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氧流量表質(zhì)量流量計

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蘇州華陸儀器儀表有限公司

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產(chǎn)品簡介

氧流量表是基于卡曼渦街測量原理，主要用于測量工業(yè)管道內(nèi)氣體、液體、蒸氣等流體的流量，渦街流量計的特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大，氧流量表無可動機(jī)械零件，因此可靠性高,維護(hù)量小，可以在-20℃～+350℃溫度范圍內(nèi)工作，應(yīng)用廣泛。

詳細(xì)介紹

氧流量表

渦街流量計基于卡曼渦街測量原理，主要用于測量工業(yè)管道內(nèi)氣體、液體、蒸氣等流體的流量，渦街流量計的特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大，無可動機(jī)械零件，因此可靠性高,維護(hù)量小，可以在-20℃～+350℃溫度范圍內(nèi)工作，應(yīng)用廣泛。

工作原理：

在流體中設(shè)置非流線型旋渦發(fā)生體（阻流體），則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，如圖所示。

氧流量表 HUALU/華陸空氣流量傳感器輕松管理示例圖2

旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列，設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質(zhì)來流的平均速度為V，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式:
f=StV/d

式中：

f－發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率

St－斯特羅哈爾數(shù)（無量綱數(shù)）

V－流體的平均流速

d－旋渦發(fā)生體的寬度

由此可見，通過測量卡門渦街分離頻率便可算出瞬時流量。

技術(shù)參數(shù)：

公稱通徑(mm)	15，20，25，40，50，65，80，100，125，150，200，250，300，(300～1000插入式)
公稱壓力(MPa)	DN15-DN200 4.0(>4.0協(xié)議供貨)，DN250-DN300 1.6(>1.6協(xié)議供貨)
介質(zhì)溫度(℃)	-40～260，-40～320；
本體材料	1Cr18Ni9Ti，(其它材料協(xié)議供貨)
允許振動加速度	壓電式:0.2g
準(zhǔn)確度	±1%R，±1.5%R，±1FS；插入式：±2.5%R，±2.5%FS
范圍度	1：6～1：30
供電電壓	傳感器：+12V DC，+24V DC；變送器：+12V DC ，+24V DC；電池供電型：3.6V電池
輸出信號	方波脈沖(不包括電池供電型)：高電平≥5V，低電平≤1V；電流：4～20mA
壓力損失系數(shù)	符合JB/T9249標(biāo)準(zhǔn)　Cd≤2.4
防爆標(biāo)志	本安型：ExdⅡia CT2-T5隔爆型：ExdⅡCT2-T5
防護(hù)等級	普通型IP65 潛水型 IP68
環(huán)境條件	溫度-20℃～55℃，相對濕度5%～90%，大氣壓力86～106kPa
適用介質(zhì)	氣體、液體、蒸汽
傳輸距離	三線制脈沖輸出型：≤300m，兩線制標(biāo)準(zhǔn)電流輸出型 (4～20mA)：負(fù)載電阻≤750Ω

測量范圍：

儀表口徑（mm)	液體流量范圍(m3/h)	氣體流量范圍(m3/h)
15	1.2-6.2	2.8-12
20	1.5-10	6-30
25	1.6～16	8.8-55
40	2～40	25～205
50	3～60	35～350
80	6.5～130	86～1100
100	15～220	133～1700
150	30～450	347～4000
200	45～800	560～8000
250	65～1250	890～11000
300	95～2000	1360～18000
(300)	100～1500	1560～15600
(400)	180～3000	2750～27000
(500)	300～4500	4300～43000
(600)	450～6500	6100～61000
(800)	750～10000	11000～110000
(1000)	1200～1700	17000～170000
>(1000)	協(xié)議	協(xié)議

外形尺寸：

安裝要求：

一、安裝環(huán)境要求：

1．盡可能避開強(qiáng)電設(shè)備、高頻設(shè)備、強(qiáng)開關(guān)電源設(shè)備，儀表的供電電源盡可能與這些設(shè)備分離。

