本文主要介紹熱式氣體質量流量計的工作原理,安裝技術規範、調試方法以及應用注意事項和ST98A流量計在濱化熱力公司鍋爐中的應用及常見故障處理方法。
 一、 概述: 山東濱化集團股份有限責任公司老熱電廠煙氣、風流量采用機翼式流量計,由節流件和差壓變送器組成,機翼式取壓裝置有維護量大、壓損大、安裝不方便等缺點,同時由於測量管道灰塵煤粉顆粒物較多,存在易堵、易凍、yiloudengxianxiang,shiliuliangzhishibuzhun,tongshihaihuishiliuliangxishufashengbianhua,celiangjingdujiangdi,zaochengceliangwuchada。yinciwomenzaixinshangdeguoluxitongzhongxianhouanzhuangtouyunST98-A FCI流量計16台作為一次風、鍋爐出口煙氣、返料鳳、流化風量的測量,安裝投入運行後效果良好。 二、測量原理 ST98型流量計是一種用於空氣和氣體測量應用的熱擴散式質量流量計,ST98型流量計由一個流量元件、一個流量變送器和一個封裝組成。ST98的流量元件使用熱擴散的操作原理,一個低功率加熱器通過加熱一個電阻式溫度探測器(RTD),在兩個RTD之間造成一個溫差。流體的流動將被加熱的RTD上的熱量帶走,造成兩個RTD間的溫度差成比例變化,流量計的流量變送器將RTD間的溫差轉換成一個刻度信號和一個可選擇的顯示值。 三、技術規格及參數: 操作溫度:控製電路的環境溫度(-18-60℃) 傳感器標準溫度(-40-177℃) 操作壓力:0-250PSIG(0-17BAR(G)) 流量範圍:0.75-600SFPS(0.21—172NMPS) 精度:標準精度為±1%讀數 +0.5%的滿量程 重複性:±0.5%讀數 量程比:10:1 到100:1 信號輸出:4-20mA,700Ω最大負載;0-5,1-5&0-10VDC 100KΩ最小負載 流量精度:±1%+0.5%滿量程 輸入電源:AC輸入:100-240VAC,50/60Hz DC輸入:22-33VDC 輸出信號:電流:4~20 mA,700 O 最大負載。電壓:0~10 VDC,0~5 VDC,1~5 VDC,100KO 最小負載 四、安裝 傳感器安裝焊接(以管道尺寸為2600*1600mm為例) 1、在測量管道上焊接帶3/4NPT(陰螺紋)的安裝短管3個,其中2個為觀測孔,一個為測量孔。 2、在管道2600mm側距外壁650/1300/1950mm處分別開A、B、C三個孔,見圖一。
 3、質量流量計插入深度等於管內徑的1/2+12.7+管厚。 4、過程連接頭如圖二所示
 5、接線 1、出於安全因素的考慮,ST98特別要求220V AC電源采用三線製,其中一根接地線必須連接到流量變送器接線端子排的接地終端。 2、因傳統4~20mA的I/O產(chan)品(pin)對(dui)變(bian)頻(pin)驅(qu)動(dong)設(she)備(bei)等(deng)產(chan)生(sheng)的(de)高(gao)頻(pin)噪(zao)聲(sheng)幹(gan)擾(rao)較(jiao)為(wei)敏(min)感(gan),且(qie)現(xian)場(chang)的(de)電(dian)氣(qi)高(gao)頻(pin)噪(zao)聲(sheng)汙(wu)染(ran)較(jiao)為(wei)嚴(yan)重(zhong)。避(bi)免(mian)儀(yi)表(biao)信(xin)號(hao)傳(chuan)輸(shu)回(hui)路(lu)遭(zao)受(shou)幹(gan)擾(rao),對(dui)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)電(dian)纜(lan)采(cai)用(yong)屏(ping)蔽(bi)電(dian)纜(lan),且(qie)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)在(zai)靠(kao)近(jin)變(bian)送(song)器(qi)一(yi)端(duan)接(jie)地(di),DCS機櫃一端包裹保護起來。 6、現場傳感器部分按照圖三、四聯接

 7、二次儀表接線按照圖五連接
