差壓式流量計采用傳統分體式測量的缺點分析:
分類:技術文章 發布時間:2014-04-17 11:51:49
對于差壓式流量計而言,當采用分體式(差壓變送器+壓力變送器+溫度變送器)測量介質的流量的時候,經常會出現許多很容易忽略的一些問題如下: 一:差壓式流量計廠家一般是根據現場設計人員提出的數據如:流量、壓力、溫度、口徑、介質等參數來進行差壓式流量
對于差壓式流量計而言,當采用分體式(差壓變送器+壓力變送器+溫度變送器)測量介質的流量的時候,經常會出現許多很容易忽略的一些問題如下:
一:差壓式流量計廠家一般是根據現場設計人員提出的數據如:流量、壓力、溫度、口徑、介質等參數來進行差壓式流量計的計算與加工,同時出具差壓式流量計計算書。在測量流量的時候再按照計算書中的數據把對應的差壓、壓力、溫度變送器等相關參數設定好,由DCS或是流量積算儀進行二次運算計算出對應的流量。
在上述的過程中,發現經常會出現下列情況,其實際的工藝參數和當初現場設計人員提供的原始工況數據往往相差甚遠,例如:差壓式流量計設計工作壓力為1Mpa,實際工作壓力卻只有0.5Mpa左右,這時候在實際流量比較接近最大設計流量的情況下,實測差壓值可能已經超出計算書的最大差壓值了,差壓變送器實際已經是超出設計差壓量程,輸出電流已經20mA以上了,而流量積算儀或PLC、DCS等設備上所看到的流量是壓力、差壓與溫度三者遵循一定的公式計算出來的流量值,當差壓變送器超限輸出時,流量軟件就會僅按照20mA對應的差壓最大量程值進行計算。這時的流量值已經不是實際流量值了, 而這時實際顯示工況流量并未超出當初設計的最大流量時,現場人員往往無法察覺流量值的錯誤性,進而給工業生產帶來很大的誤導。
霍尼韋爾多變量變送器SMV3000卻可以很好的有效地解決上所述問題的發生。只要實際差壓、壓力未超出多變量的最大可調教量程(如SMA125的最大DP100Kpa,最大AP5.25Mpa),同時工況最大流量也未超出原始設計流量的情況下,SMV3000依然可以根據實測的壓力、差壓值非常準確的輸出正確的實際流量值。即所謂的流量自調整。
二:霍尼韋爾SMV3000多變量變送器集成的是一臺高達400:1量程比的超級傳感器,涵蓋從微差壓到中差壓的全段量程,測量精度更高,帶來更高的相對測量精度與更少的庫存與更換成本。
這一點經常會被忽略,當流量是最大流量的1/4 或是1/10的時候,差壓變送器是工作在1/16與1/100的調校量程點,而普通的中差壓變送器經常本身就被調校在最大量程的下限點,這個時候的測量精度會非常的差,導致的結果就是流量誤差很大。采用中差壓誤差會較大,微差壓往往量程又太窄而無法滿足要求。量程比寬
三:壓力測量部分,SMV3000多變量變送器集成的是一只絕壓變送器。所有的差壓式流量計的流量計算都是按絕對壓力值計算的,而現場絕大多數的用于壓力補償計算的壓力變送器采用的是表壓壓力變送器,在測量低壓介質流量的時候,大氣壓的變化對測量的影響就會非常的明顯,最終體現在流量方面就經常會造成3-5%左右的流量誤差,甚至更多。絕壓和差壓零點一致性
四:當發現實際流量超出設計流量最大值時,這時一般要找到節流件生產廠家根據現場的實際工藝參數重新出具一份計算書,現場工程師要重新調整現場變送器的量程,然后由DCS廠家重新調整控制系統流量計算數據包內的數據,同時修改上位機內的量程范圍,這個過程中需要協調聯動的部門人員非常多,耗費大量的時間與人力,嚴重影響了生產。而當采用SMV3000多變量變送器的時候,過程就變得非常的簡單了,只需要用手操器把SMV3000多變量變送器內的最大流量值這一個參數修改即可,同時對應修改DCS內的對應量程即可。簡單快捷,節省了大量的時間和人力。流量自整定
