减排节能目前已成为社会的共识，无论是从**层面还是社会层面都对其非常重视。水资源节能这一块的尤其重要，在化工企业生产中水的使用量特别大，但是由于计量仪表的误差会给企业带来大量的水源浪费。本文根据冷却水塔水流量计的工作原理和结构特点, 介绍了冷却水塔水流量计在化工企业计量节能中的应用, 以及安装技巧及注意事项, 实践证明其在化工企业中的应用前景十分广泛。
一、前言
在大型现代化工企业生产中, 由于每天工业水用量都以数十万吨计, 微小的计量误差就能给企业带来重大的损失, 因此, 如何准确计量问题就显得非常重要, 例如: 一家日工业水用量为30万吨的企业, 计量误差如果为5%, 一年的工业水计量误差将达到近550吨, 折合人民币数百万元! 因此, 如何提高大型化工企业工业水计量精度, 减少因计量误差给企业带来的不必要损失, 成为现代大型化工企业管理的一个重要课题。本文就冷却水塔水流量计在化工厂计量中的应用进行探讨。
二、常用的工业水计量仪表及其特点
在大型化工企业中, *常用的工业水计量仪表是孔板流量计。其特点是: 结构简单, 制造、安装、维护方便, 省料, 造价低。缺点是: 压力损失大, 测量大管径、高温、高压介质时孔板易变形, 测量精度与孔板的使用条件和制作、安装精度有关, 误差一般为5%以内。
三、冷却水塔水流量计的工作原理和结构及特点
冷却水塔水流量计是根据法拉弟电磁感应定律研制出的一种无压损、节能型流量测量仪表。根据法拉弟电磁感应定律, 当导体在磁场中切割磁力线时, 将产生感应电动势。该电动势的大小与导体在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度成正比。则管线内流体的感应电动势e为:
e= BD ( 1 )
为流体的平均流速, D为测量管的内径
q= 0. 785D2 ( 2 )
q为管道的瞬时流量
把( 1 )代入( 2)得: q= 0. 785D e/B ( 3 )
从( 3 )式可知, 当管道内径一定时, 若有恒定的磁感应强度, 则只要测得感应电动势e, 便可知道管中的流量q。
冷却水塔水流量计主要由变送器和转换器及流量显示仪表三部分组成。变送器把流过的被测流体的流量转换为相应的感应电动势。转换器则将变送器输出的感应电势放大并转换为可被工业仪表接受的标准电信号。电信号可以是模拟电流、模拟电压。输给显示仪表、记录仪表及电动单元组合仪表进行流量显示、记录和积算, 可进行正逆方向显示、报警; 电信号可以是脉冲信号, 作为计算机输入信号使用, 进行流量运算和调节等。
冷却水塔水流量计主要的特点:
( 1) 变送器内径与被测管道内径完全相同, 无阻力元件, 避免了由于压力损失而造成能量损失过大的问题;
( 2 )变送器输出的是与被测流体流速成比例的电信号, 这不仅便于测量, 而且能保证系统输出信号与容积流量呈线性关系, 因此显示仪表不需要采取刻度线性化措施, 这不但易于与计算机配合使用, 而且便于提高流量积算值的精确度;
( 3)量程变化范围大;
( 4 )测量精度达到0. 5% 以上, 反应灵敏, 能测定正、反方向的流量, 可以测脉动流量, 其输出信号适于作为自动调节系统的流量信号;
( 5 )可测管道口径范围大, 测量流体的容积流量, 不受流体的温度、压力、密度、粘度等参数的影响。
四、冷却水塔水流量计在化工企业中的应用使用
冷却水塔水流量计的前提是被测液体必须是导电的, 不能低于阈值(即下限值)。电导率低于阈值会产生测量误差直至不能使用, 超过阈值即使变化也可以测量, 示值误差变化不大, 通用型冷却水塔水流量计的阈值在10- 4 ~ ( 5 ∀ 10- 6) S / cm 之间, 视型号而异。工业用水及其水溶液的电导率大于10 - 4S / cm, 酸、碱、盐液的电导率在10 - 4 ~ 10- 1S / cm之间, 使用不存在问题, 低度蒸馏水为10- 5S / cm 也不存在问题。冷却水塔水流量计不能测量电导率很低的液体。不能测量气体、蒸汽和含有较多较大气泡的液体。从资料上查到有些纯液或水溶液电导率较低, 认为不能使用, 然而实际工作中会遇到因含有杂质而能使用的实例, 这类杂质对增加电导率有利。对于水溶液, 资料中的电导率是用纯水配比在得的要高, 也有利于流量测量。
