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                      渦街流量計

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                      淺談渦街流量計的應用及在TPS 系統上溫壓補償

                      來源:作者:發表時間:2016-07-28 09:39:24

                      【摘要】本文主要介紹了為提高壓縮空氣測量準確性,應用渦街流量計測量壓縮空氣流量,并在霍尼韋爾TPS 系統中,采用溫壓補償功能,對氣體介質的工作狀態偏離設計狀態時,流量值產生的誤差進行修正,提高測量精度。

                      1 前言
                              本裝置是采用德國NEUMAG 公司的工藝技術及設備,熔體經過聚酯裝置進入短絲車間的總管線,流經三通閥、增壓泵、冷卻器到達紡絲箱體,在紡絲箱體通過計量泵加壓到孔板,從孔板流出縷縷絲束。絲束經過側吹風系統,到達二樓卷繞,經過上油,路經牽引機、喂入機到達好下方的橫動系統的盛絲桶里。短絲裝置分為前后方兩大區域,前面介紹的為前紡,后紡的工藝為將盛絲桶里的絲束經過導絲機、牽伸機、緊張熱定型、卷曲機對絲束進行張力及含油量的調整,再經過松弛吹干定型,經過切斷將絲束切成短段,好后到打包打成成品包。

                      短絲的前紡系統由霍尼韋爾公司的TPS 作為自動化控制系統。短絲的壓空系統由三個大型壓空罐組成,分別為0. 6MPA 儀表壓空,0.6MPA 工藝壓空和0. 9MPA 工藝壓空。由于短絲裝置的特殊性,當前方出現繞滾或停車時,紡絲二樓的吸絲器和吸絲槍要全部啟動,需要大量0. 9MPA 的工藝壓空,所以工藝要求對0. 9MPA 的流量計量要進行準確的記錄。而對于0.6MPA 的儀表壓空在平時也需要大量應用,根據工藝要求對這兩種氣體進行流量的精確統計,由于氣體的壓縮性,它的流量測量就意味著比液體等要復雜多變,隨著氣體的壓力與溫度的變化,氣體的密度也會隨之變化,這就需要根據氣體實際情況進行溫度與壓力的補償。

                      2 流量計選型
                      流量計的安裝地點在短絲裝置外壓縮空氣罐處的管廊直管段處,一般符合管徑小于200mm,且滿足前10d 后5d 的直管要求,所以選擇渦街是比較理想的,兩個流量測量表采用SCLGUB渦街流量計。

                      渦街流量計是一種基于流體振蕩原理的新型速度式流量儀表。它的輸出信號是與流量成正比的脈沖頻率信號或標準電流信號,可遠距離傳輸,它具有量程比寬,結構簡單,無運動件,檢測元件不接觸被測流體,具有測量精度高、應用范圍廣、使用壽命長等特點。然而傳統渦街流量計的傳感器維護成本很高,并且需要設計安裝儀表旁通來執行渦街傳感器維護。而三暢SCLUGB渦街流量計中的渦街傳感器與介質隔離,可以實現在線維護,因此顯著增加了過程可用性,可確保維護人員在對三暢SCLUGB渦街流量計執行在線維護和故障排除時不會接觸到過程液體,因此進一步提高了安全性。

                      ( 1) 相比于文丘里和孔板等標準節流元件,無需安裝導壓管和三閥組等取壓設備,解決了因凍凝等原因造成的導壓管堵塞問題,并且大大減少了泄漏點。( 2) 相比于質量流量計來說,大大降低了成本,擁有很高的性價比優勢,并且無需外部電源供電。( 3)好特的隔離傳感器設計允許在不破壞過程密封的情況下進行更換。( 4) 傳感器內無可動部件,構造簡單而結實,壓損小、維擴量小、運用壽命長。

