змінена після замовлення, як, наприклад, об’ємний витратомір або ротаметр. Після того, як витратомір диференціального тиску, такий як діафрагма дросельного пристрою, сконструйовано та визначено, його нижня межа витрати не може бути змінена, а зміна верхньої межі витрати може бути змінена шляхом регулювання датчика диференціального тиску або заміни датчик перепаду тиску. Наприклад, для деяких моделей електромагнітних витратомірів або ультразвукових витратомірів деякі користувачі можуть самостійно скинути верхню межу витрати.
(6) Ступінь діапазону
Ступінь діапазону - це відношення верхньої межі витрати і нижньої межі витрати витратоміра. Чим більше значення, тим ширший діапазон витрати. Погонні метри мають широкий діапазон, як правило, 1:10. Діапазон нелінійних витратомірів всього 1:3. Для витратомірів, які зазвичай використовуються для контролю процесу або обліку передачі на зберігання, якщо потрібен широкий діапазон витрати, не вибирайте витратомір із малим діапазоном.
Наразі, щоб розширити діапазон потоку своїх витратомірів, деякі виробники підвищили швидкість потоку до верхньої межі потоку дуже високо в посібнику з експлуатації, наприклад, кількість рідини збільшено до 7-10 м/м/ с (зазвичай 6 м/с); газ збільшується до 50- 75м/с (зазвичай 40~50)м/с); фактично така висока швидкість потоку непридатна. Насправді, ключ до широкого діапазону полягає в тому, щоб мати нижню нижню межу витрати для задоволення потреб вимірювання. Тому більш практичним є широкодіапазонний витратомір із низькою нижньою межею витрати.
(7) Втрата тиску
Втрата тиску, як правило, означає, що датчик потоку створює непоправну втрату тиску, яка змінюється залежно від потоку через статичні чи активні елементи виявлення, встановлені в каналі потоку або зміни напрямку потоку, і його значення іноді може досягати десятків кілопаскалів. Тому витратомір слід вибирати відповідно до допустимих втрат тиску витрати, визначених пропускною здатністю системи трубопроводу та тиском на вході витратоміра. Неправильний вибір обмежить потік рідини та призведе до надмірної втрати тиску та вплине на ефективність потоку. Деякі рідини (вуглеводневі рідини з високим тиском парів) також повинні знати, що надмірне падіння тиску може спричинити кавітацію та випаровування рідкої фази, знижуючи точність вимірювання або навіть пошкоджуючи витратомір. Наприклад, витратомір для подачі води з діаметром труби більше 500 мм повинен враховувати збільшення витрат на перекачування, викликане надмірними втратами енергії через втрату тиску. Відповідно до відповідних звітів, вартість насоса витратоміра з більшою втратою тиску для вимірювання часто перевищує вартість придбання витратоміра з низькою втратою тиску та вищою ціною.
(8) Характеристики вихідного сигналу
Вихідний і відображуваний обсяг витратоміра можна розділити на:
① Потік (об’ємний або масовий потік); ② Всього; ③ Середня швидкість потоку; ④ Точкова швидкість потоку. Деякі витратоміри видають аналогові величини (струм або напруга), тоді як інші видають імпульсні величини. Аналоговий вихід, як правило, вважається придатним для керування процесом і більше підходить для підключення до блоків контуру керування, таких як регулюючі клапани; імпульсний вихід більше підходить для загального та високоточного вимірювання витрати. Імпульсний вихід сигналу на велику відстань має вищу точність передачі, ніж аналоговий вихід. Режим і амплітуда вихідного сигналу також повинні мати можливість адаптуватися до іншого обладнання, такого як інтерфейси керування, процесори даних, пристрої сигналізації, схеми захисту від розриву ланцюга та системи передачі даних.
(9) Час відгуку
У разі застосування пульсуючого потоку необхідно звернути увагу на реакцію витратоміра на зміну кроку потоку. Деякі програми вимагають, щоб вихідний сигнал витратоміра слідував за потоком рідини, тоді як інші вимагають більш повільного вихідного сигналу, щоб отримати складене середнє значення. Перехідні реакції часто виражаються в термінах постійних часу або частот відповіді, перші коливаються від кількох мілісекунд до кількох секунд, а другі – нижче сотень Гц. Використання дисплея може значно збільшити час відгуку. Загальноприйнято вважати, що асиметрія динамічного відгуку витратоміра при збільшенні або зменшенні швидкості потоку прискорить збільшення похибки вимірювання витрати.
2. Характеристики рідини
При вимірюванні витрати на різні витратоміри завжди впливає один або кілька параметрів фізичних властивостей рідини, тому фізичні властивості рідини значною мірою впливатимуть на вибір витратоміра. Таким чином, обраний метод вимірювання та витратомір повинні не тільки адаптуватися до властивостей рідини, що вимірюється, але також враховувати вплив зміни фізичних властивостей рідини на інший параметр під час процесу вимірювання. Наприклад, вплив зміни температури на в'язкість рідин.
