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      質量流量計

      質量流量計在液態尿素流量測量中的應用

      簡要介紹了科氏質量流量計的測量原理,并對科氏質量流量計在尿液流量測量上選型注意事項以及應用做了較為詳細的介紹。

              質量流量計,電磁流量計,靶式流量計

      中化山東肥業有限公司是中化集團的子公司,公司主要產品為復合肥,其中高塔造粒年產40 萬噸肥料,主要原料為尿素等,其中尿素需要用飽和蒸汽融化成為液態尿液,溫度在132138℃之間,通過專用尿液泵將尿液輸送到8 4 米高平臺上,與相關粉料按照一定配比在混合槽中充分混合,然后通過專用造粒噴頭,將混合液從84 米高平臺上噴灑自由落體到地面后成為帶孔的圓粒裝肥料,深得種糧農民的喜愛,因為該種肥料能根據農民的需要,能在較大范圍內按照一定比例生產出相應的、、含量的肥料。

      介 紹

      在配比過程中,尿液的測量至關重要,在上該項目時,因為當時沒有同類企業使用該尿液流量計,所以我們非常慎重對待該流量計的選擇,電磁流量計、轉子流量計等一開始納入選擇范圍內,但是經過詳細的查找資料后發現,該尿液的純度為99.7% 以上,含水分極少,電導率低于×10-6S/m,不能采用電磁流量計,同時因為工藝對該流量計的要求很高,要求為±0.1%,轉子流量計精度低也被淘汰。后確定采用E+HPromass 80F型分體質量流量計。

      科氏流量測量原理如圖所示。

      m為質點速度;v為徑向速度;Fc為科氏力為角速度。

      因為輸尿液的管道至塔頂,靜壓達到1.06MPa,為了盡量減小管道的壓損,采用直管形式的質量流量計,其原理如圖所示。

      fR為振動頻率;mt為管道質量;mfl為流體質量為流體密度;c 為常數。

      為相位差;m為質量流量為熱電陰;fR為振動頻率為密度;T 為溫度。

      從以上圖示,可以看出科氏力式質量流量計是運用流體質量流量對振動管振蕩的調制作用為原理,以質量流量測量為目的的流量計。它一般由一次裝置與二次裝置所組成。一次裝置,即流量傳感器。這是一種基于科里奧利力效應的相位敏感型諧振式傳感器。該傳感器由振動管、信號檢測器、振動驅動器、支撐結構和殼體所組成。振動管,即測量管。是被測流體流經的振蕩管路。信號檢測器,是用來檢測和監控科里奧利力效應的測量傳感器。用的是電磁式檢測器。振動驅動器,是驅動振動管振動的裝置。它和信號檢測器、放大處理電路構成一套正反饋自激振蕩系統。支撐結構,即振動管的文撐件,常用不銹鋼材料鑄造而成,E+H 的是904L 材質,它把振動管和安裝法蘭連接成一個整體。殼體,是對振動管、信號檢測器和振動驅動裝置提供保護的部件。在一般結構中,流量傳感器均采用單層殼體保護,在某些特殊要求的場合,可以考慮采用雙層殼體保護。E+H 80F 型號采用雙層殼體,中間充惰性氣體保護。二次裝置,即流量變送器。是以微處理器為核心的電子系統。它用來向一次裝置提供驅動力,并將一次裝置的信號轉換為質量流量信號及其他一些有意義的參數信號,同時具有很據溫度參數對質量流量和密度測量進行補償、修正的功能。流量變送器一般輸出標準電流信號或頻率信號,并可按一定的通訊協議,諸如Profibus、Hart 協議等與DCS 控制系統通訊。從變送器上的顯示面板可以組態顯示所要求的各種參數。

      從測量原理中可知:科氏力質量流量計不但能直接測量質量流量,還能間接地測量出流體的密度,同時還可測量介質溫度和測量體溫度。E + H 測量溫度的傳感器為Pt1000,測溫可靠。我們單位使用的3路輸出信號,監控人員同時能觀察到質量流量、介質溫度、介質密度,而且流量的測量精度可達到±1‰。滿足了工藝配比需求。根據流量信號同時采用變頻器控制尿液泵的轉速,達到了自動調節,采用變頻器調節尿液流量一方面節能;另一方面減少了采用調節閥門的投資。

