Танрыгулы

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Казанский национальный исследовательский технологический университет»

Кафедра систем автоматизации и управления технологическими процессами ФУА

ДОКЛАД

по дисциплине «Метрологическое обеспечение систем расхода и количества жидких и газообразных сред» на тему:

«Расходомеры переменного перепада давления»

(Метран-150RFA, Yokogawa EJX 110A)

Подготовил:

cтудент группы 8121-33

Мырадов Т.О

Преподаватель:

Ахмерова А.Н.

Казань 2013

Содержание

Введение…………………………………………………3

• Метран-150RFA……………………………4

1. Устройство и принцип действия…………..5

2. Основные технические характеристики…..6

3. Монтаж расходомеров……………………...7

• Yokogawa EJX 110A……………………………….8

1. Устройство и принцип действия ………………………9

2. Основные технические характеристики………………10

3.Монтаж расходомеров на трубопроводе……………….11

Заключение…………………………………………………12

Введение

Расходомер - прибор для измерения расхода жидкости, пара или газа. В промышленности расход жидкости, пара или газа, т. е. количество вещества, протекающего по трубопроводу в единицу времени, измеряют расходомерами. Наиболее широко применяют расходомеры переменного перепада, измеряющие давление по перепаду, который создается в трубопроводе сужающим устройством, установленным внутри трубопровода.

Требования к современному расходомеру:

- высокая надежность работы;

- высокий класс точности;

- возможность замены без изменения режима работы трубопровода;

- низкая трудоемкость при эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте;

- токовый и цифровой выходные сигналы;

- большой меж поверочный интервал.

 Основным преимуществом данных расходомеров является универсальность применения. Они используются для измерения расхода, большинства однофазных и многих двухфазных, сред при самых различных давлениях и температурах. Расходомеры переменного перепада давления достаточно удобны для массового производства. Индивидуально изготовляется только преобразователь расхода - сужающее устройство. Все остальные части могут изготавливаться серийно (например, дифференциальный манометр и вторичный прибор), их устройство не зависит ни от вида, ни от параметров измеряемой среды.

Расходомеры переменного перепада давления, в зависимости от вида преобразователя расхода делятся на:

Расходомеры с сужающими устройствами;

Расходомеры с гидравлическим сопротивлением;

Центробежные расходомеры;

Расходомеры с напорными устройствами;

Расходомеры напорными усилителями;

Ударно-струйные расходомеры

Метран-150RFA

Расходомер Метран-150RFA (в дальнейшем расходомер) предназначен измерения объемного расхода среды (вода, пар, газ и другие энергоносители) методом перепада давления с использованием

усредняющей напорной трубки Annubar® 485 (далее- ОНТ) в

качестве первичного измерительного преобразователя и передачи информации для управления технологическими процессами и использования в учетно-расчетных операциях.

Основные преимущества:

• - интегральная конструкция расходомера исключает

• потребность в импульсных линиях и дополнительных устройствах, сокращается количество потенциальных мест утечек среды

• - низкие безвозвратные потери давления в трубопроводе сокращают затраты на электроэнергию;

• установка расходомера экономична и менее трудо-

емка по сравнению с установкой измерительного комплекса на базе стандартной диафрагмы.

Устройство и принцип действия

Принцип действия Метран-150RFA аналогичен принципу

действия расходомеров на ОНТ Annubar 485 (см. раздел

каталога “Метран-350, Rosemount 3051SFA, Rosemount 3095MFA”).

Состав расходомера Метран-150RFA:

• - первичный измерительный преобразователь ОНТ Annubar 485;

• - первичная линия связи - импульсные трубки и вспомогательные

устройства на них (при удаленном монтаже);

• - клапанный блок

• запорная арматура (игольчатые клапана и задвижки) (при

удаленном монтаже);

• комплект монтажных частей для крепления на трубу или

панель (при удаленном монтаже);

• - первичный измерительный прибор - датчик разности давлений Метран-150 модели 150CDR с кодами диапазонов измерений 1,2,3.

