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气体质量流量计在罐区蒸汽流量计量上的应用

时间:2017/12/21来源:未知

摘要 :先容了 LUGBH 系列气体质量流量计的特点 、功能及其工作原理 , 简要先容了设计中仪表的选型及 安装要求 。 列举了在罐区蒸汽计量的应用情况 , 通过实践证明了该气体质量流量计在蒸汽计量方面的稳定性 、可靠性和准确性 。


1 、LUGBH 系列气体质量流量计的特点及功能:
  L UG BH 系列气体质量流量计通过其独特的测量元件 ,能够在同一测量点测量出由于流体作用而产生的两个流量信号 ,在不进行温度、压力补偿的情况下 ,测量出流体的质量流量 ,能满足气体、蒸汽的计量 。其特点:1)对气体 、蒸汽进行在线质量流量计量,***高精度可达 1.0 级 ;2)不需温度、压力补偿, 性能稳定;3)一体化工作电源,输出 4 ~ 20 m A ;4)***高介质温度小于 400 ℃, ***高压力为 10.6 MPa ;5)有隔爆型d ⅡBT4 ,本安型 ExiaⅡT4 两种防爆等级;6)***大流量口径为 DN 500 。

2 、工作原理:
  (如图 1)在流体中设置一个柱状物体时, 在该物体两侧就会产生有规则的旋涡 , 而旋涡发生频率 f (Hz)与流速 v(m/s)成正比 ,与柱状物宽度 d 成反比 ,表体通径为 D(m), 则可得到关系式f =S rv/[ (1 -1.25d/ D)d]式中  Sr ———斯特劳哈尔数, Sr =0.171 -120/Re , Re :2 ×104~ 7 ×106流体的何种流量方程为q V =3.6 f / K1(m3/h)
  流体在柱状物两侧产生强烈的涡流的同时, 在其前后还产生差压,差压与流体体积流量关系为
图1工作原理图


图1工作原理图
 q V =K2Δp/ ρ (2)由式(2)除以式(1)并令 qm=qVρ得qm =(K22K 1/ 3.6)Δp/ f (3)式中 qm———质量流量;ρ———介质密度 ;K 2 ———节流常数 , 由标定给出 ;K 1 ———频率常数 , 由标定给出 。
  由式(3)可显示出质量流量不需温度、压力补偿,并与介质密度无关。由于式(1)等于式(2),当知道差压 Δp 和频率 f 时, 就可以求出密度 ρ,通过显示仪表显示出来。对于常用的 1.0 MPa 的过热蒸汽而言,其温度范围是200 ~ 300 ℃。压力变化范围是 0.8 ~ 1.0 M Pa(绝压),如果显示仪表显示密度变化在 0.31 ~ 0.486 M Pa 范围之内就表示运行正常。

3 、蒸汽流量计的设计选择及安装要求:
  1)口径的选择 。 为保证仪表的测量精度 , 在两种口径都可以测量并且满足允许压力损失要求的前提下, 尽可能选择口径小的流量计 。测量蒸汽时口径由下式决定。
  D =q0.5V G/357式中  qV———工况体积流量。同时满足雷诺数范围的要求:2 ×104≤Re ≤7 ×1062)压力损失计算 。 流量口径与工艺管径相同时,压力损失计算公式为 :Δp =1.2ρv2[ Pa] 。流量口径比工艺管径小时 ,阻力损失由两部分组成 :一是流量计自身的阻力损失;另一部分是由缩径引起的阻力损失 ,其总阻力损失由式(4)估算。Δp =[ 1 +(1 -β3)/(1 +β3)] ×1.2ρv2(4)式中 β ———缩径比 , β =d/D , d 为缩管小端直径 ;D 为缩管大端直径 。
3)安装要求 。 流量计水平安装 , 前后要求直管段 ,安装管道不允许强烈震动以免影响精度,注意上游不能安装流量控制阀 。流量计分对夹式与法兰连接式 ,可由生产厂成套配带。由于不需要温度补偿,从而省去了温度开孔和压力开孔。

表 1 工艺设计参数及仪表选型表一

表 2 工艺设计参数及仪表选型表二

  通常 ,球罐只允许在其上方和下方开口, 圆形壁上不允许开口, 这就决定了球罐不能象内浮顶罐或拱顶罐一样在罐壁上开口设置浮球液位开关 。仅能在连通管上开口设置液位开关。理论上, 连通管液位通常情况下与球罐液位应处于同一水平面上。但在实际生产中, 罐内会有凝结水 ,1 000 m3球罐直径为 12.3 m , 而连通管直径仅为 88 mm , 罐、管两者截面积相差悬殊, 凝结水比密度又比液化汽比密度相差近两倍, 此时连通管内会出现假液位, 引起误报警,如出现此种情况 ,后果严重 。
  为解决上述问题 ,确保安全,此次设计采用了国产专利产品 ———CYK-1 型非插入式防爆超声液位开关 。
3 .2 、液位开关测量原理及性能:
  CY K-1 型非插入式防爆超声液位开关 , 是一种新型的液位测量装置。它主要由探头和二次表组成,探头表面紧贴在压力球型储罐罐壁外侧需要限位的相应位置, 利用超声技术, 在液位到达该位置时,产生开关量信号, 连接联琐装置 ,关闭球罐入口闸阀 ,实现自动化管理。它具有以下主要特点 。
1)具有自校功能 , 在控制室即可检查液位开关是否正常工作。
2)罐外安装 , 不穿孔 , 不动火 , 体积小 , 安装方便 。
3)非插入式测量 , 对罐内液体不产生干扰 , 介质的温度、比密度 、有无腐蚀性 、有无压力对液位开关无影响 。
4)可测罐壁厚度范围为 3 ~ 60 mm , 有广泛的适用性 。

4、结束语:
  经过对 49/1 罐区新建四具球罐的仪表设计 ,可实现在 71 泵房控制室内对G-84 ~ 87 储罐液位及储存量的集中监视, 有效地保证生产安全,方便了生产调度。在进行仪表选型时 ,尽管目前可供选择的测量仪表种类繁多 ,每一种测量原理都具有本身的特点和针对性 。但在工程设计中 ,应根据工程项目特点和设计条件 、系统要求 、仪表的性能与价格等方面进行综合判断确定, 使设计做到技术先进 、经济合理、安全可靠。

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