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电磁流量计在冷却水测量中的特例及其原因分析

来源:未知 最后更新:2021-05-28
电磁流量计在冷却水测量中的特例及其原因分析,这个是个特例,我们根据这个例子给大家浅析一下原因和平时很多小伙伴容易忽视的地方,供大家参考,希望对大家的工作和学习有所帮助。
熟悉钢铁企业的人可能会知道,电磁流量计被广泛用于高炉泄漏检测以及连铸和轧制控制中的冷却水测量。冷却水的测量信号通常与设备的打开有关。任何错误的操作都会造成无法弥补的损失。测控的精度和可靠性与生产单位的设备安全,钢铁产品的节能和性能指标有关。因此,钢铁生产过程中要求电磁流量计必须具有响应速度快,灵敏度高,重复性和稳定性好以及可靠性高的特点。介绍了高炉检漏中冷却水的可靠测量以及钢铁生产中的连续轧制和铸造。
 
电磁流量计在冷却水测量中的故障案例
 
某炼钢厂连铸冷却水测量中出现故障流量。流量故障以脉冲形式变化,脉冲幅度约为130m3 / h,故障脉冲宽度约为10?13s,周期是可变的。这种故障引起系统的误报,给工厂的生产过程带来了很多不必要的麻烦。尽管电磁流量计本身具有一定的智能故障判断功能,但由于故障是不规则发生的,因此难以捕获故障发生时流体理化参数和流量计反射的噪声干扰的信息。因此,根据电磁流量计的传统方法难以判断流量输出为零的可能性,并且因此难以确定该故障的原因。
 
后来,经过现场调查,我们发现故障流量计的上游是90°弯头后的DN100管道,然后从膨胀管扩展到DN150管道,然后进入电磁流量计传感器。流量计上游直管段的长度小于5D,从DN100到DN150的扩大锥角经计算约为40°。根据现场安装的分析,初步认为,当传感器安装位置的泡沫掠过电极时,故障可能是由短时间内的零感应信号引起的。换句话说,这是一种气蚀现象,我们称之为故障气泡噪声。那么气泡是如何形成的呢?为什么模拟转换器有时看不到这一点?
二,气泡噪声的原因分析
 
显然,从安装情况看,这种情况下的实际安装情况不符合电磁流量计的安装要求。流量计上游的弯曲,膨胀管和热电偶的插入距离流量计电极的直管小于5D,这容易在电极附近产生涡旋和不对称的速度分布,并在电极中形成气泡。分离液体中的气体。从小口径(DN100)高流量(平均流量高于6m / s)的上游,到DN150管道的入射角约为40°。沿管壁的不平滑流动被膨胀的管气泡隔开。流体的流束首先收缩并以射流的形式流动,然后将流束扩散为完全展开的轴对称流。射流过程将在扩大的管的入口周围形成负压区域,因此在电极的前面会产生大量涡旋。这样,破坏了用于测量电磁流量计的中心轴对称速度的基本条件。更严重的是在电极前形成负压,涡旋会分离出气体并缓慢聚集以形成气泡。分离出的气泡通常以几乎为零的流速附着在管壁上,并且流体流动倾向于沿壁携带气泡。当气泡沿管壁移动并掠过电极时,电极上的感应信号为零,则测量输出和显示为零。在弯头和插入的热电偶的下游还将产生涡流和气体分离。高温液体在涡流产生过程中更可能蒸发并分离出气泡。这些是钢铁行业冷却水测量中容易遇到的现象。分离的气泡向下游移动,并且刷洗时间根据液体的流速,管道内壁的粗糙度,流量计衬里的光滑度,电极的形状和凸出的衬里的高度而变化。
在这种情况下,两个电磁流量计的故障时间约为10秒。为了使仪表输出稳定,电磁流量计设计了阻尼时间。仪表的阻尼是随着测得的流量变化而使仪表的测量值平滑的能力。当输入量上升到最大值时,仪表测量值不会立即从零开始达到最大值,而是需要一些时间。阻尼时间定义为从零到最大输出值的63%(或欧洲产品的90%)所需的时间。电信号的阻尼时间实际上是RC电阻电容滤波器的时间常数,这是一个整体过程。当RC = 3时,输出信号达到最大输入信号的95%。为了减小测量误差,采用了较长的阻尼时间,通常RC =(5?7)。同时,应注意的是,如果阻尼时间短,则后续的输入信号脉冲需要再次滤波,形成三角波形输出,无法达到最大稳定值。但是,阻尼时间过长,会导致仪器的响应速度慢,也就是说,灵敏度低,控制和调节的可靠性差。因此,电磁流量计的阻尼时间一般设置为3?6s。气泡噪声信号波形的脉冲幅度从最大值100%减小到零,并保持10秒钟以上。如果将一般阻尼时间设置为5s,则计算出的信号输出将下降至约40%,即原始测量输出为120m3 / h,则只能获得约50m3 / h,低于下限。工厂的警报值,从而导致错误警报。同时,由于智能电磁流量计具有空管报警功能,并自动将信号输出设置为零,当气泡刷电极时,电极电阻增大,发生空管报警,仪器继续测量输出为零。气泡摩擦电极的时间长于阻尼时间,因此形成了多个脉冲的过滤。过滤的次数由气泡摩擦电极的时间与阻尼时间之比确定。因此,该阶段的流量显示不稳定,输出波动大。

模拟电磁流量计的故障报警是由于模拟电磁流量计在信号处理过程中具有采样电路和积分保持电路,其积分时间常数由电阻电容和积分放大器确定的。模拟电路的时间常数通常相对较大。智能电磁流量计是间歇性采样,依靠软件CPU的软件设置进行数字滤波,需要设置阻尼时间,设置范围很广,从0.5?100S。通常将阻尼时间设置为小于气泡噪声的脉冲宽度。智能电磁流量计具有检测空管的功能。当电极检测到气泡时,它将发出警报,并且空管被视为无流量,并且输出显示将自动置于零状态。模拟电磁流量计通常不具有空管检测功能,无法判断电极气泡,因此不会将输出显示设置为零。因此,似乎模拟电磁流量计对气泡噪声的影响不敏感。
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