Miksi Vortex-virtausmittari muuttuu epävakaaksi - tai jopa lakkaa toimimasta - asennuksen jälkeen?

Oletko koskaan kokenut pyörrevirtausmittaria, joka näyttää huonon tarkkuuden, suuria signaalinvaihteluita tai jopa täydellisen signaalin katoamisen asennuksen jälkeen?

Monissa tapauksissa perimmäinen syy ei ole itse instrumentti, vaan väärä mitoitus ja asennustavat. Vortex-virtausmittarit ovat erittäin herkkiä nopeusprofiilille, virtausjärjestelmälle ja putkistokokoonpanolle. Pienet poikkeamat näissä yksityiskohdissa voivat johtaa merkittäviin mittausvirheisiin.

Tässä artikkelissa selitetään tärkeimmät suunnitteluperiaatteet oikean mitoituksen, supistimen valinnan ja suorien putkien vaatimusten taustalla alan standardien ja todennetun kokeellisen tutkimuksen perusteella.

1. Mittarin mitoitus leveälle kierroslukusuhteelle: miksi halkaisijan pienentäminen on usein tarpeen

Saavuttaaksesi a laaja turndown-suhde ja varmistaa riittävä signaalinvoimakkuus pienillä virtausnopeuksilla, on yleinen suunnittelukäytäntö pienennä virtausmittarin halkaisijaa suhteessa putkilinjaan nesteen nopeuden lisäämiseksi.

varten nopeusprofiilista riippuvat virtausmittarit -kuten:

• Vortex-virtausmittarit
• Pyörre (pyörreprecessio) -virtausmittarit
• Sähkömagneettiset virtausmittarit

tämä halkaisijan sovitus saavutetaan tyypillisesti käyttämällä samankeskiset supistimet .

Yleinen mitoitusperiaate

• Useimmissa sovelluksissa Virtausmittarin nimellishalkaisijan tulee olla yhtä suuri tai pienempi kuin putken halkaisija .
• varten vortex flowmeters, the calculated meter size is often yhdestä kahteen nimelliskokoa pienempi kuin putki.

Esimerkki

• Putkilinja: 8" (DN200)
• Vortex-virtausmittari: 4" (DN100)

Erikoistapauksissa - esim öljyn varastointisiirto tai matalavirtauksen typen mittaus -jopa suurempia alennuksia voidaan soveltaa äärimmäisten huoneen yökuntoon laittovaatimusten täyttämiseksi.

Ylimitoitus on kuitenkin edelleen yleinen ongelma. Useissa projekteissa valittiin pyörrevirtausmittareita liian suuri , tuloksena:

• Riittämätön nopeus normaalikäytössä
• Toiminta tehollisen mittausalueen ulkopuolella
• Vakava signaalin epävakaus käyttöönoton jälkeen

Asian huomautus:

varten nitrogen service with a 4" pipeline selected for start-up demand, installing a 1/2" vortex flowmeter represents an extreme reduction. Both the pipeline sizing logic and the meter selection require careful revaluation.

2. Supistimen valinta: Käytä aina samankeskisiä supistuslaitteita

Aina kun putken halkaisijaa on pienennettävä tai laajennettava pyörrevirtausmittariasennuksissa:

On käytettävä samankeskisiä supistusaineita.

Epäkeskiset supistimet luovat epäsymmetrisiä nopeusprofiileja, jotka heikentävät merkittävästi mittaustarkkuutta nopeusherkissä instrumenteissa.

3. Suoran putken vaatimukset halkaisijaltaan pienemmille asennuksille

Supistimen geometriavaatimukset

Virtauksen vääristymisen minimoimiseksi:

• The Supistimen kartiokulma α ei saa ylittää 15°
• Tässä tilanteessa supistusosa voidaan käsitellä osana suoraa putken pituutta

Molemmat ylä- ja alavirran supistimet on oltava samankeskisiä, asteittaisia supistuslaitteita.

