Teres-1t.ru

Инженерные решения
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Измерение расхода и количества

Измерение расхода и количества

Для контроля и управления химическим производством большое значение имеет измерение расхода и количества различных веществ: газов, жидкостей, пульп и суспензий. Расход вещества — это его количество, протекающее через сечение трубопровода в единицу времени. Количество измеряют в единицах объема (м 3 , см 3 ) или массы (т, кг, г). Соответственно может измеряться объемный (м 3 /с, м 3 /ч, см 3 /с) или массовый (кг/с, кг/ч, г/с) расход.

Для измерения расхода веществ применяют расходомеры, основанные на различных принципах действия: расходомеры переменного и постоянного перепада давлений, переменного уровня, электромагнитные, ультразвуковые, вихревые, тепловые и турбинные. Расход сыпучих веществ обычно измеряют различными весоизмерительными устройствами.

Для измерения количества вещества применяют расходомеры с интеграторами или счетчики. Интегратор непрерывно суммирует показания прибора, а количество вещества определяют по разности его показаний за требуемый промежуток времени.

Измерение расхода и количества является сложной задачей, поскольку на показания приборов влияют физические свойства измеряемых потоков: плотность, вязкость, соотношение фаз в потоке и т. п. Физические свойства измеряемых потоков, в свою очередь, зависят от условий эксплуатации, главным образом от температуры и давления.

Если условия эксплуатации расходомера отличаются от условий, при которых производилась его градуировка, то ошибка в показаниях прибора может значительно превысить допустимое значение. Поэтому для серийно выпускаемых приборов установлены ограничения области их применения: по свойствам измеряемого потока, максимальной температуре и давлению, содержанию твердых частиц или газов в жидкости и т. п.

Как правильно подобрать расходомер для Вашего применения?

Если перед Вами встала задача по выбору расходомера для своей системы, то Вы вряд ли будете испытывать недостаток предложения. И это неудивительно, ведь технологии измерения расхода постоянно развиваются. Существующие методики постоянно совершенствуются, и периодически появляются новые техники измерения. В настоящий момент на рынке широко представлены вихревые, тахометрические, ультразвуковые, электромагнитные, тепловые, кориолисовые расходомеры, расходомеры переменного перепада давления, расходомеры обтекания. Это уже восемь больших групп приборов. А ведь есть еще специализированные расходомеры (оптические, меточные, концентрационные и т.д.), менее распространенные, но отлично справляющиеся с решением отдельных задач.

Каждый тип расходомеров имеет свои достоинства и особенности применения, которые в одной ситуации позволят с успехом решить Вашу задачу, а в другой – будут приводить к значительным погрешностям измерения расхода. Как не потеряться в разнообразии расходомеров при выборе прибора для Вашей системы? Какие факторы надо принять во внимание перед тем, как совершить покупку? Ниже в статье мы постарались ответить на эти вопросы.

Цена и популярность расходомера – не первостепенные критерии

Практика показывает, что часто используемые критерии выбора расходомеров: цена и популярность. Очень спорные критерии. Если ставить цену во главу угла, то в итоге легко получить расходомер, который либо вообще не подходит для Вашего применения, либо не охватывает всего рабочего диапазона расходов и условий эксплуатации, либо требует значительных затрат на обслуживание. Экономия при покупке в этом случае может обернуться значительными тратами на этапе эксплуатации.

Характерный пример – кориолисовые массовые расходомеры. Цена этих приборов выше, чем для многих других типов расходомеров. При этом кориолисовые расходомеры осуществляют прямое измерение массового расхода рабочей среды. В то время как все объемные расходомеры дают показания расхода при рабочих условиях. И эти показания зачастую необходимо переводить к стандартным условиям. Для чего объемный расходомер должен оснащаться дополнительными датчиками и блоком, осуществляющим пересчет показаний («флоу компьютер»). Кроме того, кориолисовые расходомеры легче обслуживать в процессе эксплуатации, что в итоге будет сокращать время простоя всей системы.