Загальними властивостями рідини є щільність, в'язкість, тиск пари та інші параметри. Ці параметри зазвичай можна знайти в посібнику для оцінки адаптованості різних параметрів рідини та вибору витратомірів відповідно до умов використання. Але є також деякі властивості, які неможливо знайти. Такі як корозія, накип, забивання, фазовий перехід і змішуваний стан.
(1) Температура і тиск рідини
Ретельно аналізуйте робочий тиск і температуру рідини у витратомірі, особливо під час вимірювання газу, зміни температури і тиску викликають надмірні зміни щільності, і вибраний метод вимірювання може бути змінений. Наприклад, коли температура і тиск впливають на продуктивність, наприклад на точність вимірювання потоку, слід внести поправки на температуру або тиск. Крім того, міцність конструкції та матеріал корпусу витратоміра також залежать від температури та тиску рідини. Тому значення і величини температури і тиску необхідно знати точно. При значних коливаннях температури і тиску слід ретельно вибирати.
Слід також зазначити, що при вимірюванні газу необхідно підтвердити, що значення його об'ємної витрати є температурою і тиском в робочому стані або температурою і тиском в стандартному стані.
(2) Щільність рідини
Для рідин щільність відносно постійна в більшості застосувань, за винятком великих змін температури, як правило, корекція щільності не потрібна. У газових системах діапазон і лінійність витратоміра залежать від щільності газу. Як правило, для вибору необхідно знати значення за стандартних умов і робочих умов. Існує також перетворення значення стану потоку в деяке визнане еталонне значення, яке широко використовується при зберіганні та транспортуванні нафти. Гази низької щільності можуть бути складними для деяких методів вимірювання, особливо для інструментів, які використовують імпульс газу для штовхання датчика виявлення (наприклад, турбінні витратоміри).
(3) В'язкість
В'язкість різних рідин коливається в широких межах і значно змінюється при зміні температури. Газ різний, різниця в’язкості між різними газами невелика, і її значення, як правило, нижче. І не буде істотно змінюватися через перепади температури і тиску. Тому що в'язкість рідини набагато вища, ніж газу. Наприклад, при 20 градусах і 100 кПа динамічна в’язкість води становить Па·с, тоді як динамічна в’язкість повітря дорівнює Па·с, тому вплив в’язкості необхідно враховувати для рідин, тоді як в’язкість газів не настільки важлива. як рідини.
Вплив в'язкості на різні типи витратомірів різний. Наприклад, значення потоку електромагнітних витратомірів, ультразвукових витратомірів і масових витратомірів Коріоліса знаходиться в широкому діапазоні в’язкості, на який можна вважати, що в’язкість рідини не впливає. ; Характеристики похибки об'ємних витратомірів пов'язані з в'язкістю і можуть незначно змінюватися; тоді як ротаметри, турбінні витратоміри та вихрові витратоміри мають більший вплив, коли в’язкість перевищує певне значення, і їх не можна використовувати.
Характеристики деяких витратомірів описуються числом Рейнольдса труби як параметром, а число Рейнольдса труби є функцією в'язкості рідини, щільності та швидкості труби. Тому в'язкість все одно впливає на характеристики приладу.
В’язкість також є параметром, за допомогою якого можна розрізняти ньютонівські та неньютонівські рідини, і більшість методів вимірювання витрати та витратомірів підходять лише для ньютонівських рідин. Усі гази є ньютонівськими рідинами. Більшість рідин, а також рідини, що містять невелику кількість сферичних частинок, також є ньютонівськими рідинами. Методи вимірювання та витратоміри, які застосовуються лише до ньютонівських рідин, впливатимуть на вимірювання, якщо застосовувати їх до неньютонівських рідин. Тому ньютонівська рідина є важливою умовою для нормального використання вимірювання потоку рідини.
Вплив в'язкості на асортимент різних типів витратомірів неоднаковий. Як правило, в'язкість об'ємних витратомірів збільшується, а діапазон розширюється. Турбінний витратомір і вихровий витратомір протилежні, в'язкість збільшується, а діапазон зменшується. Таким чином, при оцінці придатності рідини слід враховувати температурно-в’язкісні характеристики рідини.витратомір.
Деякі неньютонівські рідини (такі як буровий розчин, целюлоза, шоколад і фарба) мають складні стани течії, і важко судити про їхні властивості. До вибору витратоміра слід підходити уважно.
