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涡街流量计采用温压补偿功能测量压缩空气的应

摘要:本文主要介绍了为提高压缩空气测量准确性,应用涡街流量计测量压缩空气流量,并在霍尼韦尔TPS系统中,采用温压补偿功能,对气体介质的工作状态偏离设计状态时,流量值产生的误差进行修正,提高测量精度。
1、前言
本装置是采用德国NEUMAG公司的工艺技术及设备,熔体经过聚酯装置进入短丝车间的总管线,流经三通阀、增压泵、冷却器到达纺丝箱体,在纺丝箱体通过计量泵加压到孔板,从孔板流出缕缕丝束。丝束经过侧吹风系统,到达二楼卷绕,经过上油,路经牵引机、喂入机到达最下方的横动系统的盛丝桶里。短丝装置分为前后方两大区域,前面介绍的为前纺,后纺的工艺为将盛丝桶里的丝束经过导丝机、牵伸机、紧张热定型、卷曲机对丝束进行张力及含油量的调整,再经过松弛吹干定型,经过切断将丝束切成短段,最后到打包打成成品包。
短丝的前纺系统由霍尼韦尔公司的TPS作为自动化控制系统。短丝的压空系统由三个大型压空罐组成,分别为0.6MPA仪表压空,0.6MPA工艺压空和0.9MPA工艺压空。由于短丝装置的特殊性,当前方出现绕滚或停车时,纺丝二楼的吸丝器和吸丝枪要全部启动,需要大量0.9MPA的工艺压空,所以工艺要求对0.9MPA的流量计量要进行准确的记录。而对于0.6MPA的仪表压空在平时也需要大量应用,根据工艺要求对这两种气体进行流量的精确统计,由于气体的压缩性,它的流量测量就意味着比液体等要复杂多变,随着气体的压力与温度的变化,气体的密度也会随之变化,这就需要根据气体实际情况进行温度与压力的补偿。
2、流量计选型
流量计的安装地点在短丝装置外压缩空气罐处的管廊直管段处,一般符合管径小于200mm,且满足前10d后5d的直管要求,所以选择涡街是比较理想的,两个流量测量表采用涡街流量计。
涡街流量计是一种基于流体振荡原理的新型速度式流量仪表。它的输出信号是与流量成正比的脉冲频率信号或标准电流信号,可远距离传输,它具有量程比宽,结构简单,无运动件,检测元件不接触被测流体,具有测量精度高、应用范围广、使用寿命长等特点。然而传统涡街流量计的传感器维护成本很高,并且需要设计安装仪表旁通来执行涡街传感器维护。而LUGB涡街流量计中的涡街传感器与介质隔离,可以实现在线维护,因此显著增加了过程可用性,可确保维护人员在对LUGB涡街流量计执行在线维护和故障排除时不会接触到过程液体,因此进一步提高了安全性。
(1)相比于文丘里和孔板等标准节流元件,无需安装导压管和三阀组等取压设备,解决了因冻凝等原因造成的导压管堵塞问题,并且大大减少了泄漏点。
(2)相比于质量流量计来说,大大降低了成本,拥有很高的性价比优势,并且无需外部电源供电。
(3)独特的隔离传感器设计允许在不破坏过程密封的情况下进行更换。
(4)传感器内无可动部件,构造简单而结实,压损小、维扩量小、运用寿命长。
3、测点安装
(1)按照要求,压力变送器一般安装在涡街流量计下游3D-5D距离处,温度测点一般安装在涡街流量计下游6D-8D距离处。
(2)涡街流量计对机械振动比较敏感,计量结果易受干扰,尽量原理机械设备,选择振动较小的地方安装,并对流量计前后管道作可靠的支撑设计。
(3)传感器前后要保留够足够的直管段,对于涡街流量计前后安装直管段要求分别约为10D和5D。如果上下游直管段不足,则会导致流体未充分发展,存在旋涡和流速分布剖面畸变。流速剖面畸变通常由管道局部阻碍(如阀门)或弯管所造成,而旋涡普遍是由两个或两个以上空间(立体)弯管所引起的。
(4)安装过程中要注意涡街的中线应该和管线的中线一致,并且在安装过程中若是法兰连接应该单独焊接法兰,冷却后再安装涡街,不能涡街焊接法兰,同时安装法兰垫片时要注意不要凸出管内径。
(5)安装过程中要特别注意接地线的安装。在实际安装调试过程中我们曾碰见由于接地不好50Hz的频率干扰消除不掉的现象,可用60CM长的钢筋打入地下,按说明书要求接上仪表接地线。
4、温压补偿的组态
本装置DCS系统使用的是霍尼韦尔的TPS系统,系统中有固定的温压补偿模块,Regulatory PV中温压补偿算法有固定的计算公式,PVCALC=C*C1/C2*F*COMPTERM,F是未补偿的流量,C为刻度,C1与C2是修正值,COMPTERM为补偿值,COMPTERM有五种形式,对于短丝装置增加的压空性质来说,对应的气体计算公式:
P=实际测得的压力(PIT0001、PIT0002)
T=实际测得的温度(TIR0001、TIR0002)
RP=设计参考的绝对压力(14.7PSI=0.101379MPA)
RT=设计参考的绝对温度(77F=298.15K)
T0=绝对温度零度(273.15K)
P0=本地大气压(一般为0.101325Mpa)
本算法在进行计算时需使用绝对压力和绝对温度,如果测量压力为表压,参数P0必须设置为当地大气压值,以便与表压相加得到绝对压力。如果测量压力为绝压,P0必须设为0值,如果测量的温度是相对值,T0必须设为273.15。
在DCS中的组态内容为:
TF=0.000
PVEQN=EQB(B公式即上述公式)
PVCHAR=LINER(当选用差压测量方式测流量时,选为SQRT,由于涡街流量计无需开方,所以选用线性的格式)
C=1.000(刻度,缺省值为1)
C1=1.00000,C2=1.00000(修正值)
COMPHILM=10.000(流量补偿项的高限)
COMPLOLM=1.0000(流量补偿项的低限)当流量补偿项高于COMPHILM时,流量补偿项被钳制在COMPHILM。同样的COMPLOLM表示流量补偿项的低限。当流量补偿项低于COMPLOLM时,流量补偿项被钳制在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、结语
综上所述,在本装置的压缩空气总管路上采取涡街流量计的选用,并通过TPS系统进行温压补偿组态后,使装置的压缩空气流量得以准确地记录,准确的流量累计也可以为工艺分析提供更好更准确的数字基础。
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