Читайте так же:
Региональные счетчики для сайта

Виды расходомеров

Газовые расходомеры и регуляторыГазовые расходомеры и регуляторы
Жидкостные расходомеры и регуляторыЖидкостные расходомеры и регуляторы
Измерители и регуляторы давленияИзмерители и регуляторы давления
Системы смешивания и испаренияСистемы смешивания и испарения

С популярностью определенного типа расходомеров тоже не все так просто. Конечно же, важно знать, какие типы расходомеров чаще всего используется в вашей отрасли. Однако простой выбор того, что является наиболее популярным, также может привести к ошибке. Прибору предстоит работать в Вашей системе при Ваших рабочих условиях. Если он не подходит Вам, то показания прибора могут значительно отличаться от реального расхода. Со всеми сопутствующими негативными последствиями. При этом менее известные расходомеры могут обеспечить необходимую Вам точность измерения.

Еще один пример. Новые достижения в области технологий производства расходомеров позволяют выводить на рынок всё более совершенные приборы. Конечно же, сначала эти расходомеры не так хорошо известны, но могут обеспечивать лучшее решение. Например, в прошлом ультразвуковые расходомеры приходилось заново калибровать при замене рабочей жидкости, и их нельзя было использовать в применениях, где требовалось гигиеническое исполнение. В настоящее время появились новые ультразвуковые расходомеры, в которых эти проблемы решены. Это открывает возможность использования ультразвуковых расходомеров для еще более широкого круга задач и применений.

Автоматизированная система дозирования на основе кориолисового расходомера miniCORI-FLOW с насосом Tuthill

Кориолисовый массовый расходомер miniCORI-FLOW в составе системы дозирования

Ультразвуковой расходомер ES-FLOW

Ультразвуковой расходомер ES-FLOW малых расходов жидкости

Расходомер – это высокотехнологичное устройство, на работу которого влияет множество параметров. Ниже отмечены самые важные из них. При этом каждое применение уникально и требует индивидуального подхода.

Постановка задачи

С чего же следует начать? Конечно же, с правильной постановки задачи. И в первую очередь необходимо ответить на вопрос: что же предстоит измерять. Ниже приведены данные, которые необходимо собрать, прежде чем приступать к подбору расходомера.

Анализ условий работы расходомера

Это основная информация. На более поздних стадиях, в зависимости от типа выбранного расходомера, для корректного подбора могут понадобиться дополнительные данные. А теперь, определившись с задачей, можно приступить к выбору расходомера для ее решения.

Объемный или Массовый расход

В первую очередь вспомним, что существует два основных способа измерения расхода: объемный и массовый (объем или масса среды, проходящие через поперечное сечение трубопровода в единицу времени). Подробно различия между объемным и массовым расходом обсуждаются в статье >>>.

Различие между массовым и объемным расходом

Мера количества газа: масса или объем. Количество молекул (масса) газа в обоих цилиндрах совпадает. Однако объем и давление отличаются в два раза.

Расходомеры можно разделить на две большие группы – расходомеры, измеряющие объемный или массовый расход. Какой расходомер выбрать – зависит от применения, цели измерения и уже использованных в системе компонентов.

Читайте так же:
Куда можно поставить счетчик

Надо отметить, что показания объемных расходомеров определяются рабочими условиями. Так, два объемных расходомера, установленные на одном непрерывном трубопроводе при высоком и низком давлении будут давать кратно отличающиеся показания (в соответствии с изменением давления). Корректное сравнение показаний объемных расходомеров возможно только при приведении их показаний от рабочих условий к единым условиям, например, стандартным условия для газа по ГОСТ 2939-63.

Показания массовых расходомеров в значительно меньше зависят от рабочих условиями. А показания кориолисовых расходомеров практически от них не зависят, поскольку напрямую измеряют массу проходящего вещества. Возвращаясь к примеру из предыдущего абзаца, сравнивать показаний массовых расходомеров можно без дополнительных пересчетов. Сравнение показаний объемных и массовых расходомеров также возможно. Для этого объемный расход необходимо перевести в массовый через плотность среды при рабочих условиях. Или же наоборот, массовый расход перевести в объемный расход при рабочих или стандартных условиях.

Принцип действия расходомера и фазовое состояние измеряемой среды

Второе, на что следует обратить внимание – принципиальная возможность работы расходомера определенного типа с Вашей рабочей средой. Физически принципы, лежащие в основе измерения расхода, и особенности исполнения расходомеров могут накладывать ограничения на их применение. Поэтому немного подробнее остановимся на описании наиболее распространенных сейчас типов расходомеров.

