熱式流量計在熱電行業(yè)的應用

本文主要介紹熱式氣體質(zhì)量流量計的工作原理，安裝技術(shù)規(guī)范、調(diào)試方法以及應用注意事項和ST98A流量計在濱化熱力公司鍋爐中的應用及常見故障處理方法。 　　 一、 概述： 　　山東濱化集團股份有限責任公司老熱電廠煙氣、風流量采用機翼式流量計，由節(jié)流件和差壓變送器組成，機翼式取壓裝置有維護量大、壓損大、安裝不方便等缺點，同時由于測量管道灰塵煤粉顆粒物較多，存在易堵、易凍、易漏等現(xiàn)象，使流量指示不準，同時還會使流量系數(shù)發(fā)生變化，測量精度降低，造成測量誤差大。因此我們在新上的鍋爐系統(tǒng)中先后安裝投運ST98-A FCI流量計16臺作為一次風、鍋爐出口煙氣、返料鳳、流化風量的測量，安裝投入運行后效果良好。 　　 二、測量原理 　　ST98型流量計是一種用于空氣和氣體測量應用的熱擴散式質(zhì)量流量計，ST98型流量計由一個流量元件、一個流量變送器和一個封裝組成。ST98的流量元件使用熱擴散的操作原理，一個低功率加熱器通過加熱一個電阻式溫度探測器（RTD），在兩個RTD之間造成一個溫差。流體的流動將被加熱的RTD上的熱量帶走，造成兩個RTD間的溫度差成比例變化，流量計的流量變送器將RTD間的溫差轉(zhuǎn)換成一個刻度信號和一個可選擇的顯示值。 　　 三、技術(shù)規(guī)格及參數(shù): 　　操作溫度：控制電路的環(huán)境溫度(-18-60℃) 　　傳感器標準溫度(-40-177℃) 　　操作壓力：0-250PSIG(0-17BAR(G)) 　　流量范圍：0.75-600SFPS(0.21—172NMPS) 　　精度：標準精度為±1%讀數(shù) +0.5%的滿量程 　　重復性：±0.5%讀數(shù) 　　量程比：10：1 到100：1 　　信號輸出：4-20mA,700Ω最大負載；0-5,1-5&0-10VDC 100KΩ最小負載 　　流量精度：±1%+0.5%滿量程 　　輸入電源：AC輸入：100-240VAC,50/60Hz DC輸入：22-33VDC 　　輸出信號：電流：4~20 mA，700 O 最大負載。電壓：0~10 VDC，0~5 VDC，1~5 VDC，100KO 最小負載 　　 四、安裝傳感器安裝焊接（以管道尺寸為2600*1600mm為例） 　　1、在測量管道上焊接帶3/4NPT(陰螺紋)的安裝短管3個,其中2個為觀測孔，一個為測量孔。 　　2、在管道2600mm側(cè)距外壁650/1300/1950mm處分別開A、B、C三個孔，見圖一。 　　 3、質(zhì)量流量計插入深度等于管內(nèi)徑的1/2＋12.7＋管厚。 　　4、過程連接頭如圖二所示 　　 5、接線 　　(1) 出于安全因素的考慮，ST98特別要求220V AC電源采用三線制，其中一根接地線必須連接到流量變送器接線端子排的接地終端。 　　(2) 因傳統(tǒng)4～20mA的I/O產(chǎn)品對變頻驅(qū)動設備等產(chǎn)生的高頻噪聲干擾較為敏感，且現(xiàn)場的電氣高頻噪聲污染較為嚴重。避免儀表信號傳輸回路遭受干擾，對輸出信號電纜采用屏蔽電纜，且屏蔽層在靠近變送器一端接地，DCS機柜一端包裹保護起來。 　　6、現(xiàn)場傳感器部分按照圖三、四聯(lián)接 　　 　　 7、二次儀表接線按照圖五連接 　　 五、調(diào)試 　　使用ST98流量變送器提供的RJ－12通訊串口與FCI的FC88通訊器進行鏈接通訊。 　　第一、將風機負荷調(diào)節(jié)至40％，在過程連接頭A處插入傳感器總長度1／3，記錄FC88 T狀態(tài)下流量值，繼續(xù)推進傳感器至2／3處，記錄流量值，最后全部推進，記錄流量值。然后將傳感器分別移至B和C點記錄數(shù)據(jù)。 　　第二、將風機負荷調(diào)節(jié)至60％，在過程連接頭A處插入傳感器總長度1／3，記錄FC88 T狀態(tài)下流量值，繼續(xù)推進傳感器至2／3處，記錄流量值，最后全部推進，記錄流量值，然后將傳感器分別移至B和C點記錄數(shù)據(jù)。 　　第三、將風機負荷調(diào)節(jié)至80％，在過程連接頭A處插入傳感器總長度1／3，記錄FC88 T狀態(tài)下流量值，繼續(xù)推進傳感器至2／3處，記錄流量值，最后全部推進，記錄流量值。然后將傳感器分別移至B和C點記錄數(shù)據(jù)。把3個不同負荷下的9個數(shù)據(jù)相加除9，既為不同負荷下瞬時流量值。 　　 示例：負荷40％點 　　A位置三個數(shù)據(jù)分別為：365NCMH、500 NCMH、700 NCMH。B位置三個數(shù)據(jù)分別為：200 NCMH、600 NCMH、900 NCMH， C位置三個數(shù)據(jù)分別為：800 NCMH、900 NCMH、1000 NCMH，9個數(shù)據(jù)相加，計算平均值是663 NCMH，這就是此管道的瞬時流量值，最佳安裝點是A3或B2 。若安裝在A3點，K系數(shù) 為663除以700所得值0.947。若安裝在B2點, K系數(shù)為663除以600所得值為1.105。三種不同負荷狀態(tài)下數(shù)據(jù)計算，可尋出最佳的安裝位置以及流場分布點，便于減小誤差。 　　 