 五、調試 使用ST98流量變送器提供的RJ-12通訊串口與FCI的FC88通訊器進行鏈接通訊。 第一、將風機負荷調節至40%,在過程連接頭A處插入傳感器總長度1/3,記錄FC88 T狀態下流量值,繼續推進傳感器至2/3處,記錄流量值,最後全部推進,記錄流量值。然後將傳感器分別移至B和C點記錄數據。 第二、將風機負荷調節至60%,在過程連接頭A處插入傳感器總長度1/3,記錄FC88 T狀態下流量值,繼續推進傳感器至2/3處,記錄流量值,最後全部推進,記錄流量值,然後將傳感器分別移至B和C點記錄數據。 第三、將風機負荷調節至80%,在過程連接頭A處插入傳感器總長度1/3,記錄FC88 T狀態下流量值,繼續推進傳感器至2/3處,記錄流量值,最後全部推進,記錄流量值。然後將傳感器分別移至B和C點記錄數據。把3個不同負荷下的9個數據相加除9,既為不同負荷下瞬時流量值。 示例:負荷40%點 A位置三個數據分別為:365NCMH、500 NCMH、700 NCMH。B位置三個數據分別為:200 NCMH、600 NCMH、900 NCMH, C位置三個數據分別為:800 NCMH、900 NCMH、1000 NCMH,9個數據相加,計算平均值是663 NCMH,這就是此管道的瞬時流量值,最佳安裝點是A3或B2 。若安裝在A3點,K係數 為663除以700所得值0.947。若安裝在B2點, K係數為663除以600所得值為1.105。三種不同負荷狀態下數據計算,可尋出最佳的安裝位置以及流場分布點,便於減小誤差。 六、菜單控製和結構 1、大部分條目需要敲至少兩個鍵:一個字母加[ENTER]鍵,或一個或多個數字加[ENTER]鍵。 2、 所以有的用戶條目由輸入模式(input Mode)?<提示開始,隻是當設備處於主功能模式下(這時需按[ENTER]選擇條目)時除外。 3、 Y/N表示是(Y),保存或者改變參數,或否(N),不要保存或改變參數。 4、 使用backspace(後退一格)[BKSP]鍵可以退後。 常用菜單選項表

 常用操作命令 B.傳感器平衡 這(zhe)一(yi)功(gong)能(neng)隻(zhi)有(you)當(dang)安(an)轉(zhuan)了(le)新(xin)的(de)流(liu)量(liang)元(yuan)件(jian)或(huo)必(bi)須(xu)進(jin)行(xing)標(biao)定(ding)時(shi)才(cai)能(neng)用(yong)。要(yao)使(shi)設(she)備(bei)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo),流(liu)量(liang)元(yuan)件(jian)和(he)電(dian)子(zi)部(bu)件(jian)必(bi)須(xu)平(ping)衡(heng)。平(ping)衡(heng)意(yi)味(wei)著(zhe)處(chu)於(yu)同(tong)一(yi)溫(wen)度(du),流(liu)量(liang)元(yuan)件(jian)中(zhong)的(de)RTD必須電阻相同。由於RTD在物理特性上的差異,其中一個RTD的電流需要作調整,使兩個RTD上的電壓相同。其間的差值要盡量接近零。設備平衡既可以自動完成,也可以手動完成。 按[B][ENTER]將顯示“輸入密碼(Enter Code)” 輸入密碼加[ENTER]鍵,出現“輸入溫度值(Enter temp.#)” 在輸入溫度值後,將顯示“自動或手動(Auto or Manual)”以及“按A或M<” 按[A][ENTER]將顯示“xxx xxxx平衡(Balancing)”。然後第1行將出現“已平衡(Balanced)”,第2行將出現“保存(Saved)!xxx”如果按了[M][ENTER],而不是[A][ENTER],則將顯示“輸入平衡值(Enter Balance#)”的提示。一旦輸入了平衡值[xxx],則平衡值在第1行出現,第2行則出現“保存!(Saved)”。稍後幾秒之後,第1行將出現“保存(Saved)!xxx”,第2行出現“輸入模式?(Input Mode)<”。(一般情況下,平衡值在234~237之間) N.軟件重啟初始化。 按[N][ENTER]將顯示:“重新啟動,請稍後!(Restar-Wait!)”,然後出現初始化顯示:“FCIST98”,“正在初始化(initizlization)!”,“加熱器啟動(Heater On)!”,“版本(Version x.xx)”,“量程=1.000001”。最後“輸入模式(Input Mode)<”。 S.在用戶存儲區或工廠存儲區進行儲存和/或恢複 按[S][ENTER]將顯示“用戶恢複(Restore User)”以及“從用戶存儲區(from USER SAVE)?”。如果按“Y”,則顯示“恢複頁(Restore Page x)”,以及“請稍等(Please wait)”和“結束(Completed)!”,以及“重啟!(Restart)”。如果按了“N”,則顯示“用戶恢複(Restore User)”以及“從工廠存儲區(from FACTORY)?”。然後的顯示與從用戶存儲區恢複相同。 T.正常操作模式 按T[ENTER]第1行將顯示“53.0SFPS”,第2行將顯示“70.8°F”(示例為默認單位)。 按[Z][ENTER]將顯示“E代表英製或(E for English)”“M代表英製或(E for Metric)”。