流量與壓力、溫度、物(液)位作為現場重要的四大數據,與壓力、溫度、物(液)位最大的不同就是:其它參數很多時候能夠穩定、正確跟蹤變化趨勢即可,精度很多的時候要求不是特別的高,精度稍差一些對工業生產的影響也不是非常的大。而流量有別于上述幾大參數的最大不同就是,流量測量值是一直在累加的,瞬時流量的些許誤差就會因為流量的累加特性而被放大。這對于工業的能源計量、生產考核的影響就會非常的明顯。如:10000Nm3/h的瞬時氣體流量,哪怕僅增加1%的誤差,一年下來就會增加876000標準方的誤差。這對于價值昂貴的介質來說,損失是非常巨大的。
而多變量變送器因為減少了2/3的現場與電氣設備,精度可得以大幅的提高,這對于現場的的精確控制與成本節省帶來了相當可觀的效能!精度的實現在于減少系統誤差
差壓式流量計在使用中所經常面臨的使用難點與誤區
一:常規分體式測量方式的難點
1.差壓變送器的選擇
常規的差壓變送器雖然很多廠家宣稱的最大量程比是100:1,但是其真實的有效量程比一般為10:1,在低差壓測量時誤差較大,而流量值與差壓值是開放對應的關系,當流量計工作在十分之一最大流量時,差壓變送器已經工作在調校量程的百分之一!當流量計廠家從成本考慮選用中差壓變送器時,因其實際有效量程比較低,低流量測量時的精度已經很差了。而如果選用微差壓變送器,受限于微差壓變送器過小的量程范圍,一旦最大流量超出上限值,又需要更換變送器。故,普通分體式的差壓變送器通用性受限,或庫存備件加大。
2.壓力變送器的選擇
在流體壓力較低的時候較難選擇,或是費用較高。在許多的現場往往采用的是表壓變送器來進行壓力補償,而表壓變送器其實是一臺差壓變送器,其所測量的是相對于當地大氣壓之差的一個壓力值,即使管道內的壓力恒定時,大氣壓的變化也會引起輸出的變化。而差壓式流量計的計算基礎是絕對壓力值。當需要測量低壓管道內的壓力的時候即使選用了相對精度更高的差壓變送器來測量,大氣壓變化所引起的誤差依然不可避免。現在大家在測量低壓介質流量的時候已經開始意識到了這個問題,進而選用了絕壓變送器來進行壓力補償。
3.施工比較繁雜,故障點也相對較多。
現場有大量的閥門管件、接頭配管、三閥組、和安全柵、DCS卡件等方面的安裝與連接,
整個系統有多達最少9個可能硬件故障點(3臺現場測量表、3只隔離模塊、3個AI卡件),出錯的概率較高,且排查過程繁瑣,后期的維護量也較多。另外對整套流量系統精度的影響也較大,因為9個硬件的加權精度才最終決定了流量值的精度。
5.從流量顯示端看到的是流量結果,流量失真的時候經常難以察覺,僅憑經驗判斷常會被誤導。
當差壓、壓力、溫度超限或是出現故障,或是其它連接部位出現故障時時,往往難以察覺,經常會被錯誤的數據一直誤導。
霍尼韋爾SMV3000多變量變送器優勢
1:精度優勢
逐點動態補償技術:使用實時全參數動態數字補償,而非普通積算儀的趨勢參照修正。
霍尼韋爾的逐點動態修正技術, 利用對壓力、溫度、流量系數、氣體膨脹因子、粘度流量系數、氣體膨脹系數、溫度膨脹系數、速度系數、粘度、密度等參數進行實時修正,提供更好的準確性。
動態算法使多變量變送器提供了比積算儀和通用組態軟件更高的精度量程比。