                      3 測點安裝
                      ( 1) 按照要求,壓力變送器一般安裝在渦街流量計下游3D -5D 距離處,溫度測點一般安裝在渦街流量計下游6D - 8D 距離處。
                      ( 2) 渦街流量計對機械振動比較敏感,計量結果易受干擾,盡量原理機械設備,選擇振動較小的地方安裝,并對流量計前后管道作可靠的支撐設計。
                      ( 3) 傳感器前后要保留夠足夠的直管段,對于渦街流量計前后安裝直管段要求分別約為10D 和5D。如果上下游直管段不足,則會導致流體未充分發展,存在旋渦和流速分布剖面畸變。流速剖面畸變通常由管道局部阻礙( 如閥門) 或彎管所造成,而旋渦普遍是由兩個或兩個以上空間( 立體) 彎管所引起的。
                      ( 4) 安裝過程中要注意渦街的中線應該和管線的中線一致,并且在安裝過程中若是法蘭連接應該單好焊接法蘭,冷卻后再安裝渦街,不能渦街焊接法蘭,同時安裝法蘭墊片時要注意不要凸出管內徑。
                      ( 5) 安裝過程中要特別注意接地線的安裝。在實際安裝調試過程中我們曾碰見由于接地不好50Hz 的頻率干擾消除不掉的現象,可用60CM 長的鋼筋打入地下,按說明書要求接上儀表接地線。

                      4 溫壓補償的組態
                      本裝置DCS 系統使用的是霍尼韋爾的TPS 系統,系統中有固定的溫壓補償模塊,Regulatory PV 中溫壓補償算法有固定的計算公式,PVCALC = C* C1 /C2* F* COMPTERM,F 是未補償的流量,C為刻度,C1 與C2 是修正值,COMPTERM 為補償值,COMPTERM 有五種形式,對于短絲裝置增加的壓空性質來說,對應的氣體計算公式:

                      P = 實際測得的壓力( PIT0001、PIT0002)
                      T = 實際測得的溫度( TIR0001、TIR0002)
                      RP = 設計參考的絕對壓力( 14. 7PSI = 0. 101379MPA)
                      RT = 設計參考的絕對溫度( 77F = 298. 15K)
                      T0 = 絕對溫度零度( 273. 15K)
                      P0 = 本地大氣壓( 一般為0. 101325Mpa)
                      本算法在進行計算時需使用絕對壓力和絕對溫度,如果測量壓力為表壓,參數P0必須設置為當地大氣壓值,以便與表壓相加得到絕對壓力。如果測量壓力為絕壓,P0必須設為0 值,如果測量的溫度是相對值,T0必須設為273. 15。

                      在DCS 中的組態內容為:
                      TF = 0. 000
                      PVEQN = EQB( B 公式即上述公式)
                      PVCHAR = LINER ( 當選用差壓測量方式測流量時,選為
                      SQRT,由于渦街流量計無需開方,所以選用線性的格式)
                      C = 1. 000( 刻度,缺省值為1)
                      C1 = 1. 00000,C2 = 1. 00000( 修正值)
                      COMPHILM = 10. 000( 流量補償項的高限)
                      COMPLOLM = 1. 0000( 流量補償項的低限) 當流量補償項高
                      于COMPHILM 時,流量補償項被鉗制在COMPHILM。同樣的
                      COMPLOLM 表示流量補償項的低限。當流量補償項低于
                      COMPLOLM 時,流量補償項被鉗制在COMPLOLM。
                      RP = 0. 101379Mpa
                      RT = 298. 15K
                      P0 = 0. 101325Mpa
                      T0 = 273. 1500K
                      PISRC1 = FIT0001. PV/FIT0002. PV
                      PISRC2 = PIR0001. PV /PIT0002. PV
                      PISRC3 = TIR0001. PV /TIR0002. PV

                      5 結語
                      綜上所述,在本裝置的壓縮空氣總管路上采取渦街流量計的選用,并通過TPS 系統進行溫壓補償組態后,使裝置的壓縮空氣流量得以準確地記錄,準確的流量累計也可以為工藝分析提供更好更準確的數字基礎。

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