Видно, что при выборе расходомера некоторые типы приборов можно сразу исключить из рассмотрения в связи с тем, что они не смогут работать с Вашей рабочей средой. Например, электромагнитные расходомеры работают только с токопроводящими жидкостями. Многие расходомеры не подходят для измерения расхода газа или суспензии. Ниже для различных фазовых состояний рабочей среды перечислены основные типы применяемых расходомеров:

Спецификация расходомера

Сейчас самое время обратить внимание на технические характеристики расходомеров, которые остались в Вашем списке для рассмотрения. Обязательно обратите внимание на:

Место установки

Выходим на финишную прямую. Для целого ряда расходомеров корректность их работы зависит от правильности установки по месту эксплуатации. Выяснить, возможна ли корректная установка подобранных приборов в Вашу систему, – еще одна задача, которую надо решить при подборе расходомера. Вот некоторые аспекты, которые следует учитывать.

Требования к месту установки расходомера

Мы почти закончили, основная часть работы по подбору расходомера выполнена. Осталось определиться с дополнительными опциями конкретной модели расходомера, которую Вы выбрали (способ подключения к трубопроводу, аналоговые и цифровые интерфейсы, варианты питания и управления и т.д.). И теперь точно настало время связаться с поставщиком, чтобы разместить заказ J

При размещении заказа рекомендуем всё же сообщить всю информацию, собранную на этапе постановки задачи. Специалист поставщика сможет проверить корректность подбора. Ведь одна голова хорошо, а две – лучше! Тем более, что всегда существуют исключения, когда с формальной точки зрения расходомер может применяться, но на практике лучшие результаты показывают расходомеры других моделей. Поставщик сможет предложить Вам расходомер, который точно будет работать в Вашей системе.

Разновидности

Вихревые расходомеры сложное устройство. Существует несколько разновидностей этого прибора:

  1. Устройство на основе обтекаемого тела. В подобном вихревом расходомере вихрь создается за счет обтекаемого тела. Такие устройства используются на участках с прямыми трубами и очень высоким давлением.Вихревой расходомер обтекаемое тело
  2. Устройства для образования воронкообразных вихрей. У них нет не обтекаемых тел. Поток газа закручивается по горизонтали, за счет углубления в полости трубы. Для создания пульсации используется переход с трубой большего диаметра. Именно в нее вмонтирован пьезодатчик.Вихревой расходомер воронкообразное тело
  3. Струйные вихревые расходомеры или осциллирующие. Совсем иной вид устройств. В них нет тел для создания завихрения. Пульсация создается за счет сложного перехода по узким коридорам. При быстром изменение направления и сечений, газ создает колебания, которые считываются сенсорами.Вихревой расходомер осциллирующий
Читайте так же:
Мосэнергосбыт тарифы многотарифные счетчики

Все эти разновидности расходомеров используются в современной промышленности, для точного расхода потребляемой энергии.

Расходомеры Буран

Расходомеры буран используют вихревой метод определения расхода вещества.

Эти расходомеры могут использоваться не только для измерений расхода газообразных сред, но и для жидкостей. Если речь идет о газе, то Бураны могут измерять пар, обычный и перегретый, природные и технические газы, а также сжатый воздух.

Из особенностей данной линейки оборудования можно выделить широкий диапазон температур измеряемых сред – от -40 до 350 °C, максимальное давление в трубопроводе до 6.3 МПа, широкий диапазон интерфейсов, цифровых и аналоговых, что облегчит интеграцию приборов в местные системы автоматики.

Устройства весьма надежны и не нуждаются в регулярных калибровках. Не на последнем месте стоит высокая чувствительность изделий к слабым потокам в трубопроводе – нижний порог чувствительности устройства составляет 2 м/с.

В зависимости от типа монтажа расходомеры Буран применимы для диаметров от 15 до 300 ДУ.

В каждом из приборов предусмотрена функция самодиагностики, позволяющая быстро определять неисправности и своевременно их устранять, и установка пароля.

В линейке присутствует три прибора.

Вихревой расходомер Буран-500 используется в большом числе промышленных применений. Это базовая версия данной серии, использующаяся для фланцевого монтажа или для установки типа «сэндвич».

Прибор работает на трубопроводах диаметром от 15 до 300 ДУ по стандартам DIN, ANSI, JIS или DN, и может предложить стабильные измерения даже при отсутствии осушителей на пневмолиниях.

Для подключения к автоматике расходомер использует следующие типы сигналов – частотный, импульсный, 4-20 мА, RS-485, 4-20 мА. Предусмотрена работа с протоколом HART.