一體化標定精度均優于單獨標定傳感器的精度,對低流速/低差壓,大量程比,高精度的應用,采用一體化標定是更實用的一種解決方案。
2:功能優勢
更少的變送器,更少的布線,更少的開關和閥門,節省安裝成本。多變量變送器直接輸出補償好的線性輸出4~20mA瞬時流量,接入流量計算儀或DCS更方便。節省系統資源。測量信號出現異常時也能及時報警輸出,可及時排查故障,有效的避免了錯誤流量值的誤導。
3. 高達400:1量程比的超級傳感器,涵蓋從微差壓到中差壓的全段量程,帶來更高的相對測量精度與更少的庫存與更換成本。
A.幫助差壓式流量計帶來確保良好精度的更大量程比。
B.更好的通用性能帶來更少的備品備件,大幅降低間接成本。
4. 絕壓測量
備有更精準的小量程絕壓傳感器可選,對于低壓氣體管道的壓力測量帶來更高的相對精度。同時避免了當地大氣壓變化對壓力補償值的影響
3. 提供標準的補償方式算法(Standard Compensation)
A.標準補償支持幾乎任何差壓式的節流元件。給用戶帶來最大程度的選擇自由
B.極其方便、簡潔、快速的組態
5熱電阻和熱電偶可選
獨有的熱電偶\熱電阻可選功能,更好滿足更高溫度測量的選擇范圍
6.過熱蒸汽,飽和蒸汽的計算公式的自動切換
工業工程上應用的水蒸氣大多處于剛剛脫離液態或離液態較近,它的性質與理想氣體大不相同。水蒸氣的物理性質較理想氣體要復雜的多,水蒸氣在應用過程中由于參數的變化,
會發生物態變化,如過熱蒸汽變與飽和蒸汽的來回轉換。故不能用簡單的數學式子加以描述。所以,在以往的工程計算中,凡涉及水蒸氣的狀態參數數值,大都從水蒸氣表中查出。
SMV3000已經裝入了ASME標準的蒸汽數據表。
SMV3000不需要客戶先判別蒸汽的狀態是飽和蒸汽或是過熱蒸汽
SMV300可根據實測的壓力和溫度自行判斷蒸汽的狀態,再根據不同的數表用不同的公式計算。
7.提供更加精確的動態修正補償算法
補償以下參數從而提高質量流量精度:流量系數、氣體膨脹因子、粘度流量系數、氣體膨脹系數、溫度膨脹系數、速度系數、粘度、密度等。
一:差壓式流量計廠家一般是根據現場設計人員提出的數據如:流量、壓力、溫度、口徑、介質等參數來進行差壓式流量計的計算與加工,同時出具差壓式流量計計算書。在測量流量的時候再按照計算書中的數據把對應的差壓、壓力、溫度變送器等相關參數設定好,由DCS或是流量積算儀進行二次運算計算出對應的流量。
在上述的過程中,發現經常會出現下列情況,其實際的工藝參數和當初現場設計人員提供的原始工況數據往往相差甚遠,例如:差壓式流量計設計工作壓力為1Mpa,實際工作壓力卻只有0.5Mpa左右,這時候在實際流量比較接近最大設計流量的情況下,實測差壓值可能已經超出計算書的最大差壓值了,差壓變送器實際已經是超出設計差壓量程,輸出電流已經20mA以上了,而流量積算儀或PLC、DCS等設備上所看到的流量是壓力、差壓與溫度三者遵循一定的公式計算出來的流量值,當差壓變送器超限輸出時,流量軟件就會僅按照20mA對應的差壓最大量程值進行計算。這時的流量值已經不是實際流量值了, 而這時實際顯示工況流量并未超出當初設計的最大流量時,現場人員往往無法察覺流量值的錯誤性,進而給工業生產帶來很大的誤導。
霍尼韋爾多變量變送器SMV3000卻可以很好的有效地解決上所述問題的發生。只要實際差壓、壓力未超出多變量的最大可調教量程(如SMA125的最大DP100Kpa,最大AP5.25Mpa),同時工況最大流量也未超出原始設計流量的情況下,SMV3000依然可以根據實測的壓力、差壓值非常準確的輸出正確的實際流量值。即所謂的流量自調整。