2．避開高溫?zé)嵩春洼椛湓吹闹苯佑绊?，若必須安裝，須有隔熱通風(fēng)措施。

3．避開高濕環(huán)境和強(qiáng)腐蝕氣體環(huán)境，若必須安裝，須有通風(fēng)措施。

4．渦街流量儀表應(yīng)盡量避免安裝在振動較強(qiáng)的管道上，若必須安裝，須在其上下游2D處加設(shè)管道緊固裝置，并加防振墊，加強(qiáng)抗振效果。

5．儀表建議安裝在室內(nèi)，安裝在室外應(yīng)注意防水，特別注意在電氣接口處應(yīng)將電纜線彎成U形，避免水順著電纜線進(jìn)入放大器殼內(nèi)。

6．儀表安裝點(diǎn)周圍應(yīng)該留有較充裕的空間，以便安裝接線和定期維護(hù)。

二、管道安裝要求：

1．渦街流量儀表對安裝點(diǎn)的上下游直管段有一定要求，否則會影響介質(zhì)在管道中的流場，影響儀表的測量精度。

2．上、下游配管內(nèi)徑應(yīng)相同，如有差異，則配管內(nèi)徑Dp與渦街儀表表體內(nèi)徑Db，應(yīng)滿足以下關(guān)系：

0.98Db≤Dp≤1.05Db，上、下游配管應(yīng)與流量儀表表體內(nèi)徑同心，它們之間的不同軸度應(yīng)小于0.05Db

3．儀表與法蘭之間的密封墊，在安裝時不能凸入管內(nèi)，其內(nèi)徑應(yīng)比表體內(nèi)徑大1-2mm

4．測壓孔和測溫孔的安裝設(shè)計，被測管道需要安裝溫度和壓力變送器時，測壓孔應(yīng)設(shè)置在下游3-5D處，測溫孔應(yīng)設(shè)置在下游6-8D處。

氧氣側(cè)吹直接煉鉛還原爐的自動化控制：

氧氣側(cè)吹直接煉鉛還原爐自動化控制分四個方面:爐體、配氣、配料、煙塵回收。由于國內(nèi)氧氣側(cè)吹直接煉鉛的企業(yè)不多,自動化控制方案無太多經(jīng)驗(yàn)可借鑒。經(jīng)過半年的探索與實(shí)踐,兩次開爐,從失敗到成功,我們從中獲得大量寶貴經(jīng)驗(yàn)。

底吹爐產(chǎn)生的高鉛渣在氧氣側(cè)吹爐中進(jìn)行還原,產(chǎn)出粗鉛、爐渣和含鉛鋅煙氣。

含鉛的煙塵返回側(cè)吹還原爐的配料倉。配料工段將返料、石灰石、煤,通過稱量按給定的比例送到總皮帶運(yùn)輸機(jī)。如此配制的的爐料送到爐上的加料口,在預(yù)定的時間段內(nèi)將規(guī)定數(shù)量的上述物料通過加料口連續(xù)加到爐渣熔體的表面。

在加入爐料和煤的同時爐體下排風(fēng)嘴向爐渣熔體送入含氧約60%的鼓風(fēng)(工業(yè)氧與空氣的混合氣)助燃和產(chǎn)生氣泡加速爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng);爐體上部風(fēng)嘴送入二次風(fēng)(空氣),使有害氣體充分燃燒。

文章側(cè)重介紹在爐體、配氣和配料系統(tǒng)自動化控制方案實(shí)施中遇到的問題與解決方法。

1 配氣系統(tǒng)

配氣系統(tǒng)自動控制包括壓縮空氣、氧氣、二次風(fēng)及壓縮空氣和氧氣的混合氣的壓力與流量控制。配氣系統(tǒng)簡圖如圖1。

據(jù)工藝要求:

(1)由氣站送來的氧氣和壓縮空氣經(jīng)減壓閥減壓后壓力都需穩(wěn)定在0.2MPa左右;

