Wstęp
Wymagania dotyczące dokładności i niezawodności pomiaru i kontroli przepływu ścieków w oczyszczalniach ścieków na polach naftowych są coraz wyższe. Niniejszy artykuł przedstawia dobór, obsługę i zastosowanie przepływomierzy elektromagnetycznych. Opisano ich charakterystykę w zakresie doboru i zastosowania.
Przepływomierze należą do nielicznych przyrządów, których obsługa jest trudniejsza niż wykonanie. Wynika to z faktu, że natężenie przepływu jest wielkością dynamiczną, a w poruszającej się cieczy występuje nie tylko tarcie lepkie, ale także złożone zjawiska przepływu, takie jak niestabilne wiry i przepływy wtórne. Na sam przyrząd pomiarowy wpływa wiele czynników, takich jak rurociąg, rozmiar kalibru, kształt (kołowy, prostokątny), warunki brzegowe, właściwości fizyczne medium (temperatura, ciśnienie, gęstość, lepkość, zanieczyszczenie, korozyjność itp.), stan przepływu cieczy (stan turbulencji, rozkład prędkości itp.) oraz wpływ warunków i poziomów instalacji. W obliczu ponad tuzina typów i setek odmian przepływomierzy w kraju i za granicą (takich jak przepływomierze objętościowe, różnicowe, turbinowe, powierzchniowe, elektromagnetyczne, ultradźwiękowe i termiczne, które były sukcesywnie opracowywane), jak Rozsądny dobór czynników, takich jak stan przepływu, wymagania instalacyjne, warunki środowiskowe i ekonomia, jest przesłanką i podstawą dobrego zastosowania przepływomierzy. Oprócz zapewnienia jakości samego urządzenia, niezwykle ważne jest również dostarczanie danych procesowych oraz racjonalność instalacji, użytkowania i konserwacji urządzenia. Niniejszy artykuł przedstawia dobór i zastosowanie przepływomierza elektromagnetycznego.
Dobór przepływomierza elektromagnetycznego
Wraz z rozwojem nauki i technologii, technologia automatycznej detekcji uległa znacznemu rozwojowi, a automatyczne urządzenia detekcyjne znalazły szerokie zastosowanie w oczyszczalniach ścieków. Dzięki temu oczyszczalnie ścieków nie tylko oszczędzają dużo siły roboczej i zasobów materiałowych, ale co ważniejsze, mogą na bieżąco dostosowywać proces. Niniejszy artykuł, wykorzystując przykład przepływomierza elektromagnetycznego Hangzhou Asmik, przedstawia zastosowanie automatycznych urządzeń detekcyjnych w oczyszczalniach ścieków i niektóre z istniejących problemów.
Zasada działania przepływomierza elektromagnetycznego
Automatyczny przyrząd detekcyjny jest jednym z kluczowych podsystemów w systemie automatycznego sterowania. Ogólny automatyczny przyrząd detekcyjny składa się głównie z trzech części: 1. czujnika, który wykorzystuje różne sygnały do wykrywania mierzonej wielkości analogowej; 2. nadajnika, który przekształca sygnał analogowy zmierzony przez czujnik na sygnał prądowy 4-20 mA i przesyła go do programowalnego sterownika logicznego (PLC); 3. wyświetlacza, który intuicyjnie wyświetla wyniki pomiaru i je udostępnia. Te trzy części są organicznie połączone i bez żadnej części nie mogą być nazwane kompletnym przyrządem. Automatyczny przyrząd detekcyjny jest szeroko stosowany w produkcji przemysłowej ze względu na jego cechy dokładnego pomiaru, czytelnego wyświetlacza i prostej obsługi. Ponadto automatyczny przyrząd detekcyjny ma interfejs z mikrokomputerem wewnątrz i jest ważną częścią automatycznego systemu sterowania. Jest nazywany „oczami systemu sterowania automatyzacją”.
Dobór przepływomierza elektromagnetycznego
Podczas eksploatacji złóż ropy naftowej, ze względu na potrzeby procesu produkcyjnego, wytwarzana jest duża ilość ścieków oleistych, a oczyszczalnia ścieków musi monitorować przepływ ścieków. W poprzednich projektach wieleprzepływomierzeStosowano przepływomierze wirowe i przepływomierze z kryzą. Jednak w zastosowaniach praktycznych okazuje się, że zmierzona wartość przepływu na wyświetlaczu ma duże odchylenie od rzeczywistego przepływu, a odchylenie to można znacznie zmniejszyć poprzez zastosowanie przepływomierza elektromagnetycznego.