(4) Хімічна корозія та утворення накипу
① Проблеми хімічної корозії
Проблема хімічної корозії рідини іноді може бути вирішальним фактором у виборі методу вимірювання та використання витратомірів. Наприклад, деякі рідини викликають корозію контактних частин витратоміра, забруднюючи або відкладаючи кристали на поверхні, а також електролітична хімія на поверхні металевих частин, що зменшує продуктивність і термін служби витратоміра. Тому, щоб вирішити проблему хімічної корозії та утворення накипу, виробники застосували багато методів, таких як вибір антикорозійних матеріалів або вжиття антикорозійних заходів на конструкції витратоміра, наприклад, діафрагми дросельного пристрою. виготовлений з керамічних матеріалів, а швидкість потоку металевого поплавця становить. Однак для витратомірів із більш складною структурою, таких як об’ємні витратоміри та турбінні витратоміри, неможливо вимірювати корозійні рідини. Деякі витратоміри мають стійкість до корозії або їх легко визначити з принципової конструкції. Зонд перетворювача ультразвукового витратоміра встановлений на зовнішній стінці трубопроводу і не контактує з вимірюваною рідиною, яка, по суті, є антикорозійною. Електромагнітний витратомір має лише футеровку вимірювальної трубки та пару електродів простої форми, що контактують із рідиною. В останні роки деякі конструкції не контактують електроди з рідиною, що також є антикорозійним заходом.
② Масштабування
Через утворення накипу або кристалізації в порожнині витратоміра та датчику потоку зазор між рухомими частинами витратоміра буде зменшено, а чутливість або ефективність вимірювання чутливих елементів витратоміра буде зменшено. Наприклад, на ультразвукових витратомірах шар забруднення може перешкоджати ультразвуковому випромінюванню. У застосуваннях електромагнітних витратомірів непровідний шар накипу ізолює поверхні електродів і робить витратомір непрацездатним. Тому деякі витратоміри часто використовують обігрів за межами датчика витрати, щоб запобігти випаданню кристалізації або встановити пристрій для видалення накипу.
Результатом хімічної корозії та утворення накипу є зміна шорсткості внутрішньої стінки тестової труби, а шорсткість вплине на розподіл швидкості потоку рідини. Тому користувачам рекомендується звернути увагу на цю проблему. Наприклад, труби, які використовувалися багато років, слід очистити та видалити накип.
Корозія та забруднення впливають на зміни вимірювання потоку, які залежать від типу витратоміра. Нижче наведено ультразвуковий витратомір та електромагнітний витратомір як приклади для ілюстрації результатів через ефект утворення накипу в трубопроводі. Наприклад, для трубопроводу з внутрішнім діаметром 50мм, масштабування внутрішньої стінки або осадження 0.1-0.2 мм зменшить площу вимірювального трубопроводу на {{ 8}}.4 відсотка -0.6 відсотка, отримана помилка буде відхиленням, яке не можна ігнорувати для витратоміра класу 0.5 до 1,0.
(5) Коефіцієнт стиснення
Коефіцієнт стиснення газу z - це відношення фактичного питомого об'єму до «об'єму» певної маси газу при тих же температурі і тиску. Загалом, для газу z=0; фактичний газ z може бути більше 1 або менше 1. Величина відхилення z від 1 вказує ступінь, до якої фактичний газ відхиляється від газу. Значення стисливості газу z залежить від виду або складу, температури, тиску. Тому вимірювання газу повинно отримувати густину рідини в робочому стані через коефіцієнт стисливості. Щільність обчислюється за температурою, тиском і стисливістю для рідин із фіксованими компонентами. Якщо рідина є багатокомпонентною (наприклад, для вимірювання природного газу) і працює поблизу (або в) надкритичній області, для вимірювання густини в режимі онлайн потрібен онлайновий густиномір.
3. Установка витратоміра
1. Питання, які потребують уваги під час встановлення
Проблеми встановлення мають різні вимоги до витратомірів різних принципів. Для деяких витратомірів, таких як витратоміри диференціального тиску та швидкісних витратомірів, згідно з правилами, певна довжина або довга пряма ділянка труби повинні бути обладнані перед і після витратоміра, щоб забезпечити повний потік рідини перед вхідним кінцем витратоміра. розроблений. . У той час як інші витратоміри, такі як об’ємні витратоміри, поплавкові витратоміри тощо, не пред’являють вимог до довжини прямолінійних ділянок труб або мають нижчі вимоги.
Деякі витратоміри мають певні похибки через вплив монтажу. Наприклад, коріолісові масові витратоміри принесуть великі похибки у використанні через вплив напруги установки. Проблеми з використанням ретроспективних витратомірів не обов'язково можуть бути пов'язані з проблемами самого витратоміра, і багато ситуацій спричинені поганим встановленням. Поширені проблеми:
① Переверніть вхідну поверхню діафрагми витратоміра диференціального тиску;
② Датчик потоку встановлено в місці з поганим профілем розподілу швидкості потоку;
③ Небажані фази існують в імпульсній трубі, підключеній до пристрою перепаду тиску;
④ Витратомір встановлений у шкідливому середовищі або у недоступному місці;
⑤ Напрямок потоку витратоміра встановлено неправильно;
⑥ Витратомір або лінія передачі електричного сигналу знаходяться під сильним електромагнітним полем;
⑦ Встановіть витратомір, чутливий до вібраційних перешкод, на трубопроводі з вібрацією;
⑧ Відсутність необхідних захисних аксесуарів.
