1998年,国家出台了天然气汽车发展规划和鼓励发展天然气汽车产业的优惠政策,加大了资金的投入,在全国掀起了发展天然气汽车和建立CNG(压缩天然气,25MPa)充气站的高潮。这项工程的启动使压缩天然气的准确计量成为急需解决的问题之一。目前国外压缩天然气的计量主要采用高压型科里奥利质量流量计,该流量计准确度高、使用方便,但因其价格较高,地限制了在我国的推广应用。因此,国产化高压气体科里奥利质量流量计的研制有着十分重要的意义。
中国测试技术研究院在国内率先研制成功了具有自主知识产权的高压型气体科里奥利质量流量计,并已成功地应用于CNG售气机。
流量传感器部分由二个T型流管、二个速度传感器、一个激励器和一个铂电阻温度传感器组成。左右速度传感器的信号用于时间差的测量;激励器用来驱动流管使之产生角振动;铂电阻温度传感器用以测量介质温度。流量计变送器部分的主要功能是对来自流量传感器的两路振动信号进行处理,计算出与质量流量成正比的时间差Δt,从而实现质量流量的测量。
我们研制的高压型气体科里奥利质量流量计,在功能和技术指标上瞄准国际90年代同类产品的水平,结构设计上采用了的T型管结构,电路中采用了的微处理器和大规模可编程集成电路,实现了一机多能,大大降低了成本。下面将对T型质量流量计的特点作详细介绍。
我们研制的TH006型高压天然气测量用科氏力质量流量计,已于1995年10月和1996年3月在川中矿区南充市充气站和遂宁市充气站试用,效果良好。目前主要用户是四川省石油管理局川中矿区。我们试生产的TH006型质量流量计已先后向用户提供了40余台用于CNG售气机,用户反映较好。重庆流量检测技术研究所流量室从我院购买了一台特别挑选的TH006型质量流量计作为标准流量计,对充气站的CNG售气机进行检定,到现在为止使用时间约有10个月了,安装在汽车上进行流动作业,测量准确度和仪器功能均满足要求,用户较为满意。
计算出管道外径的1/2,加上12.7mm(0.5英寸),在流量元件探杆上标出这一长度(自RTD端部开始计算)。将流量元件紧固件插入过程接头,按ANSI B16.5力矩规格拧紧,并使用适量密封剂。在个标记上标出测量过程接头和拧紧的紧固件整体高出管道的尺寸。插入流量元件,调整其位置,使第二个标记位于紧固件上平面,这样就使流量元件超过管道中心线12.7mm;同时,使流量箭头的小平面与过程介质流动方向平行(±1°),并使箭头指向过程介质的流动方向。用扳手卡住紧固件,将紧固件螺栓拧紧后再拧11/4圈,这样,流量元件就密封固定安装到位了。
市政给水接驳时的管材、管件及阀门等直径按系统合用后的参数选定,选择传感器直径比接驳管径尺寸小的电磁流量计,管径、表径不一致,管径大、表径小,安装连接时传感器前后加接异径管。其结果是在电磁流量计部分局部提高了流速,满足了仪表对流速范围的要求,使供水企业在可以对用水量进行准确计量的前提下二合一,企业节省了一套计量装置的投资费用。如上述医疗器械厂安装的水表组构成为管材及闸阀、止回阀直径为DN150,电磁流量计为DN100的计量装置,此时传感器部分的水流速度为0.47m/s>0.3m/s。
异径管无法满足锥度要求,订制加长的渐扩或渐缩管。如开发区某大型外资企业依据其用水量原设计选择DN600电磁流量计水表组,企业向供水中心提出水表组的建设费用,以及因电磁流量计直管段的要求使水表房过于狭长的缘故,我们考虑采用选择小甚至二级管径尺寸的电磁流量计,水流速度均在其允许范围内。依据标准图集异径管尺寸计算,DN600×400异径管中心圆锥角为20.42°,DN600×500异径管中心圆锥角为16.03°,均大于15°,不符合产品设计要求。因此订制非标的渐扩或渐缩管,加长异径部分的长度,使中心圆锥角减少到锥度要求以内。
产生这种现象的原因很多,我们应排除试验机周围可能引起共振的振源,然后观察机器安装基础是否牢靠、地脚螺钉是否松动。其次看电机是否出现故障。在解决这些基本问题后,仍然存在上述现象,就要考虑油的粘度是否过低,以及油路系统中是否有空气存在。适当提高油的粘度,开动油泵,关闭回油阀,打开送油阀,使主体活塞上升一段高度,然后打开回油阀,使油从油泵主体油缸通过回油阀流回油箱,这样循环一段时间,就能排净主体油缸内的空气。再拧开集油器排气孔的螺丝,待冒出的油不带气泡时拧紧。也可拆下油泵高压油管并启动电机来排除油泵内的空气。长期使用的试验机,应定期换油并清洗测力部分的齿杆、齿轮、指针、线轮。油太脏,有时因杂物堵塞会改变送油阀压力平衡油针与阀体的间隙,使油量循环不均匀。另外,连接油泵的两根三角皮带长短不一致,以及油泵中某些柱塞没有正常工作或七组配油阀的间隙不同,都会使试验机产生振动现象。
加载荷时,有时加不到大载荷,或者在加载过程中卸载。
应油箱内有足够的量油。油的粘度也要适中,一般采用中等粘度的矿物油,不含水、酸及其它混合物,普通温度下不分解,不变稠。如用油不当,会使阀门和油路堵塞,并可能引起振动或管路泄漏。每次清洗线轮时,所更换的弦线直径要合乎要求,在线轮上绕的方向和圈数应恰当,这些都会影响载荷的大小。检查回油阀是否关紧,油管接头处或油泵轴头处是否漏油,配油阀的封闭情况,以及送油阀的压力平衡油针与阀体之间是否有杂物堵塞或间隙太小,溢流活塞与活塞套是否卡住。如果三角皮带过松,会影响油泵的转数,会使试验机加不到大载荷。此外,油泵活塞复位弹簧工作不正常、油泵活塞与活塞套之间卡住等都会影响加荷情况。
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