ОНТ Аnnubar 485 -(рис.1) представляет собой погружную конструкцию, использующую в основе профиль T образной формы. Такая конструкция применяется для измерения расхода в трубах с Dу от 50 до 1800 мм. и выше (спецзаказ). 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 располагаются щелевидные пазы, усредняющие скорость потока измеряемой среды и воспринимающие давление

торможения, которое передается в «плюсовую» камеру р1. Важно то, что благодаря замене точечных отверстий щелевидными пазами, осреднение скорости стало более полным и точным, а сама ОНТ меньше засоряется. Фронтальная часть профиля Tобразной 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 Tобразном 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 p2. Благодаря вогнутости тыльной стороны Тобразного профиля, мертвые зоны за ним также больше, чем на других профилях ОНТ. Следовательно, сигнал давления, передаваемый камерой p2, ниже при том же расходе. В итоге, сигнал перепада давления Δр = р1р2 на ОНТ

Annubar 485 выше и стабильнее при том же значении расхода(рис.4, 5). Благодаря этому, с помощью Annubar 485 мы можем измерять те расходы, которые другие профили «почувствовать»

не могут. В конструкции Annubar 485 предусмотрена гильза для установки терм преобразователя ТСП Р. 100, что обеспечивает измерение температуры процесса без дополнительной врезки в трубопровод.

ОНТ Annubar DNF+10 (рис.2) представляет собой готовую калиброванную трубную секцию с фланцами и встроенной в нее ОНТ Annubar DNF+10. Такая конструкция применяется для измерения расхода в трубах с Dу от 15 до 50 мм. В данном случае ОНТ Annubar это две отдельные напорные

трубочки, вваренные в трубную секцию. «Плюсовая» камера р1 изготовлена в виде круглой трубочки с отверстиями на фронтальной части по потоку по всей длине трубки. «Минусовая» камера p2 ромбовидной формы с отверстиями на тыльной грани. В случае необходимости, терм преобразователь сопротивления ТСП Pt100 поставляется установленным в калиброванную секцию. Принцип работы Annubar DNF+10 аналогичен работе Annubar 485.

Основные технические характеристики

1. измеряемые среды: жидкость, газ, пар

3. условный проход трубопровода Dу 50…2400 мм

4. Пределы основной относительной погрешности измерений объемного расхода±2,5%

5. Динамический диапазон 5:1

6. температура измеряемой среды:

-40...315°с - интегральный монтаж датчика,

-40...454°с - удаленный монтаж датчика

7. избыточное давление в трубопроводе до 40 Мпа

8. Пределы измерений расхода рассчитываются для конкретного техпроцесса

9. Выходной сигнал 4-20 ма/HART

10. Наличие взрывозащищенного исполнения

11. Межповерочный интервал - 2 года

12. Внесены в горести средств измерений под №43124-09, свидетельство №38366

Монтаж расходомеров

Расходомер интегрального монтажа поставляется в собранном виде, т.е. датчик давления прикреплен шпильками к ОНТ в соответствии с рис.8

Более подробная информация о монтаже расходомера в разделе каталога “Метран-350, Rosemount 3051SFA, Rose- mount 3095MFA” руководстве по эксплуатации “Расходомеры Метран-150RFA”. Для расходомера Метран-150RFA доступны коды монтажа Р (резьбовой -Lok) и F (фланцевый с поддержкой с противоположной стороны

Flanged). Длины прямолинейных участков трубопровода согласно табл.7 раздела каталога “Метран-350, Rosemount 3051SFA, Rosemount 3095MFA”.

Средний срок службы расходомера 10 лет.

Межповерочный интервал:

2- года (Метран-150RFA)

Гарантийные обязательства

Гарантийный срок эксплуатации -в течение 12 месяцев с даты ввода приборов в эксплуатацию, но не более 18 месяцев со дня отгрузки.

2. Yokogawa EJX 110A.

Новая линейка датчиков давления и перепада давления - серия EJX.В основу нового сенсора DPHarp (Differential Pressure High Accuracy Resonant Pressure sensor) положен известный "частотно-резонансный" принцип (при приложении давления к чувствительному элементу датчика происходит пропорциональное изменение частоты собственных колебаний резонатора).Отличительной особенностью преобразователей давления Yokogawa является принцип измерения давления - в качестве чувствительного элемента в них используется кремниевый механический резонатор в виде единого монокристалла кремния, интегрированный в силиконовую подложку размером 1/10 часть ногтевой пластины. При изготовлении чувствительных элементов применяются самые современные технологии роста кристаллов. Это уникальная разработка фирмы Yokogawa.