Ze względu na charakterystykę ścieków charakteryzujących się dużymi zmianami przepływu, zanieczyszczeniami, niską korozją i pewną przewodnością elektryczną, przepływomierze elektromagnetyczne stanowią dobry wybór do pomiaru przepływu ścieków. Charakteryzują się kompaktową konstrukcją, niewielkimi rozmiarami oraz wygodną instalacją, obsługą i konserwacją. Przykładowo, system pomiarowy charakteryzuje się inteligentną konstrukcją, a uszczelnienie jest wzmocnione, co pozwala na normalną pracę w trudnych warunkach.
Poniżej znajduje się krótki wstęp do zasad doboru, warunków instalacji i środków ostrożności.przepływomierze elektromagnetyczne.
Wybór kalibru i zasięgu
Kaliber przetwornika jest zazwyczaj taki sam jak rurociągu. Jeśli rurociąg ma być zaprojektowany, kaliber można dobrać w zależności od zakresu przepływu i natężenia przepływu. W przypadku przepływomierzy elektromagnetycznych bardziej odpowiedni jest przepływ 2-4 m/s. W szczególnych przypadkach, gdy w cieczy znajdują się cząstki stałe, biorąc pod uwagę zużycie, można wybrać standardowy przepływ ≤ 3 m/s. W przypadku łatwego w montażu płynu można wybrać prędkość przepływu ≥ 2 m/s. Po ustaleniu prędkości przepływu kaliber przetwornika można określić zgodnie z równaniem qv=D2.
Zakres nadajnika można wybrać według dwóch zasad: pierwsza zasada mówi, że pełna skala przyrządu musi być większa niż oczekiwana maksymalna wartość przepływu; druga zasada mówi, że normalny przepływ musi być większy niż 50% pełnej skali przyrządu, aby zapewnić określoną dokładność pomiaru.
Wybór temperatury i ciśnienia
Ciśnienie i temperatura cieczy, które może mierzyć przepływomierz elektromagnetyczny, są ograniczone. Przy wyborze, ciśnienie robocze musi być niższe niż ciśnienie robocze przepływomierza. Obecnie parametry ciśnienia roboczego przepływomierzy elektromagnetycznych produkowanych w kraju to: średnica poniżej 50 mm i ciśnienie robocze 1,6 MPa.
Zastosowanie w oczyszczalni ścieków
W oczyszczalni ścieków zazwyczaj stosuje się przepływomierz elektromagnetyczny HQ975 produkowany przez Shanghai Huaqiang. W wyniku badań i analizy sytuacji eksploatacyjnej oczyszczalni ścieków Beiliu nr 7 przepływomierzy, w tym przepływomierzy wody płuczącej, wody recyrkulowanej i przepływomierzy zewnętrznych, wykazuje niedokładne odczyty i uszkodzenia, a podobne problemy występują również na innych stacjach.
Stan obecny i istniejące problemy
Po kilku miesiącach eksploatacji, ze względu na duże rozmiary wodomierza dopływowego, pomiar wodomierza dopływowego był niedokładny. Pierwsza konserwacja nie rozwiązała problemu, więc przepływ wody można oszacować jedynie na podstawie zewnętrznego źródła wody. Po roku eksploatacji inne przepływomierze ucierpiały z powodu uderzeń piorunów i napraw, a odczyty były niedokładne jeden po drugim. W rezultacie odczyty wszystkich elektromagnetycznych przepływomierzy nie mają wartości odniesienia. Czasami występuje nawet zjawisko odwrotne lub brak słów. Wszystkie dane dotyczące produkcji wody są wartościami szacunkowymi. Objętość wody produkcyjnej całej stacji jest zasadniczo w stanie braku pomiaru. System objętości wody w różnych raportach danych jest wartością szacunkową, bez dokładnej rzeczywistej objętości wody i uzdatniania. Dokładność i autentyczność różnych danych nie mogą być zagwarantowane, co zwiększa trudność zarządzania produkcją.
