测量流体流量装置改造设计分析

测量流体流量装置改造设计分析

杨明

中核检修有限公司大连分公司，辽宁 大连116300

摘要：不论是工业生产还是日常生活，抑或是严谨的科学研究，都有流体流量测量的参与。对于复杂管道而言，测量流体流量的装置就显得更为重要。除了精准测量流体流量之外，其测量装置还能实现节能的效果。因而，对此装置进行改造优化有很大意义，但前提是要切实做好改造设计。本文主要围绕着测量流体流量装置改造设计展开研究，梳理改造设计思路，对系统结构设计做出分析，并进一步探索流体流速测量系统设计应用，以期为相关工作提供一定参考。

关键词：测量流体流量；装置改造；设计分析

引言

流体流量测量装置在生活中并不少见，如水表等，在工农业生产中占据着十分重要的地位。经常使用的有层流流量计、超声波流量计、文丘里流量计和涡轮流量计等，这些装置各有优缺点，总的来说，在流体充分发展流动时的测量精度较高，不充分时会有多种因素干扰而出现测量误差。此外，在安装上也有一定要求。若要优化测量流体流量装置的应用效果，就应当结合数字化技术，智能化技术等，对其进行改造，对其功能和性能进行发现。

1流体流量测量装置的改造思路

对于涡轮流量变送器的校验平台来说，它是以流量变送器的输出电流与它的流量之间存在着一种线性关系为基础的，首先可以对流量变送器的校验用水的流量进行测试，然后，以流过流量变送器的校验用水的流量、待校验的涡轮流量变送器的标定量程和它的校准输出电流为基础，计算出流量变送器在这个流量时的理论输出的电流的值。校验者只要在平台上按下启动键，电脑就会自动地计算出在一定的流量下相应的输出电流的数值，再与流量变送器的输出电流的数值相比较，就可以实现对流量变送器的校准，校准既简便又直接，而且在校准的时候，也不需要把检表送到原工厂去校准，这就极大地减少了校准所需要的时间，因此也就减少了对流量变送器的维修费用。

2.系统架构的研究与开发

流体流量测量平台主要包括电压稳定测试系统、数字控制系统、综合显示系统这三大部分。稳压恒流测试系统由贮水箱、稳压恒流池、稳压测量箱、阀门、水泵、等组成，并由管路连接，构成稳压测量回路和废液收集回路。该装置通过将恒定的液面维持在某一位置，使液面处于恒定状态并排除气泡。恒定压力测量箱由三部分构成：进水池、恒定压力测量箱，以及测量箱的两侧设有的溢水口。后者是便于流体从每个测量箱中流出。在稳定槽内的流体经由管路流入恒压测定进水槽时，进水槽内的液面会升高，升高到溢水口后，流体会流入测量槽内。该测量槽在其横截面是固定的，设置了一个用于观测液面水平的刻度，在该刻度到达某一特定的位置后，流体会从溢水口流入测定出水槽，最后流入贮水箱内。被测透平流量传感器采用与其相匹配的凸缘联接的方式，将其固定在稳定压力恒流槽和稳定压力测定进水槽之间。通过稳定压力恒流池与稳定压力测定入池间的流体流动时间及容积，应用公式推算出真实数值，并与实测数值对比验证。该稳压恒电流检测系统可以对汽轮机流量传感器进行人工校准。但是，在检验过程中，往往要同时进行多个阀、多个仪表的联合工作，这就导致了检验工作人员数量较多，而且，检验过程存在通讯滞后、人工定时等问题，很难确保检验的精度。数字控制系统就是将整个的检测校验流程转化为数字化的自动控制，这样就可以避免人工操作带来的种种难题，降低工作人员的数量，降低延误，提高准确率。数字控制系统包括两个部分：一是动力电源部分（含保护），二是可编程控制部分，其中动力电源部分包括配电箱、变压器、断路器、接触器、继电器等元件。可编程控制器是由西门子PLC和它的辅助装置构成的，它包括了一个网络接口，一个普通的安装导轨，一个必要的I\O卡。在PLC的逻辑程序的控制下，系统可以完成自动的检验和控制。对于检测所用的仪器，要按要求选取相应的信号转换器，并与I\O卡部件相连，实现有关的数据信息的传送。综合展示系统利用组态软件对各设备的状态和校验过程进行了直观的展示，并将各设备的状态和校验过程统一展示在主界面上。一系列的运行程序主要有：压力上升、温度上升、净化、周期预备期、启动校正、终止校正、排放和减压。要有安全系统、常规逻辑连锁等配置，使设备完备。对以上三大子系统的深入研究，可为我国核能大修中实现透平式流量传感器的在线校准提供理论依据和技术支持。确保火力发电厂汽轮机流量传感器的精度，对火力发电厂的安全生产起到了至关重要的作用。

3流体流速测量系统的设计与应用

3.1现有设备介绍

目前，红沿河核电厂REN007MD采用的涡轮流量变送器的基本参数如下：

型号 TZN16-0.25

制造厂 FAURE HERMAN

精确度 0.5

测量范围 0.025-0.25m2/h

输出信号范围 0-250L/h

输出信号范围4-20mA

长度 130mm

重量 3.5kg

连接方式 法兰

测量腔材质 316L 石墨垫片1/2”ANSI 600#

3.2改造设计

我们在初始阶段以REN007MD为研究目标，根据校准要求，测试数据具有连续性。校准时，尽量让设备与该表在实际系统中工作时的压力、温度、工艺介质等条件相一致，并且将所校准的流量计的前、后两个直管部分同轴。在平台的流量变送器的设置地点，上游管道的管径为10倍，下游管道的管径是5倍。在整流部分，根据需要有实时的监控数据。现在，红沿沿河核电站REN007MD中所使用的涡轮机流量经过测试，确认了稳压和恒流测试，可以达到人工校准涡轮机的目的。利用试验验证数字控制系统，可以将整个的检测标验过程，变成数字化自动控制，进而解决手工操作带来的种种问题，降低工作人员数量，降低延误，提升准确度。数字控制系统包括两个部分：一是动力电源部分（含保护），二是可编程控制部分，其中动力电源部分包括配电箱、变压器、断路器、接触器、继电器等元件。可编程控制部分由PLC组、电磁阀、调节阀、电子液位计、液位传感器等元件构成。利用PLC组的逻辑程序进行控制，可以达到自动校验控制的目的。还能实时采集数据，分析数据，实时控制，保证能够掌握系统状况。经过测试，该综合展示系统可以将各装置的状况和检验操作的程序用软件进行直观，并可以将全部的检查流程都集中展示在一个界面上。在此基础上，对校准台进行了进一步的改进，以满足现场校准要求，节约占地面积，增强实际应用价值。

结束语：二十一世纪是一个以优化革新为主题的时代，故而社会方方面面、各种事物都在与时俱进的进行改进与创新，对测量流体流量装置进行改造，是实现流量计校验优化的重要举措，上文主要针对测量流体流量装置改造设计思路、系统结构设计及流体流速测量系统设计应用进行了分析探讨，希望与相关人士相互交流，共同讨论。

参考文献

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