二:霍尼韋爾SMV3000多變量變送器集成的是一臺高達400:1量程比的超級傳感器,涵蓋從微差壓到中差壓的全段量程,測量精度更高,帶來更高的相對測量精度與更少的庫存與更換成本。
這一點經常會被忽略,當流量是最大流量的1/4 或是1/10的時候,差壓變送器是工作在1/16與1/100的調校量程點,而普通的中差壓變送器經常本身就被調校在最大量程的下限點,這個時候的測量精度會非常的差,導致的結果就是流量誤差很大。采用中差壓誤差會較大,微差壓往往量程又太窄而無法滿足要求。量程比寬
三:壓力測量部分,SMV3000多變量變送器集成的是一只絕壓變送器。所有的差壓式流量計的流量計算都是按絕對壓力值計算的,而現場絕大多數的用于壓力補償計算的壓力變送器采用的是表壓壓力變送器,在測量低壓介質流量的時候,大氣壓的變化對測量的影響就會非常的明顯,最終體現在流量方面就經常會造成3-5%左右的流量誤差,甚至更多。絕壓和差壓零點一致性
四:當發現實際流量超出設計流量最大值時,這時一般要找到節流件生產廠家根據現場的實際工藝參數重新出具一份計算書,現場工程師要重新調整現場變送器的量程,然后由DCS廠家重新調整控制系統流量計算數據包內的數據,同時修改上位機內的量程范圍,這個過程中需要協調聯動的部門人員非常多,耗費大量的時間與人力,嚴重影響了生產。而當采用SMV3000多變量變送器的時候,過程就變得非常的簡單了,只需要用手操器把SMV3000多變量變送器內的最大流量值這一個參數修改即可,同時對應修改DCS內的對應量程即可。簡單快捷,節省了大量的時間和人力。流量自整定
流量與壓力、溫度、物(液)位作為現場重要的四大數據,與壓力、溫度、物(液)位最大的不同就是:其它參數很多時候能夠穩定、正確跟蹤變化趨勢即可,精度很多的時候要求不是特別的高,精度稍差一些對工業生產的影響也不是非常的大。而流量有別于上述幾大參數的最大不同就是,流量測量值是一直在累加的,瞬時流量的些許誤差就會因為流量的累加特性而被放大。這對于工業的能源計量、生產考核的影響就會非常的明顯。如:10000Nm3/h的瞬時氣體流量,哪怕僅增加1%的誤差,一年下來就會增加876000標準方的誤差。這對于價值昂貴的介質來說,損失是非常巨大的。
而多變量變送器因為減少了2/3的現場與電氣設備,精度可得以大幅的提高,這對于現場的的精確控制與成本節省帶來了相當可觀的效能!精度的實現在于減少系統誤差
差壓式流量計在使用中所經常面臨的使用難點與誤區
一:常規分體式測量方式的難點
1.差壓變送器的選擇
常規的差壓變送器雖然很多廠家宣稱的最大量程比是100:1,但是其真實的有效量程比一般為10:1,在低差壓測量時誤差較大,而流量值與差壓值是開放對應的關系,當流量計工作在十分之一最大流量時,差壓變送器已經工作在調校量程的百分之一!當流量計廠家從成本考慮選用中差壓變送器時,因其實際有效量程比較低,低流量測量時的精度已經很差了。而如果選用微差壓變送器,受限于微差壓變送器過小的量程范圍,一旦最大流量超出上限值,又需要更換變送器。故,普通分體式的差壓變送器通用性受限,或庫存備件加大。
2.壓力變送器的選擇