      在質量流量計的選型中注意事項:

      (1)耐溫:需要流量計耐溫達到200;

      (2)注意保溫:因為質量流量計較長,一般700cm左右,需要保溫,我們采用原裝的保溫護套;

      (3)信號的輸出,提出特別要求,輸出三路信號,不提要求的話,標配一路流量信號輸出;

      (4 )口徑要求:因為質量流量計的量程較大,一般選擇比管徑小一個等級的口徑,但是兼顧管徑的壓損;

      (5 )一體還是分體:因為管道的溫度較高,夾套保溫一般都達到1 4 0 ℃,建議采用分體式,延長轉換器的使用壽命。

      (6 )考慮輸送管道的長度:一般輸送管道比較長,因此建議使用直管測量機構,不建議用大彎管測量裝置,盡量減小管道壓損。另外直管質量流量計振動頻率可達6001200Hz,是工業頻率的十幾倍,因此抗震性能高。

      在使用遇到的問題及解決辦法:

      (1 )安裝問題:避免半空管,若必須安裝管道的下游,下端必須增加閥門以保證管道充滿液體;

      (2)管道應力問題:避免流量計測量體成為管道支撐部件,出現這樣的情況下需要將流量計兩端管道進行加固;

      (3)介質的純度問題:若液體過臟,必須增加過濾裝置;

      (4)夾套溫度過高:夾套溫度達到160℃,導致流量計誤差過大,夾套溫度供蒸汽好采用穩壓裝置,控制溫度在140℃左右;

      (5)尿液管道進水:導致尿液上頁不穩定,流量計顯示過大,工藝應控制好尿液的融化溫度在132℃~138℃之間;

      (6 )夾套保溫:采用E + H 原裝的夾套好,但是價位高,建議用φ10 的紫銅管密匝纏繞替代專用護套,外面再加保溫棉即可。

      (7 )流量被堵的處理:有時因為蒸汽突然停止供應,會造成尿液在管道凝結,此時應將質量流量計拆下來,用溫度低于200℃的蒸汽從流量計一側的管道慢慢融化凝結的尿液,切勿用電焊等高溫設備烘烤流量計,防止損壞測量管內相關電子元器件。

      (8 )信號線纜問題:分體式質量流量計傳感器和轉換器之間的信號線纜必須采用原廠家提供的線纜。防止采用一般線纜的帶來的干擾誤差、線電阻不匹配問題。屏蔽線一定接牢。

      (9 )管道震動問題:盡量減小其它設備對管道的震動影響,因為流量計的本身是依賴震動工作,尿液流量的震動一般在600Hz 左右,若有振動源應盡量避開。

      (10)小信號切除問題:所有管道都有一定的震動,儀表的小信號產生是必然的,合理的設置小信號切除是必要的,一般設置的小信號范圍為量程。

      (1 1 )保證管線的同心度和法蘭的平行度:應使接管法蘭螺栓孔相互對準,螺栓能自然穿入螺孔。盡量避免扭曲應力,減少零點漂移。

      (1 2 )儀表的專用電纜與動力線不要共線槽敷設:將穿線管接地,接地不好且電磁場和射頻干擾較強時,流量計的數字顯示會出現大幅度的跳動。

      (13)流體的脈動會對科里奧利質量流量計帶來影響:單位在使用變頻器帶動尿液泵實現自動調節時,曾發生過調節頻繁,導致不上料的情況,應給變頻器設定.

      公司自0 4 年使用科氏力質量流量計測量尿液流量至今運行良好,為公司生產多品牌復合肥產品提供了很好的支撐,寫出使用經驗、選型注意事項與儀表的測量原理,以幫助同類企業在選型、使用該類產品中少走彎路。



      標簽:   質量流量計在液態尿素流量測量中的應用
      點擊次數:  更新時間:2019-04-22 13:27:17  【打印此頁】  【關閉
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