Podczas codziennej produkcji, po wystąpieniu problemu z urządzeniem, pracownicy stacji i kopalni wielokrotnie zgłaszali go właściwemu działowi i wielokrotnie kontaktowali się z producentem w celu naprawy, ale bezskutecznie, a obsługa posprzedażowa była słaba. Konieczne było wielokrotne skontaktowanie się z personelem konserwacyjnym przed dotarciem na miejsce zdarzenia. Rezultaty nie są idealne.
Ze względu na niską dokładność i wysoką awaryjność oryginalnego urządzenia, trudno jest spełnić wymagania różnych wskaźników pomiarowych po konserwacji i kalibracji. Po przeprowadzeniu wielu badań i analiz, użytkownik składa wniosek o złomowanie, a właściwy dział pomiarów i automatyki nadzoruje jego zatwierdzenie. Przepływomierze elektromagnetyczne HQ975, które nie osiągnęły deklarowanego okresu użytkowania, ale charakteryzują się długim okresem eksploatacji, poważnymi uszkodzeniami lub zużyciem wynikającym ze zużycia, są złomowane i modernizowane, a inne typy przepływomierzy elektromagnetycznych są wymieniane zgodnie z powyższymi zasadami selekcji i zgodnie z rzeczywistym stanem produkcji.
Dlatego rozsądny dobór i prawidłowe użytkowanie przepływomierzy elektromagnetycznych są niezwykle ważne dla zapewnienia dokładności pomiaru i wydłużenia żywotności urządzenia. Dobór przepływomierza powinien być oparty na wymaganiach produkcyjnych, począwszy od rzeczywistej sytuacji dostaw przyrządów pomiarowych, kompleksowo uwzględniając bezpieczeństwo, dokładność i ekonomiczność pomiaru, a także określając metodę pobierania próbek przepływu oraz rodzaj przyrządu pomiarowego, uwzględniając charakter i natężenie przepływu mierzonej cieczy oraz jej specyfikację.
Prawidłowy dobór parametrów technicznych przyrządu pomiarowego jest również istotnym elementem zapewnienia jego żywotności i dokładności. Szczególną uwagę należy zwrócić na dobór ciśnienia statycznego i odporności na temperaturę. Ciśnienie statyczne przyrządu to stopień odporności na ciśnienie, który powinien być nieznacznie większy od ciśnienia roboczego mierzonego medium, zazwyczaj 1,25-krotnie, aby zapewnić brak wycieków lub wypadków. Wybór zakresu pomiarowego to przede wszystkim wybór górnej granicy skali przyrządu. Zbyt mały wybór może łatwo doprowadzić do przeciążenia i uszkodzenia przyrządu; zbyt duży wybór obniży dokładność pomiaru. Zazwyczaj jest to 1,2- do 1,3-krotność maksymalnej wartości przepływu w rzeczywistej pracy.
Streszczenie
Spośród wszystkich rodzajów przepływomierzy do ścieków, przepływomierz elektromagnetyczny charakteryzuje się lepszą wydajnością, a przepływomierz dławiący ma szeroki zakres zastosowań. Tylko zrozumienie odpowiednich parametrów przepływomierzy umożliwia dobór i zaprojektowanie przepływomierza w taki sposób, aby pomiar i kontrola przepływu ścieków spełniały wymagania dotyczące dokładności i niezawodności. Aby zapewnić bezpieczną pracę urządzenia, należy dążyć do poprawy dokładności i oszczędności energii. Z tego powodu konieczne jest nie tylko wybranie urządzenia wyświetlającego, które spełnia wymagania dotyczące dokładności, ale także dobranie odpowiedniej metody pomiaru, zgodnie z charakterystyką mierzonego medium.
Krótko mówiąc, nie ma metody pomiaru ani przepływomierza, który można by dostosować do różnych cieczy i warunków przepływu. Różne metody i konstrukcje pomiarowe wymagają różnych operacji pomiarowych, metod użytkowania i warunków eksploatacji. Każdy typ ma swoje unikalne zalety i wady. Dlatego wybór najlepszego typu, który jest bezpieczny, niezawodny, ekonomiczny i trwały, powinien zostać dokonany na podstawie kompleksowego porównania różnych metod pomiarowych i charakterystyki przyrządu.
Czas publikacji: 10 lutego 2023 r.