某廠的煤氣是發生爐煤氣,它的特點是:煤焦油和水分含量相對比較高,對儀表的長周期運行提出了很高要求。原設計煤氣測量用阿牛巴和渦輪流量計,在實際應用中可以滿足過程控制的需要。但由于生產運行的長周期需要,作為計量儀表不能滿足要求,主要原因是儀表的選型與實際測量介質不符,經過多年的探索,選用了超聲波流量計作為計量儀表。
1、超聲波流量計的工作原理
超聲波流量計采用時間差法來測水的流速,用流速乘上截面積就是流量了。根據水的流向,分為上游和下游,簡單而言就是上游和下游各裝一個傳感器探頭,可以發射超聲波,上游發射一個超聲波,下游的接收,產生個傳輸時間;同時下游那個傳感器也發射個超聲波信號,上游的那個接收,又產生一個時間,這兩個時間長短是不同的,他們的時間差和水的流速是成一個函數關系的。這樣水的流速,就被載在超聲波上了,通過計算就可以得出流量了。
2、三種流量測量方法的比較
2.1 阿牛巴流量計
阿牛巴流量計屬于差壓流量計,是按力平衡原理工作的。通過測量取樣管正對流體流向的前后差壓來反應流體流量。
阿牛巴流量計主要參與控制回路的調節,小流量時比較靈敏,正常流量時儀表也很穩定,基本滿足控制回路的要求。原設計阿牛巴流量計又作為計量儀表計量煤氣,由于煤氣的特點是煤焦油和水分含量高,流量計運行時間較長時取壓孔容易堵,使測量數據不準,而生產又不允許頻繁清理流量計。這樣就造成煤氣流量計量長期不準確。
2.2 渦輪流量計
渦輪流量計屬于測量流速的流量儀表,它是基于動量矩守恒原理,流體推動渦輪旋轉產生的脈沖信號與流體流速成正比。因而通過測量脈沖頻率,就可知道流體的流速,測出流體的流量。另外,渦輪流量計與被測介質的密度、粘度有關。渦輪流量計在燃燒站中參與控制回路的調節,靈敏度高,運行穩定,由于煤氣的特點,也容易使流量計的葉輪與軸承粘住,造成測量不準。同時由于煤氣含水量大,對葉輪和軸承有一定的腐蝕,容易造成流量計的損壞,增加了儀表的運行成本。
2.3 超聲波流量計
微型、高能超聲波換能器(傳感器)與同類產品同步。超聲波測量信號靈敏度優于100μμs,目前已達到先進水平。高溫型超聲波換能器,zui高溫度可達420℃。數碼式信號轉換器,可獲得的解析度,并獲得長久的穩定性。測量口徑范圍寬,zui小口徑25mm,zui大口徑可達5m 以上。量程比大1:350。測量介質范圍廣,即可測量臟、污、腐蝕氣體,也可測量飽和,多組份等氣體。無阻力,無壓力損失,無可動部件,無磨損,無堵塞隱患,現場實踐證明;在以下條件:
◆ 管道內部管壁上粘結近10 公分的臟污雜質。
◆ 管道內部冷凝積水。
◆ 換能器表面覆蓋1 公分的粘性油品,系統仍然工作正常,日常維護工作量基本為零。積水、臟污管道截面積修正,保證對氣體真實流量的精密性,國內*。安裝位置任意,直管段要求低,可在水平、垂直位置或傾斜管道上安裝。可以不斷流拆裝、維護,在線修改極為方便。適合各種工作環境,可在臟污、腐蝕、粘性、高溫、寒冷、振動等環境下長期穩定地工作,一次安裝,長久使用,維護極少。能用于有爆炸危險的環境中,防塵、抗雷擊設計,適應復雜多變的氣候影響。
3、超聲波流量計維護注意事項和常見故障處理
3.1 維護注意事項
(1)加強儀表巡檢,盡可能消除外圍因素(如:漏雨、電磁干擾等)對儀表造成的影響;
(2)為了消除儀表的零點漂移要定期校驗變送器,消除儀表測量偏差。
(3)由于煤氣煤焦油和水分含量較高,容易在換能器表面積煤焦油并腐蝕換能器表面,應定期清理換能器,保障儀表測量準確。
3.2 常見故障處理
(1)測量不穩定或示值zui大,原因是流量計對接地要求比較高,檢查儀表接地,使其達到儀表的要求。
(2)儀表測量不穩定或小信號時波動很大,原因是流量計對強電磁干擾比較敏感,消除引起電磁干擾的原因就可排除此故障。
(3)儀表示值穩定,但比實際流量偏大或偏小,通過調校變送器和清理換能器一般都能消除此故障。流量儀表的選型是流量測量的關鍵,在日常工作中加強儀表的維護,才能保障儀表的正常運行,為生產提供準確的參數。