在流體壓力較低的時候較難選擇,或是費用較高。在許多的現場往往采用的是表壓變送器來進行壓力補償,而表壓變送器其實是一臺差壓變送器,其所測量的是相對于當地大氣壓之差的一個壓力值,即使管道內的壓力恒定時,大氣壓的變化也會引起輸出的變化。而差壓式流量計的計算基礎是絕對壓力值。當需要測量低壓管道內的壓力的時候即使選用了相對精度更高的差壓變送器來測量,大氣壓變化所引起的誤差依然不可避免。現在大家在測量低壓介質流量的時候已經開始意識到了這個問題,進而選用了絕壓變送器來進行壓力補償。
3.施工比較繁雜,故障點也相對較多。
現場有大量的閥門管件、接頭配管、三閥組、和安全柵、DCS卡件等方面的安裝與連接,
整個系統有多達最少9個可能硬件故障點(3臺現場測量表、3只隔離模塊、3個AI卡件),出錯的概率較高,且排查過程繁瑣,后期的維護量也較多。另外對整套流量系統精度的影響也較大,因為9個硬件的加權精度才最終決定了流量值的精度。
5.從流量顯示端看到的是流量結果,流量失真的時候經常難以察覺,僅憑經驗判斷常會被誤導。
當差壓、壓力、溫度超限或是出現故障,或是其它連接部位出現故障時時,往往難以察覺,經常會被錯誤的數據一直誤導。
霍尼韋爾SMV3000多變量變送器優勢
1:精度優勢
逐點動態補償技術:使用實時全參數動態數字補償,而非普通積算儀的趨勢參照修正。
霍尼韋爾的逐點動態修正技術, 利用對壓力、溫度、流量系數、氣體膨脹因子、粘度流量系數、氣體膨脹系數、溫度膨脹系數、速度系數、粘度、密度等參數進行實時修正,提供更好的準確性。
動態算法使多變量變送器提供了比積算儀和通用組態軟件更高的精度量程比。
一體化標定精度均優于單獨標定傳感器的精度,對低流速/低差壓,大量程比,高精度的應用,采用一體化標定是更實用的一種解決方案。
2:功能優勢
更少的變送器,更少的布線,更少的開關和閥門,節省安裝成本。多變量變送器直接輸出補償好的線性輸出4~20mA瞬時流量,接入流量計算儀或DCS更方便。節省系統資源。測量信號出現異常時也能及時報警輸出,可及時排查故障,有效的避免了錯誤流量值的誤導。
3. 高達400:1量程比的超級傳感器,涵蓋從微差壓到中差壓的全段量程,帶來更高的相對測量精度與更少的庫存與更換成本。
A.幫助差壓式流量計帶來確保良好精度的更大量程比。
B.更好的通用性能帶來更少的備品備件,大幅降低間接成本。
4. 絕壓測量
備有更精準的小量程絕壓傳感器可選,對于低壓氣體管道的壓力測量帶來更高的相對精度。同時避免了當地大氣壓變化對壓力補償值的影響
3. 提供標準的補償方式算法(Standard Compensation)
A.標準補償支持幾乎任何差壓式的節流元件。給用戶帶來最大程度的選擇自由
B.極其方便、簡潔、快速的組態
5熱電阻和熱電偶可選
獨有的熱電偶\熱電阻可選功能,更好滿足更高溫度測量的選擇范圍
6.過熱蒸汽,飽和蒸汽的計算公式的自動切換
工業工程上應用的水蒸氣大多處于剛剛脫離液態或離液態較近,它的性質與理想氣體大不相同。水蒸氣的物理性質較理想氣體要復雜的多,水蒸氣在應用過程中由于參數的變化,
會發生物態變化,如過熱蒸汽變與飽和蒸汽的來回轉換。故不能用簡單的數學式子加以描述。所以,在以往的工程計算中,凡涉及水蒸氣的狀態參數數值,大都從水蒸氣表中查出。
SMV3000已經裝入了ASME標準的蒸汽數據表。
SMV3000不需要客戶先判別蒸汽的狀態是飽和蒸汽或是過熱蒸汽
SMV300可根據實測的壓力和溫度自行判斷蒸汽的狀態,再根據不同的數表用不同的公式計算。
7.提供更加精確的動態修正補償算法
補償以下參數從而提高質量流量精度:流量系數、氣體膨脹因子、粘度流量系數、氣體膨脹系數、溫度膨脹系數、速度系數、粘度、密度等。