按[M][ENTER]則下一個提示為“M SMPS.N NCMH”,後跟“或K KG/HR”。按[N][ENTER] 則下一個提示為“R圓管或(R round duct or)”,後跟“S方管(S retangular)<”。按[R][ENTER]則下一個提示為“直徑:Mn”“x.xxxxxx”,後跟“修改(change it)?<”。按[Y][ENTER]並輸入一個新值,否則按[N][ENTER]或[ENTER]。如果按了[S][ENTER],下一個提示為“Mn寬度(Wide)”“x.xxxxxx”,後跟“修改(change it)?<”。按[Y][ENTER]並輸入一個新值,否則按[N][ENTER]或[ENTER]。下一個提示為“Mn高度(High)”,“x.xxxxxx”,後跟“修改(change it)?<”。按[Y][ENTER]並輸入一個新值或按[N][ENTER]或[ENTER]。下一個提示為“最大=x.xxxxxx”,後跟“修改滿量程(Change F.S)?<”。按[Y][ENTER]並輸入一個新值,否則按[N][ENTER]或[ENTER]。下一個提示為“零=x.xxxxxx”,後跟“修改(Chande it)?<”。按[Y][ENTER]保存新值,否則按[N][ENTER]或[ENTER]。下一個提示為“保存(Save)?<”。按[Y][ENTER]保存新值。 最後一個提示為“輸入模式(Input Code)?<” 七、安裝調試過程中的注意事項 1、直管段要求 安裝時在流量計的上遊直管段要求大於20D,下遊直管段為10D。 2、確認流向 ST98流量元件未端靠近封裝的地方有一個小平麵,在這個小平麵上有一個指示流體流向的箭頭(見圖一),安裝時應注意標有流向箭頭的小平麵與過程介質流動的方向平行,並是流向箭頭指向過程介質流動的方向。 3、確認流量元件和電子線路部分的係列號一致 流量元件和電子部分是配套的,如果係列號不符,將導致讀數不精確,初次安裝應特別注意。 4、避免將傳感器安裝在振動的管道上。 5、流量計輸出數據和DCS操作站顯示的數據計量單位要統一,如SCFM或NCMH、LB/HR或KG/HR。 6、流量計輸出數據標定和DCS控製係統接受數據標定要一致,如4~20mA、0~20mA、1~5V DC、0~5V DC或0~10C DC。 7、靜電釋放裝置(ESD) 本ben機ji電dian路lu板ban在zai出chu廠chang時shi,安an裝zhuang了le靜jing電dian釋shi放fang裝zhuang置zhi,在zai安an裝zhuang時shi應ying引yin起qi高gao度du重zhong視shi,必bi須xu合he理li使shi用yong帶dai有you接jie地di的de兆zhao歐ou電dian阻zu的de護hu碗wan等deng裝zhuang置zhi。因yin為wei流liu量liang變bian送song器qi包bao含han靜jing電dian釋shi放fang(ESD)敏感裝置,在打開封裝或處理電子線路板裝置時,必須嚴格遵守ESD警告。 八、常見故障處理排除 1、 因傳感器內部為2隻zhi電dian阻zu構gou成cheng,所suo以yi故gu障zhang可ke大da致zhi分fen為wei開kai路lu和he短duan路lu兩liang種zhong現xian象xiang,故gu障zhang原yuan因yin一yi般ban為wei傳chuan感gan器qi受shou到dao外wai傷shang害hai或huo振zhen動dong導dao致zhi。下xia圖tu為wei傳chuan感gan器qi各ge腳jiao之zhi間jian的de電dian阻zu電dian壓ya值zhi。 TS2或就地接線終端的流量元件電阻
 TS2或就地接線終端的電壓值
 2、根據內部電路原理推薦電阻速測法 1對2電阻為0歐,2對3為1.1 KΩ,2對4電阻為1.1 KΩ,2對5電阻為1.1 KΩ,2對6電阻為1.1 KΩ,7對8電阻為110 Ω。 3、FC88顯示的常見故障列表 1、SENSOR ERROR (傳感器故障) 原因為:1、接線錯誤 2、導線鬆脫 3、加熱RED或參照RTD斷路或短路。 2、OVERTEMP HEAD (傳感頭溫度過高) 原因為:1、過程溫度超限 2、傳感器損壞 3、UNDERTEMP HEAD (傳感頭溫度過低) 原因為:1、過程溫度超限 2、傳感器損壞 4、OPEN HEATER (加熱器斷路) 原因為:1、加熱器電阻過大約170歐姆 2、傳感器斷路 5、SHORTED HEATER (加熱器短路) 原因為:1、加熱器電阻過小約90歐姆 2、傳感器短路 6、4―20MA無輸出 可進入設備輸出檢查程序查看。
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