4. Pienin ylävirran suoran pituusvaatimukset (tyypilliset arvot)

D = putken sisähalkaisija

5. Vortex-virtausmittareiden yleiset asennusehdot

Oikein asennetun pyörrevirtausmittarin tulee täyttää seuraavat ehdot:

a) Asennettu vaakasuoraan tai pystysuoraan (nesteet: virtaussuunta alhaalta ylös) putkeen, joka vastaa nimellishalkaisijaa

b) Riittävät, esteettömät ylä- ja alavirran suorat putket määritetyllä tavalla

c) Koaksiaalinen kohdistus putkilinjan kanssa; tiivisteet eivät saa tunkeutua virtaukseen

d) Moniosaisten putkien on pysyttävä suorina ja mahdollisimman vähän akselivirheitä

e) Lämpötilan mittaus:

• Mieluiten sisäänrakennetun suojasuojuksen kautta
• Muussa tapauksessa etsi anturi 2–5D myötävirtaan

f) Paineen mittaus:

• Mieluiten sisäänrakennetun paineenoton kautta
• Muussa tapauksessa etsi napauttaminen 2–7D myötävirtaan

g) Ei venttiileitä tai ohituslinjoja suorissa putkiosissa

h) Ei virtauksensäätöventtiilejä mittarin ylävirtaan

i) Jos ilmassa on kaasukuplia tai epäpuhtauksia, asenna erottimet tai suodattimet ennen suoraa juoksua

6. Tyypilliset suoran putken pituudet (suljetun putken mittaus)

7. Venttiilin sijainti ja kaksivaiheinen virtaus huomioitavaa

• Vältä venttiilejä tai ohituksia virtausmittarin lähellä
• Painetta alentavat venttiilit voivat aiheuttaa vaiheen muutoksen myötävirtaan
• Kaksivaiheista virtausta (kaasu nesteessä tai neste kaasussa) on vältettävä
• Käytä kaasunerottimia tai suodattimia tarvittaessa

8. Miksi eksentrisiä supistuslaitteita tulisi välttää

Coriolis-massavirtausmittarit ja positiivinen siirtymämittarit ovat riippumattomia nopeusprofiilista.

Kaikki muut virtausmittarit ovat nopeusprofiiliriippuvaisia ​​ja vaativat suoran ylä- ja alavirran putkipituuden.

Keskeiset toimialan ohjeet:

• Paine-erolaitteiden asennusvaatimukset on täytettävä ISO 5167-1
• varten other flowmeters, manufacturer installation guidelines must be strictly followed
• Epäkeskiset vähennykset häiritsevät vakavasti nopeusprofiileja eikä sitä tule käyttää nopeudesta riippuvaisten mittareiden lähellä

9. Samankeskisten vähennyslaitteiden vaikutus nopeusprofiiliin (kokeellinen näyttö)

Kokeelliset tutkimukset suorittanut TNO ja Delft Hydraulics osoita käyttämällä ilmaa ja vettä:

• Samakeskinen supistin halkaisijasuhteella D_meter / D_pipe ≈ 0,44 voi muuntaa epäsymmetrisen nopeusprofiilin lähes symmetriseksi (epäsymmetria < 2 %)
• Alavirran nopeusprofiili muistuttaa a pistoketyyppinen nopeusprofiili (PTVP)
• klo 5D alavirtaan , profiili pysyy vakaana:
  Re = 50 000–250 000 (ilma)
  Re = 20 000–500 000 (vesi)
• Samankeskiset supistimet älä poista pyörteitä , varsinkin se, joka johtuu tilakäyristä
• Pyörteenpoistolaitteet saattavat vaatia ≥6D pituus , riippuen pyörteen korkeudesta

Yhteenveto havainnoista

• Samankeskiset supistimet significantly improve velocity symmetry
• Ne eivät poista pyörteitä
• Vain samankeskiset supistimet tarjoavat tämän edun
• Epäkeskiset vähennykset aiheuttavat vakavia nopeuden vääristymiä

10. Suoran putken vaatimukset halkaisijaltaan pienemmille asennuksille

(D_meter / D_pipe ≤ 0,7)

Viimeinen tekniikan takeaway

Kun pyörrevirtausmittari ei toimi, syynä on harvoin "instrumentin laatu".

Useammin se on a järjestelmätason ongelma mukana:

• Väärä halkaisijan valinta
• Väärä supistustyyppi
• Riittämätön suora putken pituus
• Vääristynyt nopeusprofiili

Correct sizing samankeskiset supistimet disciplined piping design ovat vakaan, tarkan pyörrevirtauksen mittauksen perusta.

Jos suunnittelet virtauskentän oikein, instrumentti tekee tehtävänsä.