(2)富氧混合氣的氧濃60%左右,壓力0.12MPa左右,流量達(dá)到4000Nm3/h;風(fēng)嘴壓力0.08—0.09MPa。

其中(1)、(2)分別涉及減壓閥和流量計的選型。

1.1 減壓閥選型

安裝使用的智能壓力電動減壓閥。智能壓力電動減壓閥根據(jù)閥后壓力與設(shè)定壓力值0.2MPa相比較,進(jìn)行PID自動調(diào)節(jié),控制閥門開度,使閥后壓力穩(wěn)定在0.2MPa。但閥門開閉時間較長,反應(yīng)緩慢。當(dāng)閥后壓力劇變,如所需富氧空氣減少、放空等,重新調(diào)節(jié)壓力穩(wěn)定在0.2MPa整個過程大約2min。加之廠內(nèi)供氣源壓力低,約0.36MPa(氣源壓力一般穩(wěn)定在1.2MPa),壓力不能迅速補(bǔ)充,也增加了調(diào)節(jié)壓力的過程。

經(jīng)研究后,減壓閥更換自力式減壓閥,型號ZZYP-16B。其原理為閥前壓力P1經(jīng)過閥芯、閥座的節(jié)流后,變?yōu)殚y后壓力P2。P2經(jīng)過管線輸入上膜室內(nèi)作用在頂盤上,產(chǎn)生的作用力與彈簧的反作用力相平衡,決定了閥芯、閥座的相對位置,從而控制閥后壓力。

自力式減壓閥無需外加能源,能在無電無氣的場合工作,既方便又節(jié)約能源。采用橡膠膜片式壓力檢測,執(zhí)行機(jī)構(gòu)精度高;而且采用壓力平衡的工作原理原理,減壓閥反應(yīng)靈敏。即便閥后壓力劇變,也能夠迅速使壓力穩(wěn)定在0.2MPa,確保安全生產(chǎn)。

1.2 流量計選型

安裝使用的渦街流量計。渦街流量計是應(yīng)用流體振蕩原理來測量流量的。hualu/華陸渦街流量計流量計算公式為:

式(1)中,f為旋渦的釋放頻率,單位為Hz;v為流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度,單位為m/s;d為旋渦發(fā)生體特征寬度,單位為m;A為流體流過旋渦發(fā)生體的截面積。除f外均為已知,可得,流量q與旋渦的釋放頻率f正相關(guān)。

但安裝完成投入使用時,現(xiàn)場管道振動大,傳感器不能準(zhǔn)確測量旋渦的釋放頻率,進(jìn)而不能達(dá)到流量計量的目的。

經(jīng)研究將hualu/華陸流量計更換為V錐型流量計。它利用V錐體在流場中產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng),通過檢測上下游壓差來測量流量。V錐型流量計流量計算公式為:

式(2)中,K為常數(shù),無量綱,因不同流量計而異;Y為氣體膨脹系數(shù),無量綱,在非壓縮應(yīng)用時Y=1;ρ為流體密度;ΔP為P1-P2。

由式(2)可知流體流量與差壓ΔP相關(guān)。能夠在一定程度上克服現(xiàn)場振動帶來的不利影響。開爐后實(shí)際使用效果理想,能夠準(zhǔn)確計量。

2 爐體

爐體的自動控制系統(tǒng)主要包括水套溫度、熔池溫度、爐渣溫度、風(fēng)嘴壓力的監(jiān)測與控制。

2.1 水套溫度監(jiān)測

還原爐的爐身由銅質(zhì)水套圍成矩形,靠銅水套工作面上形成的冷凝爐渣層來抵御爐渣的沖刷和腐蝕。銅水套溫度不能太高,否則會燒壞水套,所以水套溫度監(jiān)測非常重要。一般維持在30-50℃之間。其檢測方法為在水套出水管上安裝熱電阻,溫度信號傳至中控室,遠(yuǎn)程監(jiān)測,報警等。熱電阻型號WZPK-334 Pt100l=150,4,1Cr18Ni9Ti材質(zhì),螺紋安裝,方便維護(hù)。同時在水套出水管上安裝雙金屬溫度計,便于現(xiàn)場觀察監(jiān)測。每個水套出水管上安裝兩個溫度檢測元件,增加準(zhǔn)確性和可靠性。

2.2 爐渣溫度監(jiān)測

爐渣溫度一般控制在1100℃。溫度檢測采用的一次性熱電偶,型號分度號KW-602P,L850mm,測量時間4-6s。溫度顯示儀型號SJBG-2000,0-1600℃,LED顯示,具有遠(yuǎn)程功能,在中控室能夠觀察并記錄下每次渣溫測量的時間與溫度。