Устройство и принцип действия

В качестве упругого элемента используется кремниевая диафрагма, на которой расположены два чувствительных элемента. Чувствительные элементы - резонаторы расположены так, что их деформации отличаются по знаку при приложении разности давлений к сенсору.• электронного преобразователя (2);

Возбуждение колебаний и передача частоты механических колебаний в электрический, частотный сигнал происходят путем помещения двухконтурных резонаторов в постоянное магнитное поле и пропускания переменного электрического тока через тело резонатора в контуре возбуждения. Благодаря эффекту электромагнитной индукции, в измерительном контуре возникает переменная ЭДС с частотой, равной частоте колебаний резонатора измерительного контура.

Обратная связь контура возбуждения по измерительному контуру вместе с эффектом сдвига частоты вынужденных колебаний в сторону резонансной частоты обеспечивают постоянное соответствие частоты электрических колебаний резонансной (собственной) частоте механических колебаний тела резонатора. Собственная частота такого ненагруженного резонатора составляет около 90 кГц

Основные технические характеристики

Погрешность измерений  ± 0,04% шкалы.

Стабильность измерения  ± 0,1% от ВПИ (верхний предел измерения) в течение 10 лет .

Пределы измерения/Шкалы

Капсула	Диапазон измерения, кПа	Диапазон перенастройки шкалы, кПа
L	-10…10	0-0,1…0-10
M	-100…100	0-0,5…0-100
H	-500…500	0-2,5…0-500
V	-0.5…14 МПа	0 - 0 ,07…0-14МПА

Смещения нуля 

Допускается полное смещение нуля вниз (подавление нуля) или вверх (поднятие нуля) в пределах диапазона измерения капсулы.

Максимальное рабочее давление (МРД)

- капсула L :      16 МПа;

- капсула M , H :      25 МПа.

Измерение рабочего давления

- абсолютное давление, избыточное давление

- диапазон измерения – от 0 до МРД

- погрешность измерений: ± 0,2% шкалы

Выходной сигнал 

- 4…20 мА с функцией цифровой связи по BRAIN или HART протоколу,

- Foundation Fieldbus

- Реле сигнализации (опционально)

- Выходной сигнал программное может быть задан линейным, v или произвольно сегментно линеаризован

Время отклика - 90 мсек

Температура процесса - 40…120 ° С .

Температура окружающей среды

- 51 ° С (без индикатора);

- 30…80 ° С (с индикатором).

Питание 10,5…42 В постоянного тока.

Материал контактирующий со средой

- стандартно: мембрана – Hastelloy C -276, тантал, монель.

- остальное – нержавеющая сталь 316 L SST с тефлоновым покрытием

Конструктивное исполнение

- стандартное: IP67 ;

- искробезопасное: (EExiaIICT 5 ) ;

- взрывонепроницаемое: ( EExdII СТ4, Т5, Т6).

Сертификат надежности для систем ПАЗ( RWTUV Systems GmbH )

Стандартно: - SIL 2,   (при использовании 2-х датчиков – SIL 3)

Внесен в Госреестр

Межповерочный интервал 5 л

Монтаж расходомеров на трубопроводе

Заключение

Метран-350	Yokogawa EJX 110A
Выходной сигнал 4-20 мА/-ART	Выходной сигнал 4-20 мА с функцией цифровой связи по BRAIN или HART протоколу
Избыточное давление в трубопроводе до 25 Мпа	Избыточное давление в трубопроводе до 25 МПа Мпа
Температура измеряемой среды до 400°С	Температура измеряемой среды до 450° С
Межповерочный интервал 2 года	Межповерочный интервал 4 года
Измеряемые среды: жидкость, газ, пар	Измеряемые среды: жидкость, газ, пар
Цена: 215000 руб	Цена: приблиз 314000руб