Вторая модель в данной линейке – Буран-600. По своим характеристикам она идентична 500й модели, за исключением максимальной температуры среды в + 250 °С и наличием дополнительных сенсоров, позволяющих производить измерения таких параметров, как плотность среды, температура и давление.

Многопараметрическая версия поддерживает те же типы монтажа, что и обычная.

Последним идет Буран-700, предназначенный для установки на трубопроводы значительных диаметров вплоть до 1000 ДУ. Данный прибор имеет класс защиты корпуса IP65 и пригоден для самых суровых условий эксплуатации. Основное его отличие от предыдущих моделей – диапазон температуры среды составляет от -40 до +150 °С, а тип монтажа – погружной с фланцем.

Примеры использования электромагнитных расходомеров BaseFlow300

Приемка: учет количества сырья

Приёмка сырьяCOMAC BaseFlow300 при приемке сырья

Расходомеры COMAC могут использоваться для учёта количества принимаемого от поставщика сырья. Расходомер монтируется на вертикальном участке трубопровода, что позволяет избежать ошибки измерения, которая возникает из-за неполного заполнения трубопровода в процессе перекачки сырья. При этом можно вести коммерческий учет продукта благодаря точности измерения 0,5% и тому, что расходомер является средством измерения утвержденного типа и подлежит поверке.

Читайте так же:
Какой будет тариф если не поменять счетчик

Пастеризационные установки (пастеризаторы)

ПастеризаторыCOMAC BaseFlow300 в пастеризаторных установках

В пастеризационных установках расходомер нужен, чтобы контролировать скорость прохождения продукта: чем выше скорость, тем меньше время пастеризации.

Расходомер монтируется на входе в пастеризатор и передает сигнал 4…20 мА на преобразователь частоты. А дальше ПЧ по ПИД-закону регулирования управляет продуктовым насосом и поддерживает требуемую скорость продукта. Как следствие — время пастеризации всегда постоянно и соответствует технологии.

Распределение продукта между цехами и контроль перемещения сырья на заводе

Распределение продукта между цехамиCOMAC BaseFlow300 при учете сырья

На крупных молочных заводах есть отдельные цеха, в которых производятся продукты из молока: сметана, сливки и другие. Молоко продуктовыми насосами перекачивается по трубам из главного цеха обработки. Расходомеры устанавливаются на каждой отдельной линии и передают данные в операторскую: так на предприятии ведут учет и понимают, сколько молока распределилось по каждому цеху. Этот объем можно передавать либо через импульсный выход, либо по интерфейсу RS-485.

Станция CIP / SIP моек

Станция CIPCOMAC BaseFlow300 в процессах CIP и SIP моек

Моющие растворы приготавливаются в основном цеху: концентрированные кислота и щёлочь смешиваются с водой в определённом соотношении. Расходомер измеряет мгновенный расход на трубопроводе с водой и передает аналоговый сигнал на частотный преобразователь. Но сам ПЧ управляет производительностью дозирующего насоса, установленного на трубопроводе с кислотой или щелочью. В этом случае соотношение смешивания не изменяется: если, например, расход воды изменится, то система автоматически изменяет и расход кислоты/щелочи.

Счетчик для вязких сред

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ "ОТЕЛ"
г. Харьков, пер. Донбассовский, 17/61;
т.раб. +38 (057) 373-33-67, 372-83-04;
т.моб. +38-066-705-28-23, +38-067-834-57-27;
E-mail: info@otel.kh.ua;
www.otel.kh.ua

  • 3. ПОСТРОЕНИЕ ДОЗАТОРОВ НА БАЗЕ РАСХОДОМЕРА ВР-1.

ПОСТРОЕНИЕ ДОЗАТОРОВ НА БАЗЕ РАСХОДОМЕРА — СЧЕТЧИКА
ЖИДКОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ВР-1.

Расходомер – счетчик ВР-1 удобно использовать для построения дозаторов жидких электропроводящих сред (дозатор жидкости, дозатор воды, дозатор молока, дозатор строительных смесей).

Широкий спектр используемых жидкостей, различающихся по вязкости, агрессивности, абразивности, наличию механических включений, по параметрам их подачи (напор, расход, диаметр трубопровода), по времени и точности отсчета необходимой дозы, обуславливает множество вариантов построения дозаторов.