2.3 爐缸溫度監(jiān)測

還原爐內(nèi)隨著鋅的揮發(fā),鉛及其氧化物也揮發(fā)進(jìn)入煙塵。如果爐內(nèi)溫度嚴(yán)格控制在1150-1200℃,鉛的揮發(fā)率就不會太高。爐內(nèi)溫度檢測儀表設(shè)計選型S分度熱電偶,WRP430,L/l=760/610;1060/910;*,

16,316護(hù)套。

熱電偶安裝在保溫磚下,實(shí)際測量溫度并非爐內(nèi)溫度。正常開爐時,溫度只有450℃左右。而且爐內(nèi)鉛熔融體會滲入保溫磚與熱電偶護(hù)管的縫隙而流出,不利于生產(chǎn)。目前各企業(yè)側(cè)吹爐內(nèi)溫度控制都憑操作工的經(jīng)驗(yàn)。

3 配料系統(tǒng)

定量給料皮帶秤的控制系統(tǒng)是一個由稱重傳感器和變頻調(diào)速器所組成的串級控制系統(tǒng)。其原理為,物料設(shè)定值與實(shí)際值相比較,對其偏差進(jìn)行比例積分運(yùn)算后輸出4~20m A直流信號至變換器,變換后的信號作為變頻調(diào)速器的速度設(shè)定值。變頻調(diào)速器輸出相應(yīng)頻率的電流控制皮帶秤電動機(jī)轉(zhuǎn)速使皮帶輸送量達(dá)到設(shè)定值。

3.1 皮帶秤調(diào)試

皮帶秤的選型對使用精度有重要影響,如何進(jìn)行設(shè)計選型請參見文獻(xiàn)[3]。

皮帶秤按照廠家要求安裝,各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求(水平度≤3/1000;皮帶張力適度等)。

參數(shù)設(shè)置完畢,三臺皮帶秤分別進(jìn)行多次校驗(yàn),均以2.5t/h給定量為校驗(yàn)數(shù)據(jù)表如表1。

表中瞬時顯示值:中控室DCS系統(tǒng)瞬時流量顯示,t;累積顯示值:中控室DCS系統(tǒng)顯示累計重量,t;理論值:設(shè)定流量2.5t/h×?xí)r間,t;實(shí)際值:實(shí)際物料重量,t;測量.

由表知,一次校驗(yàn)相對誤差較高。經(jīng)處理發(fā)現(xiàn),皮帶秤在低速下運(yùn)行時計量精度低。通過調(diào)節(jié)料斗下部的導(dǎo)料溜板與皮帶面的距離(通常在10-15mm),防止運(yùn)轉(zhuǎn)時皮帶劃傷及向外撒料的同時控制進(jìn)料量大小使皮帶秤在合適的速度下運(yùn)行,提高了控制精度。二、三次校驗(yàn)誤差都較低,精度明顯提高,誤差在允許范圍之內(nèi)(電子皮帶秤精度通常在1-3%)。由于校驗(yàn)時間較短,皮帶秤啟動到調(diào)節(jié)穩(wěn)定需要一定時間,所以誤差偏高,若穩(wěn)定長期運(yùn)行,皮帶秤精度會更高。

3.2 程序調(diào)試

根據(jù)皮帶秤控制目標(biāo):

(1)各物料有累積值顯示,便于統(tǒng)計用料。

(2)皮帶秤在物料達(dá)到設(shè)定的重量時自動停止,實(shí)現(xiàn)定量給料。

中控室DCS控制系統(tǒng)編程如圖2。

4 結(jié)語

氧氣側(cè)吹直接煉鉛法具有投資少、流程快、設(shè)備簡單、易于操作、生產(chǎn)成本低、各種有價金屬和煙氣SO₂回收率高等特點(diǎn),正在積極推廣應(yīng)用。目前,側(cè)吹爐還原高鉛渣工藝改造替代燒結(jié)—鼓風(fēng)爐工藝的項(xiàng)目已成功運(yùn)行,但自動化控制水平仍有許多可提升和需要提升的空間。

關(guān)鍵詞：渦街流量計電壓傳感器標(biāo)準(zhǔn) 儀表

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