热质流量计在冶金计量和工艺测量控制中的应用.doc

热质流量计在冶金计量和工业测量控制中的应用 摘 要本文介绍了目前世界上最先进的美国SIERRA质量流量计的原理、特点。及与其它流量计的比较和在冶金企业的应用岗位，对目前计量、工艺测量及自动控制提供了完善和保障，值得广泛推广。关键词SIERRA、工业计量、热质式流量计、工艺测量、自动控制、技术进步、经济效益1 概述冶金企业的成本计量和工艺流量检测等都要求非常准确，这样可以保证各分厂间的考核准确合理。同时工艺控制更要求准确无误，实现自动化控制水平的提高。但目前由于各种原因，很多检测流量不能满足要求，尤其是气体流量的检测更是复杂，温度、压力、介质、微差压等，给计量和控制带来不利。美国SIERRA气体质量流量计，采用热式原理，无须温压补偿，彻底解决了其他流量计不能解决的各种问题，如低流速、微差压、脏介质、温度压力变化范围大等问题。是世界上目前测量气体流量的最先进产品。美国SIERRA公司，于1971年成立，专门研制热式流量计，成功生产世界第一台热式流量计，取得了12个世界第一技术和多项专利技术保护，工厂有大型动态实验室，每一台出厂仪表都进行动态标定，确保每台仪表的准确性。是世界热式流量计的最具权威的公司。多项参数只有SIERRA能做到。所以在冶金企业会有大量的使用空间。2 冶金企业对热质插入式流量计的需求-（1）计量方面 企业在压缩空气、氧气、氮气、氩气、氢气等任何气体的计量和结算。（2）工艺方面 所有工艺的气体流量的测量。如：电厂的配风流量、高炉转炉鼓风流量、轧机系统的空气流量等。总之，对于冶金企业所有气体流量检测，采用热质插入式流量计可以准确便捷的实现计量。 热质插入式流量计的原理及特点3.1原理热质插入式流量计传感器包含两个传感元件，一个速度传感器和一个温度传感器。它们自动地补偿和校正气体温度变化。仪表的电加热部分将速度传感器加热到高于工艺温度的某个值，使速度传感器和测量工况温度的传感器之间形成恒定温差。当保持温差不便时，电加热消耗的能量，也可以是说热消散值，与流过的气体的质量流量成正比。3.2特点1.高精度1%和高重复性0.2%2.大量程比1000：13.极优的微流量敏感性4.1秒钟的响应时间5.无压阻和压降6.安装便利和经济7.直接显示质量流量，累计流量8.输出信号4-20mA和通讯接口RS-232及各种总线9.报警功能，触点开关，用户可调节高低报警10.具有自校验和自诊断功能11.耐高温：-40-80012.震动对测量无影响13.现场可以直接组态3.3与传统流量计的比较 项目SIERRA热式质量流量计其它差压式流量计原理大流量:热扩散原理,利用气体带走热量多少决定流量.原理:检测节流装置前后压差小流量:热分布原理系统组成简单无活动部件,常温一体化,高温分体式很复杂,多个环节组成,适用测量介质干燥气体,介质组分稳定.气体,液体不适用测量介质介质中含大量的水份,介质组分不稳定 .介质中不宜含过多粉尘,大量水,高黏度物质, 不适合测小流量,微差压,低流速适用测量管道3MM4000MM 管道不能测量很小口径,大口径造价及安装都很困难系统误差1%质量流量精度,可以贸易结算系统各部件误差累积,较大.系统智能化 可以双量程,多项参数修改,现场检验,智能化量程不可变,不能系统智能化检定工厂标定数据储存在仪表里,可以现场检定仪表性能,结果可溯源无出厂数据存储,无法实现现场检验.使用一段时间后无法检定精度.量程比大量程比,保证精度的前提下1000:1一般为5:1流量结果质量流量,温度压力变化影响极小体积流量,温度压力变化影响很大温压补偿不需要需要材质316不锈钢碳钢 不锈钢等安装小口径管道式大口径插入式分体安装,检测元件,取压元件,温度元件,差压元件,变送器,流量计算机.压力管路保温,容易泄露,很难查找泄露点.有的还要除尘排水装置.安装简单快捷,一般插入式1小时费力费时,并且占用大量空间不需要保温导压管路等前后直管段:3D/0D(780S系列)直管段要求严格,一般10-15D/5D以上 640S一般5D/2D以上安装成本低安装成本很高直接输出质量流量信号,也可以显示体积流量需要经过计算管道360度范围任何角度都可以安装安装角度严格限制维护属于免维护型,如需维护,可以实现在线不停产插拔维护.维护量大,需停运.出现问题很难处理.工厂标定密闭环路模拟实际工况标定风洞每一台都要实际标定 .抽样标定响应时间1秒很长时间,根据管路长短,粗细有关压力损失插入式基本没有压力损失,节约大量能源压力损失很大,浪费能源系统重复性0.20%差压温度压力 不能同时整体标定,固仪表的整体精度和重复性不能知道. 温度对测量系统精度的影响在25范围内,0.04%FS;在25-50范围内,0.06%FS因标定不是动态的,无法提供具体数据压力对测量系统精度的影响压力变化1PSI,精度影响0.02%FS因标定不是动态的,无法提供具体数据技术专利和领先多项世界专利保护,十二项世界第一技术无系统造价性价比非常高,小口径相对贵一点,大口径比国产产品还便宜小口径价格相对便宜,大口径非常昂贵经济效益由于没有阻力,节约大量电能.在电力行业,配风燃烧良好,节约大量煤炭.一般一台锅炉可年节约几万吨煤炭.同时由于是免维护型仪表,可以节约大量的人力物力.安装维护量很大,浪费大量人力物力社会效益由于电力行业燃烧良好,环保排放大大提高.4 热质式流量计的使用效果分析4.1节约安装费用常规流量计按装成本很高，有的需要断开管路、需要导压管、需要保温、还需要温压补偿等等。费时费力，一般要23天才能安装完成。而热式流量计，超过3英寸的一般1个小时可以安装完成。管道式的4个小时就可以完成，安装成本只有其他流量计的1/5左右。4.2节约大量的维护费用和工作量常规流量计维护费用和工作量很大，经常由于堵塞、冻结、泄露而造成无法检测。而热式流量计基本无须维护，只要1、2年在线检测一次即可。4.3系统精度更高常规流量计系统组成复杂，每个环节都会影响系统误差，一般系统误差在5%以上。热式流量计，系统组成简单，直接质量流量，误差一般是1%的读数，0.5%的满量程。4.4系统造价和无故障时间、使用寿命 常规流量计小口径时经济性稍好，但其他弊端无法避免。大口径总体造价十分昂贵。系统各部分经常出现问题，每个部分寿命不等，总体一套系统寿命在1年左右。 热式流量计，可以精确测量，小口径时略显贵一些，大口径很实惠。平均寿命8年