Introduzione
I requisiti di accuratezza e affidabilità per la misurazione e il controllo del flusso di acque reflue negli impianti di trattamento delle acque reflue dei giacimenti petroliferi stanno diventando sempre più severi. Questo articolo introduce la selezione, il funzionamento e l'applicazione dei misuratori di portata elettromagnetici. Descrive le loro caratteristiche nella selezione e nell'applicazione.
I misuratori di portata sono tra i pochi strumenti più difficili da utilizzare che da realizzare. Questo perché la portata è una grandezza dinamica e non si verifica solo l'attrito viscoso nel liquido in movimento, ma anche fenomeni di flusso complessi come vortici instabili e flussi secondari. Lo strumento di misura stesso è influenzato da molti fattori, come la tubazione, le dimensioni del calibro, la forma (circolare, rettangolare), le condizioni al contorno, le proprietà fisiche del mezzo (temperatura, pressione, densità, viscosità, contaminazione, corrosività, ecc.), lo stato del flusso del fluido (stato di turbolenza, distribuzione della velocità, ecc.) e l'influenza delle condizioni e dei livelli di installazione. Di fronte a più di una dozzina di tipologie e centinaia di varietà di misuratori di portata in patria e all'estero (come misuratori di portata volumetrici, di pressione differenziale, a turbina, di area, elettromagnetici, a ultrasuoni e termici che sono stati sviluppati successivamente), la scelta razionale di fattori come lo stato del flusso, i requisiti di installazione, le condizioni ambientali e l'economicità sono la premessa e la base per una buona applicazione dei misuratori di portata. Oltre a garantire la qualità dello strumento stesso, sono molto importanti anche la fornitura di dati di processo e la ragionevolezza dell'installazione, dell'uso e della manutenzione dello strumento. Questo articolo introduce la selezione e l'applicazione di un misuratore di portata elettromagnetico.
Selezione del misuratore di portata elettromagnetico
Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, anche la tecnologia di rilevamento automatico ha subito notevoli progressi e gli strumenti di rilevamento automatico sono stati ampiamente utilizzati nel trattamento delle acque reflue, consentendo non solo di risparmiare molta manodopera e risorse materiali, ma soprattutto di apportare tempestivamente modifiche al processo. Questo articolo prenderà come esempio il misuratore di portata elettromagnetico di Hangzhou Asmik per introdurre l'applicazione degli strumenti di rilevamento automatico nel trattamento delle acque reflue e alcuni problemi esistenti.
Principio strutturale del misuratore di portata elettromagnetico
Uno strumento di rilevamento automatico è uno dei sottosistemi chiave del sistema di controllo automatico. Uno strumento di rilevamento automatico generale è composto principalmente da tre parti: 1) sensore, che utilizza vari segnali per rilevare la grandezza analogica misurata; 2) trasmettitore, che converte il segnale analogico misurato dal sensore in un segnale di corrente 4-20 mA e lo invia al controllore logico programmabile (PLC); 3) display, che visualizza i risultati della misurazione in modo intuitivo e li fornisce. Queste tre parti sono combinate organicamente e, senza una di queste, non possono essere considerate uno strumento completo. Lo strumento di rilevamento automatico è stato ampiamente utilizzato nella produzione industriale grazie alle sue caratteristiche di misurazione accurata, visualizzazione chiara e semplicità d'uso. Inoltre, lo strumento di rilevamento automatico ha un'interfaccia con il microcomputer interno ed è una parte importante del sistema di controllo automatico. È chiamato "Gli occhi di un sistema di controllo dell'automazione".
Selezione del misuratore di portata elettromagnetico
Nella produzione petrolifera, a causa delle esigenze del processo produttivo, verrà prodotta una grande quantità di liquami oleosi e la stazione di trattamento delle acque reflue deve monitorarne il flusso. Nei progetti precedenti, moltimisuratori di portataUtilizzati misuratori di portata a vortice e misuratori di portata a orifizio. Tuttavia, nelle applicazioni pratiche, si è riscontrato che il valore di portata misurato sul display presenta una notevole deviazione dalla portata effettiva, e tale deviazione si riduce notevolmente passando a un misuratore di portata elettromagnetico.
