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流量仪表的热点
点击次数:发布时间:2011-06-29 08:42

 二 热点

    1. 电磁

        依据法拉弟电磁感应定律,即当导体在磁场中切割磁力线时,将在二端感应电动势,其巨细与流速成正比,据此可测流量值。最大长处是管道中无任何阻力件,可测液固二相流、纸浆、矿浆、煤浆……简直没有压损,对直管段要求较小(上10D,下3D),准确度可达+/-0.5%。测量局限可达50:1,口径可大至3米……。从市场发卖台数虽未必超越差压式,但其发卖额居流量仪表市场俊已是公认的现实。

        电磁流量计虽有很多长处,但在国外市场已近饱合,CAGR已低至1.92%,而国内市场据美国ARC征询公司评价因为中国近年来加大在水处置、矿业、造纸、制药……等行业的投资力度。电磁流量计国内的CAGR将到达10.7%,自2003年发卖0.46亿美元到2008年的0.77亿美元。但愿不只是产值的增进,照样质量的进步、品牌的立异!

    2. 超声

    依据超声波在管道中传达时,顺流向声波速度增大、逆向减小道理,测得时差巨细即可知流体流速推算流量。因为气体的声阻大于液体,气体超声波注量难度大于液体,据美国GE公司引见承受反射回来的信息能量仅为发射的万分之一,而时差仅10-9~10-12秒。近年因由于在动力泉构造中,自然气的比重日益加大!因为超声波气体流量计的精确度可达+/-0.5%以上,量程比几十比一,口径可大至2米以上,是自然气商务计量、商业结算很幻想的流量计,我国西气东输工程较主要的商业结算采用了几十台。

    当前国外的公司有Instromet(荷)、GE、Emerson、Controlotrom(美)、Krohne(德)、昌民(韩)均有产物;我国在1985年即开端研制曾有样机进行了实验,上海宝音、维思、唐山美伦、天津亿环、北京昌民(合伙),均称已有产物,但据调查在现场使用中仍有缺乏之处,有待改良。

    外夹式流量计因便于装卸维护颇受用户喜爱,GE资深流量专家Matson透露表现,曩昔因超声波穿过管壁能量损掉及折射角等问题,使其难以问世,现美国Controlotron采用了宽束技能(Wide Beam)TM,使难题得以处理并已可供应1010GC、1010GCS系列外夹式产物,但管道内气体压力不得小于60Psig(约4.22kg/cm2)。而GE公司采用了联系关系标志法(Correlation Method)打破了这一限制推出的CTF878外夹式,可以测大气、压液气体等任何气体。这使它可无需在管道开孔可使用于有侵蚀性、有毒、高纯、无菌……等气体的流量测量。

    3. 科氏

    道理是当m以速度v在一个扭转系统中活动时,在质量m大将效果有向心力及切向的哥氏力,其巨细取决质量m及流速v,如测得哥氏力即可知质量流量。为测哥氏力,必需鼓励管道发生振动,体积非常重大。口径0.2米,高度即达2米,因此口径难以超越0.25米,而准确度可高达+/-0.5%以上,且可以直接测量质量流量及密度,运用户不只可获知流体的容积并且可调查其构成。这是化学工业使用的一个主要特点,其次,维护本钱极低,运用多年可无需从新校验,对直管段长度没要求。这些长处令其成为颇其开展  力的流量仪表。出产厂家国外有美国的MicroMotion(Emerson)、德国的Krohne我国有山西太行、浙江乐清。

    因为技能的开展,科氏流量计的使用范畴已从测油品、液体矿浆扩展到气体。美国燃气协会(AGA),以为科氏很适于测自然气,特殊是紧缩自然气加气站的商务计量,因为自然气在动力泉中的比重加大,为科氏在开展供应了很大的开展空间。据美国ARC征询公司评价,近几年国际市场科氏会大幅增进,2007年发卖额将达6.27亿美元,CAFR达7.6%,仅次于超声。

    在计量上,科氏与超声有较大的互补性,科氏常用口径为2寸左右,占90%,凡间最大口径到6寸(150毫米);而超声不合用于太小的管径。因为科氏的价钱较贵,(在一样口径下为电磁的10倍)。我国多用容积式或涡轮替代,但维修、按期校验量较大,只需科氏价钱恰当,在我国的市场生机照样较大的。

    4. 二相流

    为进步效率,降低本钱,接纳管道保送口顺现代工业运输中获得普遍地使用,二相流的流量测量已日益急迫有待处理。

    a 液固二相

   电磁流量计已可处理含有纤维、固体的液体流量,如矿浆、煤浆、货浆、泥浆、污水……等等。

    b 气固二相

    因为气流中固体的冲刷、磨削,只能接纳非接触式,我国兰州同位素研讨所,曾用同位素处理这一课题,但触及环保等问题已很少采用。当前德国SWR公司推出了一系列微波气固二相流量计,较成功用于各类现场。

    其道理为装置在管道上的传感器、发射的微波束,穿过管道中的气固二相流,固体物流将减弱局部微波,经过测反射回来的微波能量可知固体流量。据SWR公司称可测固体颗粒自1纳米至1厘米,流量可大  每小时数百吨,准确度+/-2~5%,装置简洁,仅在管道上钻约20毫米圆孔,焊上接头即可。

 

    c 气液二相

    我国早于20多年前已从事此课题研讨,天大、浙大、西安交大均有实验室研制,但至今仍未有产物面向市场,因为自然气开采特殊是海上平台,难以采用别离器,急迫等待供应气液二相流量计,当前遍及采用的是用二台分歧型号的差压流量计,串联测量,从二个读数来解流体中气液的容积比,我国杰拉气田购置了一台14\"英国     公司供应的MK1型湿气二相流量计,报价14.4万英磅,约230万人民币,  国内厂商估量出产本钱但是数万元。

    拥有自立常识产权,复兴民族仪表工业刻不容缓啊!