五、安装时注意事项及技巧
1. 冷却水塔水流量计安装前, 必须核实冷却水塔水流量计测量范围、口径、耐温、耐压等数值是否与所安装的管道及流体情况相符, 特别注意变送器的耐压密封性, 当不能确认变送器是否进行过耐压密封试验时, 应对变送器进行该项试验。对变送器进行铬*压力的1. 25 ~ 1. 5 倍的压力5分钟, 若无泄漏则认为合格。
2. 变送器可装在垂直或水平管道上, 但应避免安装在管道内呈负压或可能有相分离的地方。当工艺管道内径与变送器管道内径不完全相同时, 允许在变送器的两端安装圆锥角不大于15 的渐扩或渐缩管。为了变送器的安全, 可在紧靠变送器的管道上增加支撑。
3. 安装时应根据变送器的口径、重量和尺寸选择合适的吊装调设备。吊装变送器的绳链应连接合理, 注意吊装用具不要磨、碰变送器衬里, 不可任意选择承吊点。禁止用手直接抓住表头搬运。
4. 为便于在现场校正仪表零点和检查变送器的干扰大小, 并便于检修, 变送器两端应装阀门并有旁路。
5. 变送器和转换器安装地点应避免有较强的交、直流磁场; 或有剧烈的振动。
6. 变送器外壳与金属管道两端应有良好的接触并接地; 不能用法兰代替连线, 必须使用专用金属导线连接, 以保证稳定测量。
7. 转换器应尽可能靠近变送器安装, 为避免信号干扰, 变送器与转换器之间的信号必须用屏蔽导线传输。
8. 当流量计为倾斜或垂直安装, 流向应自下而上。流体流动方向应与流量计标志的方向一致。
9. 安装的管道, 要保证测量管道内始终充满被测介质, 防止空管。流量计不要安装在有负压的管道段, 以防止衬里材料脱落。
六、注意信号传输电缆长度变送哭与转换器之间的连接
电缆愈短愈好。但有些现场受安装环境位置的限制, 转换器与变送器的距离较远, 这时要考虑连接电缆的*大长度问题。实际使用中, 当被测流体的电导率是在一定的范围之间,因此就决定了电*与转换器之间电缆的*大长度。当电缆长度超过*大长度时, 由电缆分布电容引起的负载效应就成了问题。为防止这种情况发生, 使用双芯两层屏蔽电缆, 由转换器提供低阻抗电压源使内侧屏蔽与芯线得到相同的电压, 以形成屏蔽, 即使芯线与屏蔽之间有分布电容存在, 但芯线与屏蔽是同电位, 则两者之间就无电流通过, 也无电缆的负载效应存在, 因此可延长信号电缆*大长度。另外, 还可用特殊信号传输电缆延长转换器与变送器之间的*大长度。
七、故障诊断及排除方法
在正常工作条件下, 冷却水塔水流量计很少发生故障。但仪表或管道安装不当会引起流量计故障, 此时应*先检查流量计外部情况有否损伤,电缆连接是否完好, 电网电压是否正常, 管道是否泄漏或处于非满管状态, 传感器励磁线圈与外壳之间的绝缘是否良好等等, 切勿盲目拆修流量计。冷却水塔水流量计的*常见故障是变送器导管连接部分泄漏。如发现法兰一侧有泄漏, 则可将对应的另一侧法兰螺栓每次松半扣, 同时相应地上紧泄漏侧法兰螺栓。直至不漏为止。如衬里损坏, 则应拆下进行相应修理。
冷却水塔水流量计不受温度、压力、粘度等外界因素的影响, 污水具有流量变化大、含杂质、腐蚀性小、有一定的导电能力等特性, 测量污水的流量, 冷却水塔水流量计是一个很好的选择。它结构紧凑、体积小。安装、操作、维护方便, 测量系统采用智能化设计, 整体密封加强, 能在较恶劣的环境下正常工作。水和污水行业, 冷却水塔水流量计尤其是大口径冷却水塔水流量计具有很大优势, 得到了非常普遍的应用。
