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影响涡街流量计测量蒸汽误差的原因分析及处理

发布时间:2017-12-25
 

摘要:通过对蒸汽流量计在使用过程中存在的问题,利用PDCA工作循环,从诸多方面进行检查、分析,找出影响计量精度的原因,再结合现场实际工况,提出具体的改进方案并实施,通过论证,最终排除该故障。
1、问题的提出
中盐东兴盐化股份有限公司用汽计量仪表使用上海横河YEW FLO型涡街流量计,其输出的4mA~20mA电流信号进入DCS控制系统,用汽累积值在微机上显示。该套设备原先安装在热电厂,运行一直正常,后来因工艺改造移至盐硝厂。自安装使用后,计量偏大且极不稳定。
2、调查现状
流量传感器和压力补偿仪表均安装在直径为150mm的直管端上,后端通过长的保温管道送到用汽单位。流量信号和补偿信号通过电缆接入盐硝厂DCS系统控制柜中,累积值在微机中显示。对安装投运后流量计的测量数据进行整理和分析,发现偏差较大,根据热量转换和理论计算,测量数值超过30%的误差(见表1)。
3、原因分析
由于工艺的改造,问题相对错综复杂,从设计、安装、运行环境中都存在不同程度的改变,许多问题互相牵连,甚至一种问题是由不同的几个原因共同造成的,再加上有些问题的解决需等待一定的工艺运行时机,故给问题的解决带来了极大的困难。现将影响测量误差因素一一列举(见图1)。
总结分析引起这个问题的原因,主要涉及到以下方面:
(1)选型: 这是流量计测量不准确时首先要考虑的问题,因为当仪表选型不当,将增加仪表的测量误差,达不到应有的精度要求。选型方面又要着重考虑的是流量计的口径。这台涡街传感器是在设计选型之后因工艺条件变动再使用的,所以管道口径和流量计的通径可能出现不匹配造成测量偏差。

(2)安装: 传感器前面的直管段长度要满足要求(一般应大于20D),传感器管道口径不大于管道口径,且在安装结束后对流量管道进行清理。
(3)参数整定: 流量计测量蒸汽必须考虑温度和压力补偿,选择合适的温度和压力补偿值至关重要且DCS必须进行正确的参数整定。
(4)DCS系统: DCS系统中量程设定、补偿公式系数设定及其他参数设定与流量计应建立对应关系。如果设定错误会引起微机显示值与流量计测量值不对应,流量偏大或偏小,累计量突变等。
(5)使用环境: 尤其是安装位置、安装方式、温度、湿度、振动等均要满足流量计的测量要求。
(6)现场调校不好,或者调校之后的实际情况的再变动,造成计量不准。
(7)接地和屏蔽要良好,可以消除外界干扰。有时候测量问题就是由于受到干扰所致。
4、对策和具体实施
通过以上对流量计计量误差产生的原因分析,结合实际工况,应采取以下解决办法。
(1)选型和安装方面。蒸汽检测点移至盐硝厂后,为了节省资金不造成浪费,使用原来的器具,即选型方面没有变化,不需要考虑选型。选择的供汽管道直径与原先安装在热电厂供汽管道直径相同,且安装点的上下游直管段有足够长,故不需要考虑管道口径和流量计的通径不匹配造成的偏差。
(2)参数整定的检查。检查流量计和压力变送器及DCS系统参数间已建立了正确的温度、压力、流量和参考温度、参考压力的对应关系。用数字万用表测量流量信号及补偿信号,其显示值和电流信号均成对应关系,初步判断参数设定没有问题。
(3)工作条件的检查。安装位置、安装方式、温度和湿度等均满足流量计的测量要求,管道采取支架防振措施,避免了强烈的机械振动、碰撞冲击。
(4)考虑是供电电源引起的故障。用万用表测量电源电压为24VDC,表明供电正常;再改变电源供电方式,让设备单独供电,故障还不能排除。
(5)工频干扰、外磁场和电器设备干扰排除上述三种问题后,则要考虑干扰。关死流量计前端阀门后,流量计仍有流量显示,这正是流量偏大的肿疥。针对这个问题再进行检查、分析和处理:
a.检查转换放大器的输出方式。考虑到输出方式搞错会导致无流量有信号。具体表现为要求输出电流信号而给的却是脉冲。这是因为脉冲输出方式静态电流约8mA左右。打开转换放大器前盖检查,结果接线方式正确。
b.调整流量计参数H07,使其切除信号范围增大(即调整小信号切除参数,流量计显示为零)。但流量计在小信号流量状态下,信号又被覆盖,流量计无法检测,可见小信号不能再切除。
c.检查NBC噪声平衡参数H01以及TLA触发器输入电平参数H02,发现流量计一直显示57Hz的频率信号,根据计算: Qf=F/KT(m³/h),其结果与
仪表瞬时流量示值一致,因此怀疑是工频信号的影响。根据旋涡流量计使用手册提示的处理方法: 当有50Hz和60Hz电源频率叠加在信号波形上时,可适当使流量计接地线接地。将转换器和传感器接地线可靠接地,流量显示明显下降,流量偏大的故障得到基本解决。但仍有较小流量显示,认为是由管道振动引起的。
d.此时进行必要的NB调整(噪声平衡调整)和TLA调整(触发电平调整)。用流量计操作器BT200进行参数调整,消除工频信号,流量明显下降,再关闭流量计前端阀门,流量显示为0m³,干扰信号得到解决。再次进行TLA的最小可测流速调整,其方法是,当流体停止流动时,调整TLA参数直到输出为0,缓慢地打开阀门,观察流量变化趋势,由零变大趋向稳定,问题得到了处理。
5、运行效果验证
通过一段时间的检测,对测量的数据进行认真地分析总结,该台涡街流量计存在的问题得以基本解决(见表2)。目前这套仪表运行良好,基本上满足计量精度的要求。
6、结束语
影响涡街流量计测量准确度及运行稳定性的因素是多方面的,本文是通过处理该故障的全过程起抛砖引玉的作用。