    5. 热式

    基于传热正比于流速的道理,经过测热源泉温度的转变测量流量的仪表首要有二种型式:(1)热散布式,热源处于管道外壁,管径较小,外径4~25毫米最小流量可0.3升/小时、多用于测细小流量。(2)浸入式(刺进式)热源泉管道内,与流体直接接触,多用大管道气体流量测量,近几年倍受存眷,从MICONEX参展来看,2001年仅3家,2005年已达19家。这种仪表的长处是直接可测质量流量,活络度高于测气体流速低至1m/s,补偿了差压式无法测低速的不是,且不易梗塞。它是使用范畴宽广,如取暖、环保、流程工业中低速常温气体流量测量。缺乏是精确度受流体组分影响,流体温度不宜超越200℃;热源会影响四周温度场,反映速度达1秒,不合用于工控系统。而比来调查到美国矽翔科技公司(Siaqo .Ltd)推出的一种以MEMS芯片做热敏元件的刺进式热式流量计,改善了它的功能,这种MEMS芯片仅4×2毫米,上刻有微热源、上下流温度检测件。经过测气体流过芯片的温度场转变来调查流速巨细以推算流量,因为热源极小不致影响管道中的温度场,也将影呼应工夫进步到了0.1秒,改善了调理易质也可用于工控系统。

    6. 新型节省安装

    经典节省安装任务牢靠,可接受恶劣的工况,孔板可干标等长处,长时间以来获得用户的信赖、占流量仪表市场份额60~70%。但不合用于二相流,并且要求直管段过长,现场难以包管,呈现了一系列环形通道节省安装。

    (1)环形孔板,美国上世纪60年月推出它不只合用于二相流,并且对直管段长度要求较短,但压损太大。

    (2)上世纪八十年月中期,美国推出了内锥式流量计(V-cone),可以处理上述二个问题,但内锥并非白璧无瑕,仍存在以下问题:
    (a)力学构造为悬臂,易发生振动。
    (b)取压点不合理,P1未必可反映整个截面的压力,P2处于锥体后漩涡区,压力有动摇,且传压管易梗塞。
    (c)直管段要求0~3D未必可行,7~10D较合理。
    (d)尾锥后为漩涡,能量转换是不成逆的,动能不成能无损恢复为位能,不是节能仪表。

    (3)梭式,针对以上问题改良的专利产物

    (a) 采用三支杆固定流件----梭体。
    (b) 充沛思索直管段缺乏时流速散布不平均性,在环形通道中,接纳测多点(9~12)总压。
    (c) 尾锥不会发生漩涡,动能可平稳转换为位能,压损小,可节能。

    7. 二次表智能化

    (1)影响流量测量的要素良多,核算繁琐,因为微电子、核算机技能的飞速开展,这一切就变得简略,可顺应用户的各类要求。

    例如,占流量仪表一半市场以上的差压式流量计量程比只能为3:1,采用智能式差压变送器后,就可将量程比扩展到几十比1。

    (2)依据用户的要求,二次表可经过智能化具有很多功用,好像时显示瞬时、累计流量;疾速进交运算;工况及时赔偿;系数及时批改;下限计费功用;分时计费;停电记载;准时抄表;自诊断;模仿数字兼容通信……

    (3)近期德国Krohne公司推出的Optiflux电磁流量计,就具有十多种自诊断智能功用,使其任务更为牢靠,功能进步,据称准确度可达+/-0.2%。

    可以估计,二次表的智能化、多功用化是流量仪表研发中一个具有很大开展潜力的课题!

    8. 大管道气体流量的检测与校验

    三 见言絮语

    1. 开展趋向

    (1) 构造日趋简练,从当时开展最快的三种流量仪表(电磁、超声、科氏)来看,机械构造都非常简练,管道内既无转变件,又无节省件。(2)功用力图完美,跟着微电子、核算机、通信技能的飞速开展,流量仪表多功用日益完美、多样,不少机械局部难以处理的问题,依托电子软件则水到渠成,如Krohne的智能电磁流量计,不少超声流量计不只可测流量,还可测流体密度、组分、热能……等等。(3)装置日益简洁,工业主动化水平越高,用户越欢送采用装置维护简洁的产物,这也是刺进式,外夹式仪表日益热销的缘由。

     2. 国产化刻不容缓

    据调查我国近年来进口仪器仪表约130亿美元,出口约30亿美元(多为低附加值的电工仪表、家用水表、气表),国内大型工程选用国外仪表占2/3,而其价钱为国产5~10倍,我国大型流量仪表工业首要依托国外技能,缺乏拥有自立常识产权认识,立异乏力;主动化仪表国产化刻不容缓!

    3. 种类多,选用要脚踏实地

    流量仪表种类、类型较多,准确选用并非易事,建议:(1)不要轻信厂商宣传,厂商为利所图,往往对仪表的技能目标言过其实,选用时要理性剖析这些参数的根据,有无查验证实。(2)按需拔取,勿追求高目标,如不是用于商务计量,商业核算,精确度要求可以降低如工控系统的检测,监仪表,反复性好就可以了。(3)具体思索经济目标,仪表的经济性并非限于一次购置费用,还要思索装置维修(停产损掉),能否节能(长时间运转费)等要素。
 

 
  
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