超声波流量计的测量优势

2016-09-09 08:59:52来源: dzsc
  1 前言

  超声波流量计是近十几年来随着集成电路技术迅速发展才开始应用的,相对于其它诸多原理的流量计仪表而言,超声波流量计是新兴的仪表之一。

  2 现代流量侧量的新要求

  在现代装置中,由于其测量介质的多样性及介质本身或者是工艺过程的要求,对测量往往有更高的要求,主要体现在:

  (1)宽量程比:在石化、化工中,由于工艺情况的特殊性,对某些测量点(如火炬气)要求测量仪表具有很宽的量程比。

  (2)高参数流:在某些工艺状况下,被测介质可为高参数流(超大管径、高温低温、高压、高粘,或是同时具有多个高参数) 。对于高参数流的测量,往往被视为传统测量方法的“禁区”。

  (3)低泄漏/无泄漏:不少工业装置中,部分介质(气液态)由于其特殊的物理化学性质,要求在生产的过程中做到没有泄漏或尽量减少泄露漏。

  (4)低维护量:为确保装置的连续投产,还要求仪表无需维护或极少需要维护,一旦发生故障,还可在线进行维护而不影响工艺生产。

  3 超声波流量计的优势

  常用的超声波流量计按其工作原理分类大致可分为时差法和多普勒法,其中前者占据了大多数的超声波流量计应用。

  超声测量仪表的流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度、电导率等参数的影响,又可制成非接触及便携式测量仪表,故可解决难以测量的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。

  另外,一台超声波流量仪表可适应多种管径测量和多种流量范围测量,其适应能力也是很强的。

  同其它原理的流量计相比,超声波流量计一般量程比可达300: 1,超宽的量程比可达1500 ∶1,不产生压损,全线性测量范围以及低维护的特点。

  当超声波流量计在气体应用时,由于存在诸多技术难点,如气体的声阻抗远小于超声波探头的声阻抗从而造成超声波信号信噪比过低等,使得大多数超声波流量计生产厂家无法涉足气体应用。但也有少数厂家凭借其出色的研发能力与独特的处理技术在气体应用领域独领风骚。如EMERSON Daniel公司和GE Panametrics公司等世界知名厂商,在国内报道的有上海同济大学研制,上海宝音电子有限公司推出的WZ系列超声流量计。

  4 应用实例

  基于上述超声波流量计的诸多优点,它正越来越多地应用于各类工业装置中。

  上海赛科( SECCO)位于上海化工园区,是中国现有最大的乙烯及下游产品的生产基地,其测量仪表选用中,采用了较多的超声波仪表,用于工艺介质(气/液体) 、火炬气及循环水的测量。下面对应用较好的场合举几个例子。

  4. 1 超声波流量计用于物料气和饱和蒸汽混合气体的测量

  赛科( ( SECCO)某装置中的一物料蒸汽为混合气体和水燕气共存,测量要求压损小,且物料中含有细小液滴,用其它差压式仪表难以测量,难以解决小液滴的粘附,由于超声波流量计是采用声速测量原理,解决了该物料测量的难点,得到良好的应用。

  据中国铝业公司中州分公司介绍,目前超声波流量仪表广泛使用在煤气、压缩空气、二氧化碳气体等气体的计量中,从根本上解决了煤气中的煤焦油、压缩空气中的水分及高温高压、二氧化碳气体中杂质的影响。

  4. 2 超声波流量计用于火炬气的测量

  火炬气组分变化不定,且管径大、压力低,当组分变化剧烈时一般流量计难以测量。火炬气的量程变化大,在工艺正常的情况下,火炬气的流量相对较低。当某一装置出现异常,火炬气流量会有较大幅度的上升。如遇紧急情况,火炬气的排放可能达到80m / s以上。这就要求测量仪表能够适应组分变化,井且具有很宽的量程比,一台仪表可以覆盖火炬气的整个流量范围。

  SECCO选用了火炬气超声波流量计具有及高的量程比( 1500: 1 ) ,不但可以适应组分的剧烈变化,而且还可以测最介质的分子量。更精确的质量流量数据以及对火炬气成份更准确的了解可以改善装置运行的效率;这包括,对火炬气喷嘴处燕汽注入量的准确测控;火炬气泄漏的快速查找;工艺控制隐患的及早发现以及工厂工艺的精确平衡。该流量计还配置在线插拔装置,使得在工艺管线正常工作的情况下拆装探头进行清洁维护,大大减轻了维护量。

  在SECCO类似的应用还有某些组分有变化的应用。

  4. 3 超声波流量计用于循环水和废水的测量

  鉴于液体超声波流量计的适用范围很宽(管外径从12mm到5m,甚至更大) ,赛科选用了多台超声波液体流量计测量循环水, 管径从DN80 到DN1000。所选仪表采用声波导技术,可以承受各种极端工艺条件(耐温范围; - 200℃到600℃;耐压范围:可与工艺法兰同级) 。

  据报道上海城市污水处理一期工程采用的也是超声波流量计。

  5 设计选用时注意

  (1)超声波流量计用于气体计量的精确测量时,要带温度、压力补偿。

  (2)超声波流量计夹装式传感器夹在管壁外面,其优点是对管道材质要求低(管道材料可以是金属、塑料和玻璃等)。 但价格未必比插入式的便宜,因为,前者的探头价格较贵。

  (3)超声波流最计用于测量蒸汽、火炬气和混合气体等介质,由于测量精度要求较高,故需带测量管。

  (4)超声波流量计在应用时,对测量气体和液体,仪表前后直管。

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编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016090917163.html
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