現象
電磁流量計示值以固定的頻率上下跳動。
江蘇儀征某化工廠一段工藝流程如圖所示,母液經ABGYD電磁流量計從前一設備送向母液罐。儀表投運后,流量示值以固定頻率上下跳動,DCS顯示器上顯示的瞬時流量歷史曲線成一根很寬的帶子。現場檢查前后直管段長度及接地等安裝條件均符合要求,未查出原因。一次偶然機會,母液罐內的攪拌器停止運轉,發現流量示值自己恢復穩定,向操作工調查工藝操作上有何變化,才知母液罐內的攪拌器停止轉動,經進一步檢查發現,此攪拌器是側壁安裝,而且其位置距安裝流量計的進料管管口僅1m左右,很明顯是攪拌器槳葉以固定的周期翻起浪波,使得進料口處的阻力周期變化導致管內流速脈動。電磁流量計出口端到容器壁的距離D1太近,僅約1.5m,使流量計出口流速不穩,流量示值產生有規則的搖擺。后將流量計從A位置改到B位置,遠離原安裝位置約1Om,流量計示值趨穩定。
討論
(1)示值脈動的危害
本例中所說的流動脈動對儀表積算總量影響還不大,因為攪拌器槳葉引起的脈動頻率較低,其數值遠遠低于所選電磁流量計的激勵頻率,所以盡管流量示值大幅度周期性擺動,但其準確度并無明顯變化,其影響僅僅是示值難以讀數和DCS中趨勢曲線無法制作。
(2)脈動幅值過大時的處理
脈動流的平均值如果離標尺上限不遠,則脈動峰值很容易超過上限而進入飽和區,導致儀表示值偏低,這時就須啟用電磁流量計的脈動流測量功能。
具有脈動流測量能力的電磁流量計,當它選用較高的激勵頻率時,能對脈動流作出快速響應,因此能對脈動流流量進行測量,常用來測量往復泵、隔膜泵等的出口流量。
能用于脈動流測量的電磁流量計,通常在下列3個方面須作特殊設計,并在投運時作恰當的調試,即激勵頻率可調,以便得到與脈動頻率相適應的激勵頻率;流量計的模擬信號處理部分應防止脈動峰值到來時進人飽和狀態;為了讀出流量平均值,應對顯示部分作平滑處理。
①激勵頻率的決定
以ABGYD型電磁流量計為例,該儀表的技術資料提出,當脈動頻率低于1.33Hz時,可以采用穩定流時的激勵頻率;當脈動頻率為1.33-3.33Hz時,激勵頻率應取25Hz(電源頻率為50Hz時),顯然,激勵頻率要求雖不很嚴格,但必須與脈動拜率相適應,太高和太低都是不利的。
②流量信號輸入通道飽和問題
脈動流的脈動幅值有時高得出奇,如果峰值出現時儀表的流量信號輸入通道進入飽和狀態,就如同峰值被削除,必將導致儀表示值偏低。
電磁流量計流量信號輸入通道的設計分兩擋,其中測量穩定流時,A/D轉換器只允許輸入滿量程信號的150%,而測量脈動流時,允許輸入滿量程信號的1000%。因此,在測量脈動流流量時,編寫菜單應流動類型為“PULSATING”(脈動流)而不是"STEADY"(定常流)。
③時間常數的選定
由于電磁流量計的測量部分能快速響應脈動流流量的變化,忠實地反映實際流量,但是顯示部分如果也如實地顯示實際流量值,勢必導致顯示值上下大幅度跳動,難以讀數,所以顯示應取一段時間內的平均值。其實現方法通常是串入一階慣性環節,選定合適的時間常數后,儀表就能穩定顯示。但若時間常數選得太大,則在平均流量變化時,顯示部分響應遲鈍,為觀察者帶來錯覺。
ABG儀表集團資料提出了計算時間常數t(s)的經驗公式:
t(s)=1000/N
式中N—每分鐘脈動次數。
(3)結論
①本實例中的流動脈動,是由攪拌器轉動時其葉片泛起的波浪阻擋母液管出口引發的。
②本實例中,處理流動脈動帶來的不良后果的方法是將流量計移到離脈動源較遠的地方,通過管阻將脈動衰減。
③如果經衰減后脈動幅值仍然較大,則可啟用電磁流量計中的脈動流測量功能。
河水流量計 海水流量計 地下水流量計 冷卻水流量計 高溫水流量計