2. Умови монтажу
При використанні витратоміра слід звернути увагу на адаптивність і вимоги до умов встановлення, головним чином з таких аспектів, як напрямок встановлення витратоміра, напрямок потоку рідини, конфігурація трубопроводів вище та нижче за течією, клапан положення, захисні аксесуари, вплив пульсуючого потоку, вібрація, електричні перешкоди та технічне обслуговування витратомірів тощо.
① Розводка трубопроводів на місці
Зверніть увагу на напрямок встановлення витратоміра під час підключення трубопроводу на місці. Оскільки напрямок встановлення витратоміра зазвичай поділяється на вертикальний і горизонтальний спосіб встановлення, існують відмінності в продуктивності вимірювання витрати для цих двох методів встановлення. Наприклад, вертикальний низхідний потік рідини спричинить додаткову силу для датчика витратоміра, що вплине на продуктивність витратоміра та зменшить лінійність і повторюваність витратоміра. Напрямок установки витратоміра також залежить від фізичних властивостей рідини. Наприклад, в горизонтальному трубопроводі можуть випадати тверді частинки, тому витратомір, який вимірює цей стан, встановлюється у вертикальному трубопроводі.
② Напрямок потоку рідини
Ця проблема схожа на напрямок установки витратоміра. Оскільки деякі витратоміри можуть працювати лише в одному напрямку, зворотний потік призведе до пошкодження витратоміра. Використання подібних витратомірів також передбачає можливість зворотного потоку в разі бездіяльності, що вимагає таких заходів, як встановлення зворотних клапанів для захисту витратоміра. Навіть витратомір, який можна використовувати в обох напрямках, може мати деякі відмінності в продуктивності вимірювання між прямим і зворотним ходом, і його слід використовувати відповідно до вказівок виробника.
③ Передня та нижня частини прямої труби витратоміра
Оскільки на витратомір впливатиме стан потоку на вході трубопроводу, арматура трубопроводу також створюватиме збурення потоку. Збурення потоку зазвичай включає вихровість і спотворення профілю розподілу швидкості потоку. Існування вихору, як правило, зумовлено наявністю двох або більше просторових (стерео) ліктів, спричинених. Спотворення профілю швидкості зазвичай викликане локальними перешкодами в фітингах труб (наприклад, клапанах) або колінах. Ці наслідки необхідно зменшити за допомогою прямолінійних ділянок відповідної довжини або встановлення кондиціонерів потоку. На додаток до розгляду впливу з’єднувальних з’єднань витратоміра, ви також можете враховувати вплив комбінації з’єднувальних з’єднань, розташованих вище за течією, оскільки вони можуть створювати різні джерела перешкод, тому переконайтеся, що відстань між джерелами перешкод є якомога більшою, щоб зменшити їх вплив. Наприклад, частково відкритий клапан слід відразу після одного вигину.
Прямий відрізок труби також необхідний після витратоміра, щоб зменшити вплив потоку вниз за потоком.
Для об’ємних витратомірів і масових витратомірів Коріоліса на них не впливають асиметричні профілі потоку; турбінні витратоміри слід використовувати для мінімізації завихрення; Електромагнітні витратоміри та витратоміри диференціального тиску повинні обмежувати вихровість до дуже малого в діапазоні.
Кавітація та конденсація викликані нерозумним розташуванням труб, уникаючи різких змін діаметра та напрямку труби. Погане розташування трубопроводів також може спричинити пульсацію.
④ Діаметр труби та вібрація труби
Деякі типи витратомірів не мають широкого діапазону діаметрів труб, тому занадто великий або занадто малий обмежить вибір різновидів витратомірів. Щоб виміряти швидкість потоку з низькою або високою швидкістю потоку, ви можете вибрати витратомір з діаметром, відмінним від діаметра труби, і ви можете використовувати редуктор для підключення, щоб змусити витратомір працювати в зазначеному діапазоні. Якщо швидкість потоку перевищує діапазон, якщо швидкість потоку занадто низька, похибка витратоміра збільшиться, і похибка витратоміра може збільшитися.
Деякі витратоміри, такі як вихрові витратоміри та масові витратоміри Коріоліса п’єзоелектричних детекторів, чутливі до механічних коливань і легко порушуються вібрацією трубопроводу. Слід звернути увагу на конструкцію опор на трубопроводах до і після витратоміра. На додаток до використання елімінаторів пульсації для усунення ефектів пульсації слід також звернути увагу на те, щоб всі встановлені витратоміри знаходилися подалі від джерел вібрації або пульсації.
⑤ Монтажне положення клапана
Регулюючий та запірний клапани встановлюються в трубопроводі, де встановлено витратомір. Щоб уникнути деяких порушень розподілу швидкості потоку та кавітації, спричинених клапаном, і впливати на вимірювання витратоміра, загальний регулюючий клапан слід встановити за витратоміром, а регулюючий клапан слід встановити в витратомірі. Протитиск витратоміра також можна збільшити за потоком, щоб зменшити можливість кавітації всередині витратоміра.
Запірний клапан призначений для ізоляції витратоміра від рідини в лінії для полегшення обслуговування. Верхній клапан має бути достатньо далеко від витратоміра. Коли витратомір працює, передній клапан має бути повністю відкритий, щоб уникнути таких перешкод, як спотворення розподілу витрати.