In base alle caratteristiche delle acque reflue con grandi variazioni di portata, impurità, bassa corrosione e una certa conduttività elettrica, i misuratori di portata elettromagnetici rappresentano una buona scelta per la misurazione della portata delle acque reflue. Presentano una struttura compatta, dimensioni ridotte e facilità di installazione, utilizzo e manutenzione. Ad esempio, il sistema di misurazione adotta un design intelligente e la tenuta complessiva è rinforzata, consentendone il normale funzionamento in ambienti difficili.
Di seguito è riportata una breve introduzione ai principi di selezione, alle condizioni di installazione e alle precauzioni dimisuratori di portata elettromagnetici.
Selezione del calibro e della gittata
Il calibro del trasmettitore è solitamente lo stesso del sistema di tubazioni. Se si deve progettare il sistema di tubazioni, il calibro può essere selezionato in base al campo di portata e alla portata. Per i misuratori di portata elettromagnetici, una portata di 2-4 m/s è più adatta. In casi particolari, in presenza di particelle solide nel liquido, tenendo conto dell'usura, è possibile selezionare una portata comune ≤ 3 m/s. Per il fluido di gestione facile da collegare, è possibile selezionare una velocità di flusso ≥ 2 m/s. Una volta determinata la velocità di flusso, il calibro del trasmettitore può essere determinato in base a qv=D2.
La portata del trasmettitore può essere selezionata in base a due principi: uno è che il fondo scala dello strumento sia maggiore del valore di portata massima previsto; l'altro è che la portata normale sia maggiore del 50% del fondo scala dello strumento per garantire una certa precisione di misurazione.
Selezione della temperatura e della pressione
La pressione e la temperatura del fluido che il misuratore di portata elettromagnetico può misurare sono limitate. Al momento della selezione, la pressione di esercizio deve essere inferiore alla pressione di esercizio specificata per il misuratore di portata. Attualmente, le specifiche di pressione di esercizio dei misuratori di portata elettromagnetici di produzione nazionale sono: diametro inferiore a 50 mm e pressione di esercizio di 1,6 MPa.
Applicazione nella stazione di trattamento delle acque reflue
L'impianto di trattamento delle acque reflue utilizza generalmente il misuratore di portata elettromagnetico HQ975 prodotto da Shanghai Huaqiang. Attraverso indagini e analisi della situazione applicativa dell'impianto di trattamento delle acque reflue di Beiliu, n. 1, un totale di 7 misuratori di portata, tra cui quelli di controlavaggio, di riciclo dell'acqua e quelli esterni, presentano letture imprecise e danni, e anche altre stazioni presentano problemi simili.
Stato attuale e problemi esistenti
Dopo diversi mesi di funzionamento, a causa delle grandi dimensioni del misuratore di portata dell'acqua in ingresso, la misurazione risultava imprecisa. La prima manutenzione non ha risolto il problema, quindi la portata d'acqua può essere stimata solo tramite l'erogazione esterna di acqua. Dopo un anno di funzionamento, altri misuratori di portata hanno subito fulmini e riparazioni, e le letture sono risultate imprecise una dopo l'altra. Di conseguenza, le letture di tutti i misuratori di portata elettromagnetici non hanno alcun valore di riferimento. A volte si verifica persino un fenomeno inverso o l'assenza di parole. Tutti i dati sulla produzione idrica sono valori stimati. Il volume d'acqua di produzione dell'intera stazione è sostanzialmente in uno stato di assenza di misurazione. Il sistema di misurazione del volume d'acqua in vari report di dati è un valore stimato, privo di un volume d'acqua effettivo e di un trattamento accurato. L'accuratezza e l'autenticità dei vari dati non possono essere garantite, il che aumenta la difficoltà di gestione della produzione.
