3.1.2 Измерение расхода воздуха
Для измерения расхода воздуха в больших трубопроводах наиболее подходит метод переменного перепада давления. Суть его в том, что в трубопровод вставляется сужающее устройство (диафрагма, труба Вентури и т.п.), и измеряется перепад давления на нем. Сужающее устройство является местным сопротивлением, поэтому перепад давления на нем пропорционален скорости потока, которая при заданном диаметре трубопровода определяется объемным расходом газа. Особенность метода – обязательное наличие прямого участка трубопровода до и после сужающего устройства; а также невозможность измерения расхода вязких сред в узких трубопроводах.
Для измерения расхода воздуха при его подаче в отражательную печь был выбран расходомер Метран-350-MFA на базеосредняющей напорной трубки OHT Annubar 485. Принцип действия расходомеров основан на измерении расхода среды (жидкости, газа, пара) методом переменного перепада давления с использованием осредняющей напорной трубки (далее ОНТ) Annubar. ОНТAnnubar 485 (рисунок 3.3) представляет собой погружную конструкцию, использующую в основе профиль T-образной формы. Такая конструкция применяется для измерения расхода в трубопроводах Dу от 50 до 2400 мм.
Рисунок 3.3 – OHT Annubar 485
Annubar 485 устанавливается фронтальной частью навстречу потоку, пересекая его по всему сечению. В центре фронтальной поверхности профиля, по всей его длине симметрично относительно центра оси трубопровода располагаютcя щелевидные пазы, осредняющие скорость потока измеряемой среды и воспринимающие давление торможения, которое передается в «плюсовую» камеру Р1. Благодаря замене точечных отверстий щелевидными пазами, осреднение скорости стало более полным и точным, а сама ОНТ меньше засоряется.
Фронтальная часть профиля T-образной формы широкая и плоская, поэтому точка отрыва потока более стабильна (значит, стабильнее сигнал перепада давления), а зона повышенного давления перед профилем более обширна. В результате, сигнал давления, передаваемый камерой р1 на измерительную мембрану датчика, на T-образном профиле выше, чем на других формах профилей при том же расходе. По всей длине Annubar 485 с тыльной стороны профиля расположены отверстия, воспринимающие давление разрежения, которое передается в «минусовую» камеру Р2. Разность давлений Р1 и Р2 является перепадом давления ∆Р = Р1-Р2 пропорциональным расходу.
На рисунке 3.4 показана схема монтажа расходомера на горизонтальном трубопроводе.
Рисунок 3.4 – Монтаж расходомера на горизонтальном трубопроводе
Датчик измеряет расход в диапазоне 4,2 .. 20853600,0 м3/ч (диапазоны измерений расходов для конкретных условий эксплуатации рассчитываются заводом-изготовителем в соответствии с данными опросного листа). Температура измеряемой среды составляет -40...400°с (при интегральном монтаже датчика), -184...677°с ( при удаленном монтаже датчика). Допустимое избыточное давление в трубопроводе - до 25 МПа. Диаметр условного прохода трубопровода для данной модели равен 500 мм.
Датчик генерирует аналоговый выходной сигнал 4-20мА, а также цифровой сигнал по протоколу HART. Предел относительной погрешности измеряемой величины составляет 1,0 – 3,0 %.
Электропитание осуществляется от внешнего источника тока: напряжение питания 11…55 В без внешней нагрузки (при передаче сигнала по 4-20 мА) или с Rн ≥ 250 Ом (при передаче сигнала по HART-протоколу); потребляемая мощность не более 1,1 Вт.
Степень защиты от воздействия пыли и влаги для датчика соответствует стандарту IP 66.
Средний срок службы расходомера равен 10 лет. Средняя наработка на отказ составляет 150 000 ч [6].