1998年,国家出台了天然气汽车发展规划和鼓励发展天然气汽车产业的优惠政策,加大了资金的投入,在全国掀起了发展天然气汽车和建立CNG(压缩天然气,25MPa)充气站的高潮。这项工程的启动使压缩天然气的准确计量成为急需解决的问题之一。目前国外压缩天然气的计量主要采用高压型科里奥利质量流量计,该流量计准确度高、使用方便,但因其价格较高,地限制了在我国的推广应用。因此,国产化高压气体科里奥利质量流量计的研制有着十分重要的意义。
中国测试技术研究院在国内率先研制成功了具有自主知识产权的高压型气体科里奥利质量流量计,并已成功地应用于CNG售气机。
科里奥利质量流量计是利用流体流过运动管时产生的科氏力来测量流体的质量流量,就其结构而言(指振动管),可分为弯管与直管、单管与双管。在弯管中,又可分为双U型、双重环型、Ω型、B型、J型、S型等。下面以我们设计的T型管质量流量计为例,说明科里奥利质量流量计的工作原理。
在结构上采用T型流管结构,这使得在同样的结构尺寸情况下提高了质量流量测量的灵敏度;采用有限元分析技术设计流管形状尺寸,使流管工作在佳工作谐振频率,提高了流量计对外界振动干扰的抑制能力。在测量电路中采用对称差动测量技术,抑制了信号中的二次和三次谐波分量,提高了测量的信噪比,实现了时间差Δt的测量,变送器的软件编写采用了的PL/M语言,使得整个软件在结构优化、运行效率、可靠性和可扩充性方面具有较好的性能。
计算出管道外径的1/2,加上12.7mm(0.5英寸),在流量元件探杆上标出这一长度(自RTD端部开始计算)。将流量元件紧固件插入过程接头,按ANSI B16.5力矩规格拧紧,并使用适量密封剂。在个标记上标出测量过程接头和拧紧的紧固件整体高出管道的尺寸。插入流量元件,调整其位置,使第二个标记位于紧固件上平面,这样就使流量元件超过管道中心线12.7mm;同时,使流量箭头的小平面与过程介质流动方向平行(±1°),并使箭头指向过程介质的流动方向。用扳手卡住紧固件,将紧固件螺栓拧紧后再拧11/4圈,这样,流量元件就密封固定安装到位了。
因传统(4~20)mA的I/O产品对变频驱动设备等产生的高频噪声干扰较为敏感,且现场的电气高频噪声污染较为严重。避免仪表信号传输回路遭受干扰,对输出信号电缆采用屏蔽电缆,且屏蔽层在靠近变送器一端接地,DCS机柜一端包裹保护起来(另外,控制系统机柜组的交流电源接地、直流电源接地、电缆屏蔽层接地和机柜接地在柜内保持彼此分离,并且接地网与工厂防雷接地网等相对立)。
供水计量仪表的选择,对供水、准确计量及建设成本核算至关重要。经过近几年实际运行和观察对比,我们认为电磁流量计优于其他计量仪表。笔者结合实际工作中市政给水接驳工程的设计、施工,就电磁流量计水表组设计中表径选择的一些特例谈点具体做法
我们在对用户用水接驳设计中发现,根据用户用水量选择管径或表径时,出现一些因用水性质不同而需要综合考虑的情况。如开发区某新建医疗器械厂,用水分为生产用水、生活用水和消防用水,其中办公、生产大用水量为7.62m3/h,未预见水量按15%计为1.14m3/h,空调补充水量5m3/h,合计大用水量为14.76m3/h。按照生产、生活用水量,应安装一组DN80水表组,此时管内水流速度为0.83m/s。
生产、生活及消防用水若合装一个DN150电磁流量计水表组,依据消防规范中当生产、生活用水达到大用水量时仍然要消防用水量的原则进行管网消防校核,所需的消防水量和水压满足要求。消防用水只在火灾时使用,当平时消防系统未启动时,管内供给企业的主要是生产、生活用水,此时管内水流速度为0.22m/s<0.3m/s,不能满足电磁流量计对流速范围的要求,即不能对生产企业用水量实行准确计量,这是供水企业所不愿意的。这种因用水性质造成管内水流速度不匹配而需用户安装两组计量仪表的事例在实际工作中是经常能遇到的。
异径管无法满足锥度要求,订制加长的渐扩或渐缩管。如开发区某大型外资企业依据其用水量原设计选择DN600电磁流量计水表组,企业向供水中心提出水表组的建设费用,以及因电磁流量计直管段的要求使水表房过于狭长的缘故,我们考虑采用选择小甚至二级管径尺寸的电磁流量计,水流速度均在其允许范围内。依据标准图集异径管尺寸计算,DN600×400异径管中心圆锥角为20.42°,DN600×500异径管中心圆锥角为16.03°,均大于15°,不符合产品设计要求。因此订制非标的渐扩或渐缩管,加长异径部分的长度,使中心圆锥角减少到锥度要求以内。