六、菜單控制和結(jié)構(gòu) 　　1、大部分條目需要敲至少兩個鍵：一個字母加[ENTER]鍵，或一個或多個數(shù)字加[ENTER]鍵。 　　2、 所以有的用戶條目由輸入模式（input Mode）?<提示開始，只是當設備處于主功能模式下（這時需按[ENTER]選擇條目）時除外。 　　3、 Y/N表示是（Y），保存或者改變參數(shù)，或否（N），不要保存或改變參數(shù)。 　　4、 使用backspace（后退一格）[BKSP]鍵可以退后。 常用菜單選項表 　　 　　 常用操作命令 　　 　B.傳感器平衡 　　這一功能只有當安轉(zhuǎn)了新的流量元件或必須進行標定時才能用。要使設備正常工作，流量元件和電子部件必須平衡。平衡意味著處于同一溫度，流量元件中的RTD必須電阻相同。由于RTD在物理特性上的差異，其中一個RTD的電流需要作調(diào)整，使兩個RTD上的電壓相同。其間的差值要盡量接近零。設備平衡既可以自動完成，也可以手動完成。 　　按[B][ENTER]將顯示“輸入密碼（Enter Code）” 　　輸入密碼加[ENTER]鍵，出現(xiàn)“輸入溫度值(Enter temp.#)” 　　在輸入溫度值后，將顯示“自動或手動(Auto or Manual)”以及“按A或M<” 　　按[A][ENTER]將顯示“xxx xxxx平衡（Balancing）”。然后第1行將出現(xiàn)“已平衡（Balanced）”，第2行將出現(xiàn)“保存(Saved)!xxx”如果按了[M][ENTER],而不是[A][ENTER]，則將顯示“輸入平衡值（Enter Balance#）”的提示。一旦輸入了平衡值[xxx]，則平衡值在第1行出現(xiàn)，第2行則出現(xiàn)“保存！（Saved）”。稍后幾秒之后，第1行將出現(xiàn)“保存（Saved）！xxx”，第2行出現(xiàn)“輸入模式？（Input Mode）<”。（一般情況下，平衡值在234～237之間） 　N．軟件重啟初始化。 　　按[N][ENTER]將顯示：“重新啟動，請稍后?。≧estar-Wait!）”，然后出現(xiàn)初始化顯示：“FCIST98”，“正在初始化（initizlization）!”，“加熱器啟動（Heater On）！”，“版本（Version x.xx）”，“量程＝1.000001”。最后“輸入模式（Input Mode）<”。 　S.在用戶存儲區(qū)或工廠存儲區(qū)進行儲存和/或恢復 　　按[S][ENTER]將顯示“用戶恢復（Restore User）”以及“從用戶存儲區(qū)（from USER SAVE）?”。如果按“Y”，則顯示“恢復頁（Restore Page x）”，以及“請稍等（Please wait）”和“結(jié)束（Completed）！”，以及“重啟?。≧estart）”。如果按了“N”，則顯示“用戶恢復（Restore User）”以及“從工廠存儲區(qū)（from FACTORY）？”。然后的顯示與從用戶存儲區(qū)恢復相同。 　T. 正常操作模式 　　按T[ENTER]第1行將顯示“53.0SFPS”，第2行將顯示“70.8°F”（示例為默認單位）。 　Z. 量程修改（公制） 　　按[Z][ENTER]將顯示“E代表英制或（E for English）”“M代表英制或（E for Metric）”。按[M][ENTER]則下一個提示為“M SMPS.N NCMH”，后跟“或K KG/HR”。按[N][ENTER] 則下一個提示為“R圓管或（R round duct or）”，后跟“S方管（S retangular）<”。按[R][ENTER]則下一個提示為“直徑：Mn”“x.xxxxxx”，后跟“修改（change it）?<”。按[Y][ENTER]并輸入一個新值，否則按[N][ENTER]或[ENTER]。如果按了[S][ENTER]，下一個提示為“Mn寬度（Wide）”“x.xxxxxx”，后跟“修改（change it）?<”。按[Y][ENTER]并輸入一個新值，否則按[N][ENTER]或[ENTER]。下一個提示為“Mn高度（High）”，“x.xxxxxx”，后跟“修改（change it）?<”。按[Y][ENTER]并輸入一個新值或按[N][ENTER]或[ENTER]。下一個提示為“最大＝x.xxxxxx”，后跟“修改滿量程（Change F.S）?<”。按[Y][ENTER]并輸入一個新值，否則按[N][ENTER]或[ENTER]。下一個提示為“零＝x.xxxxxx”，后跟“修改(Chande it)？<”。按[Y][ENTER]保存新值，否則按[N][ENTER]或[ENTER]。下一個提示為“保存（Save）？<”。按[Y][ENTER]保存新值。 最后一個提示為“輸入模式(Input Code)？<” 　　 七、安裝調(diào)試過程中的注意事項 　1、直管段要求 　　安裝時在流量計的上游直管段要求大于20D，下游直管段為10D。 　2、確認流向 　　ST98流量元件未端靠近封裝的地方有一個小平面，在這個小平面上有一個指示流體流向的箭頭（見圖一），安裝時應注意標有流向箭頭的小平面與過程介質(zhì)流動的方向平行，并是流向箭頭指向過程介質(zhì)流動的方向。 　3、確認流量元件和電子線路部分的系列號一致 　　流量元件和電子部分是配套<