Nella produzione quotidiana, dopo un problema allo strumento, il personale addetto alla stazione e alla misurazione della miniera lo segnalava più volte al reparto competente e contattava più volte il produttore per le riparazioni, ma senza alcun risultato e con un servizio post-vendita scadente. Era necessario contattare più volte il personale addetto alla manutenzione prima di arrivare sul posto. I risultati non sono stati ottimali.
A causa della scarsa precisione e dell'elevato tasso di guasto dello strumento originale, è difficile soddisfare i requisiti dei vari indicatori di misura dopo la manutenzione e la calibrazione. Dopo numerose indagini e studi, l'unità utente presenta una domanda di rottamazione e il reparto competente per la misurazione e il controllo automatico dell'unità è responsabile dell'approvazione. I misuratori di portata elettromagnetici HQ975 che non hanno raggiunto la durata di vita specificata, ma presentano una lunga durata, gravi danni o deterioramento dovuto all'invecchiamento vengono rottamati e aggiornati, mentre altri tipi di misuratori di portata elettromagnetici vengono sostituiti secondo i principi di selezione sopra indicati, in base alla produzione effettiva.
Pertanto, una selezione razionale e un utilizzo corretto dei misuratori di portata elettromagnetici sono fondamentali per garantire la precisione delle misurazioni e prolungare la durata utile dello strumento. La selezione del misuratore di portata deve basarsi sui requisiti di produzione, partendo dalla situazione effettiva di fornitura dello strumento, considerando in modo esaustivo la sicurezza, la precisione e l'economicità della misurazione, e determinando il metodo di campionamento del flusso e il tipo di strumento di misura in base alla natura e alla portata del fluido misurato e alle specifiche.
Anche la corretta selezione delle specifiche dello strumento è fondamentale per garantirne la durata e la precisione. Particolare attenzione deve essere prestata alla selezione della resistenza alla pressione statica e alla temperatura. La pressione statica dello strumento è il grado di resistenza alla pressione, che dovrebbe essere leggermente superiore alla pressione di esercizio del fluido misurato, generalmente 1,25 volte, per garantire che non si verifichino perdite o incidenti. La selezione del campo di misura consiste principalmente nella scelta del limite superiore della scala dello strumento. Se selezionato troppo piccolo, si verificherà un sovraccarico che danneggerà lo strumento; se selezionato troppo grande, la precisione della misurazione sarà compromessa. Generalmente, il valore selezionato è compreso tra 1,2 e 1,3 volte il valore di portata massima in condizioni operative reali.
Riepilogo
Tra tutti i tipi di misuratori di portata per acque reflue, il misuratore di portata elettromagnetico offre prestazioni migliori, mentre il misuratore di portata a strozzamento offre un'ampia gamma di applicazioni. Solo comprendendo le rispettive prestazioni dei misuratori di portata è possibile selezionarne uno adatto alla misurazione e al controllo della portata delle acque reflue. Sono soddisfatti i requisiti di precisione e affidabilità. Per garantire il funzionamento sicuro dello strumento, è fondamentale migliorarne la precisione e il risparmio energetico. Per questo motivo, è necessario non solo scegliere uno strumento di visualizzazione che soddisfi i requisiti di precisione, ma anche scegliere un metodo di misurazione ragionevole in base alle caratteristiche del fluido misurato.
In breve, non esiste un metodo di misurazione o un misuratore di portata in grado di adattarsi a diversi fluidi e condizioni di flusso. Metodi e strutture di misurazione diversi richiedono operazioni di misurazione, metodi di utilizzo e condizioni di utilizzo differenti. Ogni tipologia presenta vantaggi e svantaggi unici. Pertanto, la scelta del modello migliore, sicuro, affidabile, economico e durevole, dovrebbe essere effettuata sulla base di un confronto completo tra diversi metodi di misurazione e caratteristiche dello strumento.
Data di pubblicazione: 10-02-2023