⑥ Захисні аксесуари
Установка захисних аксесуарів є захисним заходом для забезпечення нормальної роботи витратоміра. Наприклад, в об'ємних витратомірах ітурбінні витратоміри, деяке необхідне обладнання, таке як фільтри, як правило, потрібно встановити нагорі. Усе це обладнання має бути встановлене таким чином, щоб не впливати на використання витратоміра.
⑦ Електричне підключення та електромагнітні перешкоди
В даний час більшість систем вимірювання витрати, будь то сам витратомір або його аксесуари, мають електронне обладнання, тому використовуване джерело живлення має відповідати витратоміру. Якщо вихідний рівень витратоміра низький, слід використовувати попередній підсилювач, який підходить для навколишнього середовища. На вихідний сигнал деяких типів витратомірів легко впливають потужні перемикаючі пристрої, що викликає коливання вихідних імпульсів витратоміра та впливає на продуктивність витратоміра. Наприклад, сигнальний кабель має бути якомога далі від кабелю живлення та джерела живлення, щоб зменшити електромагнітні та радіочастотні перешкоди. вплив.
⑧ Пульсуючий потік і непостійний потік
На додаток до використання елімінаторів пульсації слід звернути увагу на те, щоб всі встановлені витратоміри знаходилися подалі від джерел пульсації. Загальні джерела пульсації включають насоси з фіксованим об’ємом, поршневі компресори, коливальні клапани або регулятори, вихрові потяги та інші гідравлічні коливання. Як правило, витратоміри диференціального тиску мають пульсуючу похибку витрати, а турбінні витратоміри тавихрові витратоміритакож мають помилки пульсуючого потоку. Нестаціонарний потік – це потік, який змінюється з часом, а повільна пульсація – окремий випадок нестаціонарного потоку. Наприклад, повільні пульсації, викликані роботою великого регулюючого клапана.
Витратомір може обробляти ефекти пульсації датчика потоку та вторинного приладу відображення окремо. Встановіть датчик потоку подалі від джерела пульсації або встановіть фільтр низьких частот, такий як демпфер (для рідин) або дросель (для газу) у системі трубопроводу, щоб зменшити ступінь пульсації. Прилад вторинного відображення може вибрати витратомір з хорошими характеристиками відгуку (наприклад, електромагнітний витратомір, ультразвуковий витратомір), щоб збільшити демпфування, і виміряти параметри пульсації, щоб оцінити додаткову похибку пульсації.
4. Вимоги до екологічного стану
У процесі вибору витратомірів не слід ігнорувати навколишні умови та відповідні зміни, такі як температура навколишнього середовища, вологість, безпека та електричні перешкоди.
① Температура навколишнього середовища
Зміна температури навколишнього середовища може вплинути на електронну частину витратоміра та частину датчика витрати. Наприклад, зміни температури можуть впливати на зміни розміру датчика, теплообмін через корпус витратоміра, зміни щільності та в’язкості рідини тощо. Коли температура навколишнього середовища впливає на електронні компоненти приладу відображення, параметри компонентів будуть змінені. Датчик потоку та вторинний прилад відображення повинні бути встановлені в різних місцях, наприклад, допоміжний прилад відображення повинен бути встановлений у диспетчерській, щоб гарантувати, що електронні компоненти не піддаються впливу температури. Слід сказати, що вплив температури навколишнього середовища не повинен бути одним із основних впливів невизначеності при оцінці загальної невизначеності вимірювання витрати.
② Вологість навколишнього середовища
Атмосферна вологість у навколишньому середовищі також є однією з проблем, що впливають на використання витратоміра. Наприклад, висока вологість прискорить атмосферну та електролітичну корозію та послабить електричну ізоляцію, а низька вологість спричинить статичну електрику. Швидкі зміни температури навколишнього середовища або середовища можуть спричинити проблеми з вологістю, наприклад утворення конденсату на поверхні.
③ Безпека
Витратомір слід вибирати відповідно до відповідних специфікацій і стандартів, щоб бути придатним для використання у вибухонебезпечних середовищах, а місце має відповідати стандартам вибухозахисту.
④Електричні перешкоди
Кабелі живлення, двигуни та електричні вимикачі створюють електромагнітні перешкоди, які можуть спричинити помилки у вимірюванні витрати, якщо не вжити заходів.
5. Економічні міркування
1. Розгляньте вартість придбання витратоміра з економічної точки зору
Купуючи витратомір, слід порівняти економічний вплив різних типів витратомірів на загальну систему вимірювання. Наприклад, витратомір із меншим діапазоном, ніж витратомір із ширшим діапазоном, має охоплюватися кількома паралельними витратомірами та кількома трубопроводами в одному діапазоні вимірювань. Тому, на додаток до витратоміра, необхідно додати багато допоміжного обладнання, такого як клапани та аксесуари для трубопроводів. Зачекайте. Незважаючи на те, що вартість витратоміра знижується на поверхні, інші витрати збільшуються, що є нерентабельним для розрахунку. Наприклад, вартість встановлення діафрагмового витратоміра та диференціального манометра є відносно дешевою, але вартість складання вимірювального контуру, включаючи фіксовані аксесуари діафрагмової пластини, може перевищувати вартість основних частин.
2. Вартість монтажу
Купуючи витратомір, слід враховувати не лише вартість придбання витратоміра, але й інші витрати, такі як вартість придбання аксесуарів, вартість встановлення та введення в експлуатацію, вартість обслуговування та регулярних перевірок, експлуатаційна вартість і вартість запасних частин.
Наприклад, багатовитратоміриповинні бути обладнані відносно довгими прямими ділянками труби, щоб забезпечити ефективність вимірювання. Таким чином, належне встановлення вимагає встановлення додаткових труб або байпасних труб для регулярного обслуговування. Таким чином, плату за встановлення слід розглядати розумно з багатьох аспектів, таких як запірний клапан, фільтр та інші допоміжні витрати, необхідні для роботи.
3. Операційні витрати
Експлуатаційні витрати витратоміра - це в основному енергоспоживання під час роботи, включаючи внутрішнє енергоспоживання електричного приладу або енергоспоживання джерела повітря пневматичного приладу та енергію, споживану для проштовхування рідини через прилад під час процесу вимірювання. , тобто насос, який долає втрату тиску, викликану приладом через вимірювання. Витрати на доставку тощо. Наприклад, велика частина диференціального тиску, створюваного витратомірами диференціального тиску, не може бути відновлена, а об’ємні витратоміри та турбінні витратоміри також мають значний опір. Тільки повноканальний, безперешкоднийелектромагнітні витратоміриіультразвукові витратомірив основному мають нульову вартість, а вставні витратоміри мають невеликий коефіцієнт блокування для великих діаметрів труб, і їхні втрати тиску можна ігнорувати.
За оцінками, річне споживання енергії накачування витратоміра з діафрагмою диференціального тиску діаметром 100 мм еквівалентно вартості придбання витратоміра. У разі заміни електромагнітного витратоміра вартість придбання еквівалентна лише чотирьом рокам. споживання енергії. Передбачається, що енергоспоживання насоса труби більшого діаметру буде дорожчим. Загальноприйнято вважати, що витратомір з низькою втратою тиску і без втрати тиску слід використовувати якомога частіше для витратомірів, що перевищують 5000 мм. Наприклад, традиційні витратоміри диференціального тиску, що використовуються в проектах водопостачання, рідко використовують діафрагми та використовують трубки Вентурі з низькими втратами тиску. Тепер вони оновлені до електромагнітних витратомірів та ультразвукових витратомірів.
4. Плата за тестування
Плата за тестування визначається відповідно до періоду повірки витратоміра. Для виявлення сирої або рафінованої нафти, яка зазвичай використовується для торговельних розрахунків, на місці часто встановлюють стандартну об’ємну трубку для онлайн-перевірки витратоміра.
5. Витрати на технічне обслуговування та витрати на запасні частини тощо.
Вартість технічного обслуговування - це вартість, необхідна для підтримки нормальної роботи вимірювальної системи після введення витратоміра в експлуатацію, головним чином включаючи вартість технічного обслуговування та запасних частин. Витратоміри з рухомими частинами потребують додаткового обслуговування, наприклад регулярної заміни зносостійких підшипників, валів, полозів, шестерень трансмісії тощо; витратоміри без рухомих частин також потребують перевірки, наприклад, звичайний геометричний метод вимірювання для перевірки витратоміра з діафрагмою.
Вартість запасних частин зросте, оскільки продуктивність витратоміра покращиться. При виборі витратоміра слід враховувати збільшення вартості закупівлі запасних частин, особливо витратоміра, імпортованого з-за кордону, а іноді весь витратомір часто замінюється через складність зносу запчастин.
6. Вибір методів вимірювання та витратомірів
У попередніх розділах йдеться про вибір загальних витратомірів. У цьому розділі як приклад наведено вибір витратомірів для вимірювання витрати суспензії, великої витрати рідини та пари.
1. Вибір вимірювання витрати суспензії
Зі списку вибору витратомірів додаткові витратоміри, які можна використовувати для суспензії волокнистих частинок, включають: витратоміри диференціального тиску, включаючи коліна, клиноподібні трубки, електромагнітні витратоміри, доплерівські ультразвукові витратоміри, вихровий витратомір, цільовий витратомір, масовий витратомір Коріоліса тощо. для поточного використання побутових витратомірів і продуктивності вимірювання різних витратомірів, електромагнітні витратоміри є першим вибором для вимірювання потоку шламу, якщо виміряний шлам не є електропровідним або містить феромагнітні частинки, а систему вимірювального трубопроводу не можна розрізати. вимкнено на Лише коли підключено датчик витрати, вибираються інші витратоміри. Згідно з повідомленнями, багаторічний досвід застосування у вимірюванні витрати водовугільної суспензії з вмістом пилу вугілля до 65 відсотків вважається кращим, ніж електромагнітні витратоміри.