Выбор рабочей схемы (электрической и гидравлической) зависит от конкретных условий применения и определяется разработчиком. Мы лишь хотим высказать некоторые практические соображения по этому поводу.

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ДОЗАТОРОВ ЖИДКОСТИ.

  1. Электромагнитные клапаны прямого действия.
    Применяются для малых расходов и диаметров.
    Перепад давления в системе и проходной диаметр клапана находятся в обратно пропорциональной зависимости, чем больше давление, тем меньше проходной диаметр.
    Время срабатывания минимальное.
    Для случаев, требующих промывку и антисептическую обработку системы необходимо применять клапаны с разделительной диафрагмой.

НАСТРОЙКА. КАЛИБРОВКА ДОЗАТОРОВ.

Цикл отсчета заданной дозы

Рисунок 1. Цикл отсчета заданной дозы

Линия 1 – идеальный случай – время срабатывания исполнительного механизма близко к 0. Линия 2 – время срабатывания десятки миллисекунд (реле прямого действия). Линия 3 – время срабатывания – единицы секунд (реле с сервоприводом, электронасос). Линия 4 – время срабатывания – от 10 С (шаровой кран, задвижка с электроприводом).

Читайте так же:
Счетчики micro motion f100

Из рисунка видно, что в случае применения безинерционных компонентов дозатора (в том числе и расходомера) – линия 1: команда «Старт» (начало отсчета заданной дозы) и сигнал «Стоп» (доза налита) совпадают, соответственно, с началом и концом процесса налива дозы.

В реальности необходимо учитывать динамические свойства всех входящих в дозатор компонентов – время установления сигнала расходомера, время срабатывания исполнительных механизмов, промежуточных реле и т.д. В результате, с учетом задержек и инерционных свойств, кривые работы дозатора имеют вид линий 2, 3, 4 со своими постоянными времени СЧД2…СЧД4.

Поэтому, фактическая доза всегда, в зависимости от исполнительных механизмов, в большей или меньшей степени будет превышать заданную.

Для коррекции погрешности дозатора (всей системы) в расходомер – счетчик ВР-1 введен настроечный параметр: постоянная времени дозатора — «СЧД» (стала часу дозатора) см. РЭ на ВР-1. Значение параметра вводится с передней панели прибора и имеет размерность времени (С). В первом приближении его значение равно времени, за которое величина параметра «ВТР» расходомера ВР-1 изменяется от нуля до установившегося значения, после подачи команды «Старт» (нажатия кнопки «Старт»).

Более тонкую настройку необходимо производить, измеряя погрешность дозирования.

Если погрешность положительная, т.е. отмеренная доза больше заданной, то величину параметра «СЧД» необходимо пропорционально увеличивать и наоборот.

В ситуации, когда значение параметра «СЧД» равно или превышает общее время налива дозы, необходимо уменьшить величину расхода и повторить настройку.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ДОЗАТОРОВ ВР-1.

Выходная цепь управления дозированием в ВР-1 представляет собой «открытый коллектор» (35 VDC; 0,1A).

Для управления можно применять как электромагнитное, так и твердотельное полупроводниковое реле.

Характеристики источника питания должны обеспечивать нормальную работу реле.

Особенности монтажа

При установке счетчиков ВСТН для измерения горячей воды после запорной арматуры, отводов, фильтров, переходников и прочих устройств перед счетчиками нужно предусматривать заблаговременно прямые трубопроводные участки длиной не меньше 5Dу.

Водомерный узел

При этом за водомерами расстояния должны быть не меньше 1Dу. Под Dу подразумевается диаметр условного прохода оборудования.

Прямые участки трубопровода перед квартирными водосчетчиками с Dу на 15-40 мм не нужны в том случае, если оборудование устанавливается с комплектом присоединителей, которые поставляются заводом-производителем.

При установке счетчика для потребления расхода горячей воды кроме самого устройства в трубопровод ставятся специальные фильтры. Специалисты подходят к вопросам монтажа максимально внимательно, обеспечивая высокое качество установки на любых объектах.

Монтаж каждой модели счетчика горячей воды может иметь свои нюансы. Особенности установки и эксплуатации прописаны в паспорте к оборудованию. В любом случае заниматься самостоятельно монтажом не рекомендуется. Следует пригласить профессионалов, которые внимательно изучат паспорт, после чего справятся с поставленной задачей по установке расходомера.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector