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    關于蒸汽貿易結算中渦街流量計的應用
    已閱:2193  2011-8-30 17:50:09

    當前,許多在用于蒸汽貿易結算的流量計選型中,由于新型的渦街流量計在測量范圍(量程比)、壓力損失、精度、維護等方面與傳統的差壓式流量計(如孔板、噴嘴等)相比,具備明顯優勢,被越來越多的用戶所選用,但在實際應用中也呈現一些問題:

        1. 無流量時儀表有指示,并且示值較大,導致蒸汽需方的質疑,由此推斷流量計的計量偏   大,產生糾紛。

         由于渦街流量計屬于流體震蕩型流量計,通過對流體震蕩的頻率檢測獲得流量信號,而流量信號的強度與流量的平方成正比,為保證小流量的檢測,必須將流量信號放大數千倍,使得渦街流量計對于蒸汽管道的振動極為敏感,無流量時指示的實際為振動干擾信號,這是渦街流量計在實際應用中最大的問題。為解決蒸汽高溫對于電子線路的危害,一些產品采用傳感器與電子線路分離安裝的結構,由此導致電磁干擾的引入,無流量時指示的實際為電磁干擾信號(常見為50Hz 工頻干擾)

        2. 流量小時,無指示,必須在使用流量達到一定量時才有指示,導致蒸汽供方損失。

    由于渦街流量計對于低于測量下限的流量不予計量,即將低于可測流量下限的流量指示為零。當前,進口產品可測最小流量一般為5.5 /每秒,國內一般產品在7.0 /每秒左右。

    在存在機械振動干擾(常見如機械設備的運行、車輛的駛過等)時,多數渦街流量計是通過舍棄較小的流量來獲得對機械振動干擾的抑制能力,由此導致流量計測量值大大低于實際蒸汽流量。在蒸汽計量中,由于種種技術及人為原因,蒸汽管徑及其配用的流量儀表量程范圍往往較大的偏離原設計,可能導致流速偏低,在此情況之下,可能造成供方較大的經濟損失。

        3. 相比結構簡單、堅固的孔板、噴嘴而言,故障率高,特別是傳感器壽命較短。

    用于蒸汽計量的渦街流量計傳感器主要有應力式、差動電容式、磁敏式

    由于渦街流量計傳感器必須敏感檢測小流量時微小的渦街升力,直接導致傳感器結構限制。

    相比而言,應力式傳感器結構無可動部件、無需機械形變,結構更加可靠,導致此類傳感器失效的主要原因是壓電晶體損壞,特別是高溫導致的壓電晶體破裂、靈敏度下降乃至徹底失去壓電效應,優良的壓電晶體及充裕的溫度余量、適應高溫及溫度沖擊的封裝工藝至關重要。

        4. 傳感器斷裂,危及設備運行安全。

    此類現象多發生于國內產品中,采用外置分離檢測結構的渦街流量計上,主要原因是分離檢測元件結構不合理、材料存在問題。由于渦街力在高流速下極大,且頻率可高達數千赫茲,由此導致金屬材料疲勞斷裂、共振斷裂。

        5. 誤差太大。

    基于渦街流量計原理,可無需采用實際測量介質(如蒸汽)進行標定,儀表系數與被測流體的特性基本無關,由此導致部分渦街流量計廠商未經基本標定即出廠銷售,特別是由于機械加工導致的儀表系數偏差未經校正,產品呈現極大的離散性偏差,而標注的儀表系數則依照樣機制定,直接導致較大的計量誤差。

    部分渦街流量計制造商使用水來標定蒸汽流量計傳感器,而實際上液體流速與蒸汽流速基本處于不同的測量范圍,儀表系數實際存在可高達5%的偏差。

        針對渦街流量計在蒸汽計量方面的難點問題,我公司基于十年以上數萬臺渦街的應用經驗,針對現場問題進行研發,大幅度改善渦街整體性能,令本產品在蒸汽貿易結算上成為更優的選擇。

        1) 創新的傳感器結構及信號處理方式,在渦街流量計怕振動干擾這一世界難題方面取得重大突破,特別在小流量計準確計量方面,具有明顯優勢,本公司產品在振動干擾強度為1g 時仍可保證為/每秒的測量下限,在針對蒸汽計量中常見的實際使用量大大小于設計流量的情況下,確保精確計量。

         當前,市場中,進口渦街流量計測量下限5.5 /每秒,國內產品一般在7.0 /每秒左右。

    渦街流量計是通過對渦街力的檢測來檢測流量。由于渦街力正比于流體流速的平方(例如,/每秒與60 /每秒流速相比,渦街力僅為后者的1/900),因此,在低流量時,渦街力極為微弱,對于市場常見的渦街流量計而言,如將可測最小流速擴展至/每秒,管道輕微振動(人可以憑手感知的振動,強度在0.1g 左右)所產生的力即可能超過渦街所產生的力。

     

    為避免渦街流量計因振動干擾而導致的無流量時有指示,當前產品的通常作法是適

    當減小電路的放大倍數,令渦街流量計對小的力(包括低流量時的渦街力、小的振動產生的力)不敏感,由此導致渦街流量計可以測量的下限提升,不能檢測小流量。在振動強度增大時,傳感器所接收到的干擾正比增大,為保證測量,只能進一步提高測量下限。在振動強度達到0.5g 以上后,為保證無流量時無指示,可能須將低于20 /每秒的流速全部舍去,導致渦街流量計的計量大幅度降低,造成蒸汽供應方的較大損失。

    相反,如果不提高測量下限,將信號幅度小于振動干擾的流量舍棄,則會導致渦街流量計在無流量時也有指示,這是蒸汽需方所難以接受的,導致計量糾紛的發生。

    基于以上原因,在采用渦街進行蒸汽貿易結算時,常發現渦街流量計在實際使用時,明顯不準確,但拆下到技監局標定時又發現很準確,造成這種常見現象的原因在于技監局的標定裝置上沒有振動干擾。

    基于優良的干擾抑制能力,我們的產品在銷售伊始,主要針對進口流量計在使用中呈現的無流量有指示的現象,由此獲得用戶的好評。

        我們的渦街流量計在抗振動干擾方面最為突出的表現,是成功用于傳統渦街流量計所不能涉足的鍋爐風機出口處的風量檢測:

           l   風管振動強度高達27m/s2.8g

           l  基本無直管段

           l    常用流速在 6m/s 左右。

           l    已連續、穩定運行 

      2) 可靠的大流量檢測

        創新的傳感器結構,高達6000Hz 以上的共振頻率,大大超出渦街頻率,可靠避免共振的發生,確保在高達90 /每秒大流量計檢測時的結構安全,配合專利的信號放大器,實現大流量的精確、可靠計量。同時配合優良的干擾抑制能力及智能化的誤差修正,將本產品的實際量程比擴大到451以上,大大優于同類產品的10120的量程比,更大程度的呈現渦街流量計原理所決定的寬量程比特性。

       3) 高溫下傳感器的可靠性提升

        創新的無膠、半自由度晶體封裝工藝,確保大溫差沖擊下晶體無損;將居里點高達680℃的壓電晶體限制于320℃以下使用,給予傳感器充足的高溫耐受余量,大幅度提高傳感器壽命。

       4) 可信賴的出廠測試

        自有的流量標定裝置,每臺產品進行常規標定的前提之下,更對每臺產品進行抗干擾能力的檢測及調校,實現現場免調試,上電即可投入運行。

         (5) 專為貿易結算設計

        可靠的上電/掉電紀錄、防止未經授權的更改儀表系數、防范人為的計量中斷。

         (6) 易于配套使用

        高精度的信號處理線路,以精度高達萬分之六的標準4~20mA 輸出信號,可與任何相關的二次儀表、DCS 連接使用。

          (7) 寬廣的使用環境

        完善的溫漂校正,確保在-40℃~+80℃的環境溫度之下,長期、可靠、穩定運行。

          (8) 更低的維護量

        無任何可動部件,無導壓孔,在蒸汽計量中基本無需維護。

          (9) 杜絕電磁干擾

        采用一體化結構,隔離的信號變送,徹底杜絕電磁干擾。

          (10)可靠的電子線路

    全面采用SMC(表面安裝電子元件)層印制電路板(PCB)、所有電子元件均為進口工業級,確保電子線路的可靠性。

     
     
     

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