Витратоміри диференціального тиску можна використовувати для вимірювання шламу. На додаток до колін, клиноподібних і кільцевих труб, датчик перепаду тиску також можна використовувати для круглих діафрагм та ексцентричних діафрагм, коли тверда фаза невелика. Для вимірювання також використовують трубки Вентурі. .
Ультразвуковий доплерівський витратомір можна вимірювати без відрізання труби та затискання ультразвукового перетворювача (зонда) зовні труби, але точність вимірювання не висока.
Вихровий витратомір може вимірювати лише тверді речовини, що містять невелику кількість порошку, а твердий вміст великий або волокнистий спричинить шум і не може бути використаний.
Цільовий витратомір використовується для потоку рідини, наприклад важкої нафти або залишкової нафти, що містить пиловугільний порошок, і використовується цільовий витратомір деформації.
Коріолісові масові витратоміри мають досвід вимірювання суспензії в зарубіжних країнах, і, як правило, їх прямотрубні вимірювальні труби підходять, але вітчизняного досвіду застосування не так багато.
2. Вибір для вимірювання великої витрати рідини в закритих трубопроводах
Великий потік, згаданий тут, не відноситься до "відносно великого потоку", коли швидкість потоку труби певного діаметру висока, а великий потік абсолютного значення потоку. Оскільки швидкість потоку рідини, що транспортується трубопроводом, має певний діапазон, економічна швидкість потоку рідини з низькою в'язкістю зазвичай становить 1 ~ 3 м/с. Тому вимірювання «великої витрати», згадане тут, відноситься до вимірювання великої витрати в трубопроводі.
Взагалі кажучи, витратомір з діаметром труби нижче DN300 називається витратоміром малого та середнього діаметра труби, витратомір вище DN300~ DN400 називається витратоміром великого діаметра труби, а витратомір вище DN1200 називається витратоміром надзвичайно великого діаметра труби. Зазвичай вимірювання потоку рідини в трубах надвеликого діаметру - це в основному вода, а крім води, є нафтопродукти. Як правило, витратоміри великого діаметру включають витратоміри диференціального тиску, електромагнітні витратоміри, ультразвукові витратоміри та вставні витратоміри. Існують також об’ємні витратоміри та турбінні витратоміри для DN300~DN500.
(1) Умови встановлення
Умови встановлення головним чином залежать від того, чи дозволяє метод вимірювання перекрити потік труби та призупинити роботу, чи дозволено свердлити отвори в трубі та чи дозволено перекрити потік труби до встановити датчик потоку.
Якщо датчик потоку дозволяє перекривати потік труби, можна вибрати електромагнітні витратоміри, ультразвукові витратоміри з вимірювальними ділянками труб, об’ємні витратоміри та турбінні витратоміри.
Екстраполяційний перетворювачультразвукові витратоміриі вставні витратоміри можна вибрати, якщо допускається свердління отворів у трубопроводі.
Якщо зазначені вище вимоги не відповідають вимогам, ви можете вибрати лише ультразвуковий витратомір із зовнішнім пристібним перетворювачем.
(2) Вимоги до точності вимірювання
Для передачі на зберігання, що вимагає високої точності вимірювання та непровідних рідин, можна вибрати ультразвукові витратоміри з вимірювальними відрізками труб, багатоканальні ультразвукові витратоміри, об’ємні витратоміри та турбінні витратоміри, а також електромагнітні витратоміри для витратомірів струмопровідних рідин.
Для коефіцієнта регулювання можна вибрати трубку Вентурі диференціального тиску та ультразвуковий витратомір із зовнішнім затискним перетворювачем із меншими вимогами до точності вимірювання. Додатковий вставний витратомір з низькими вимогами до точності вимірювання.
(3) Втрата тиску (вартість енергії насоса)
Витрати на енергію накачування при вимірюванні великого потоку становлять значну частку експлуатаційних витрат на вимірювання витрати, втрати тиску та (витрати енергії накачування), такі як диференціальний тиск Вентурі, об’ємний витратомір і підрахунок потоку турбіни. Меншим є вставний витратомір, а без втрати тискуелектромагнітний витратомір.
3. Вибір вимірювання витрати пари
Вимірювання витрати пари поділяється на дві категорії з точки зору технології вимірювання: одна – це перегріта пара та насичена пара з високим рівнем сухості (сухість x=0.9 або більше), а інша – це насичена пара з низьким рівнем сухості. Першу категорію можна розглядати як однофазну рідину, тоді як останню категорію можна вважати двофазним потоком. Оскільки всі поточні витратоміри підходять лише для однофазних рідин, насичена пара з низьким рівнем сухості потребує подальшого вивчення.
(1) Вимірювання витрати перегрітої пари та насиченої пари високої сухості
Зазвичай використовувані витратоміри: витратомір дросельного перепаду тиску, який досі є основним приладом для вимірювання витрати пари. Наприклад, дроселювальний пристрій, датчик диференціального тиску та триклапанна група інтегровані в інтегрований дроселювальний витратомір. Дросельний витратомір вирішує проблему несправності сигнальної трубки диференціального тиску. Існують також дроселюючі частини посадки, а замість стандартних діафрагм використовуються стандартні форсунки. Оскільки форсунки порівнюються з діафрагмовими пластинами, коефіцієнт витікання форсунок є стабільним, і коефіцієнт витікання не зміниться через тупий край гострого кута. Втрата тиску також нижча, ніж у діафрагми. , як правило, при тій же швидкості потоку та значенні втрата тиску становить приблизно від 30 до 50 відсотків від діафрагми.
Вихровий витратомір вимірює середню температуру, тобто нижче 200 градусів. Варто сказати, що застосування пари стало зрілим. Це тип витратоміра, який зараз зазвичай використовується для вимірювання пари. Однак слід зазначити, що середовище з низькою сухістю призведе до відхилення коефіцієнта приладу від значення виявлення та збільшення похибки вимірювання.
Трубчастий витратомір із рівномірною швидкістю та витратомір з шунтовим ротором все ще можна використовувати у внутрішньому розподільчій системі, де вимоги до точності не надто високі, оскільки використання відносно дешеве та просте, і воно підходить для вимірювання малої та середньої витрати пари .
Для цільового витратоміра електричний і пневматичний передавач цільового потоку, розроблений у Китаї в 1970-х роках, є інструментом виявлення комбінованого приладу з електричним і пневматичним блоком. Оскільки в той час перетворювач сили безпосередньо використовував механізм балансу сил передавача диференціального тиску, він приніс багато недоліків, викликаних самим механізмом балансу сил. Наприклад, низька точність вимірювання, дрейф нульової точки, надійність важільного механізму, низька стабільність. Таким чином, початкові правила JJG 461-1986 «датчик цільового потоку» були сформульовані в 1986 році, тому минуло 25 років. Оскільки електричні та пневматичні перетворювачі цільового потоку практично не виробляються та не використовуються. Оригінальні правила вже непридатні для використання, тому нові
Протокол цільового витратоміра.
Конструкція цільового витратоміра складається з вимірювальної труби, цільової пластини, датчика сили та блоку обробки сигналів. Датчик сили є датчиком тензодатчика, і дисплей обробки сигналу може безпосередньо зчитувати дисплей або виводити стандартний сигнал. Датчик сили складається з циліндричного пружного корпусу та тензодатчика, і може бути внутрішнім або зовнішнім. Коли пружне тіло деформується під дією сили, воно порушує рівновагу моста, що складається з тензодатчиків, виробляючи електричний сигнал, який зводиться до квадрату швидкості потоку.
Принцип його роботи полягає у встановленні цільової пластини перпендикулярно напрямку потоку пучка в прямій ділянці труби постійного поперечного перерізу. Коли рідина проходить навколо пластини мішені, пластина мішені піддається тязі, і величина тяги пропорційна кінетичній енергії рідини та площі пластини мішені. пропорційний. У певному діапазоні чисел Рейнольдса потік через витратомір пропорційний силі, що діє на цільову пластину. Зусилля, яке діє на цільову пластину, визначається датчиком сили.
На прикладі круглої цільової пластини основна формула для розрахунку потоку така:
0ac6fc8d45.png
Сила, що діє на пластину мішені, перетворюється на сигнал струму (4-20) мА або сигнал тиску повітря (20-100кПа) через перетворювач сили, і зв’язок між вихідним сигналом і швидкістю потоку може визначати за наведеною вище формулою.
Оскільки новий цільовий витратомір деформаційного типу має нову структуру та принцип вимірювання, він має відносно кращу перспективу застосування у вимірюванні пари та підходить для вимірювання малої та середньої витрати пари.
(2) Вимірювання витрати насиченої пари низької сухості
Насичена пара, що виробляється загальними промисловими котлами, є насиченою парою з високою сухістю (вище 0,95) на виході, але в процесі транспортування на великі відстані через багато факторів, таких як погане збереження тепла або незбалансоване переривчасте використання пари сухість постійно зростає. падає, і навіть стає вологою парою з високим вмістом води, тобто двофазною рідиною газу та води. Характеристики потоку двофазних рідин принципово відрізняються від однофазних. Коефіцієнти витратоміра або коефіцієнти витоку, виміряні в однофазному потоці, не можуть використовуватися для вимірювань двофазного потоку. Наприклад, коефіцієнт відтоку при випробуванні двофазного потоку діафрагмового витратоміра повинен бути скоригований на сухість. Таким чином, при вимірюванні витрати насиченої пари з низькою сухістю параметр сухості є параметром, який необхідно вимірювати. Шкода, що зрілого сухоміра ще немає. Крім того, поправка на сухість вимірювальних коефіцієнтів інших типів витратомірів не була глибоко вивчена. Тільки розв’язавши цю проблему, можна виміряти швидкість потоку насиченої пари з низьким рівнем сухості.