Расходомеры жидкости турбинные PTF, PNF

Назначение

Расходомеры жидкости турбинные типов PTF и PNF (далее - расходомеры) предназначены для измерений объемного расхода и объема протекающих по трубопроводам жидкостей в рабочих условиях с приведением к стандартной температуре, а также преобразования объемного расхода в последовательность электрических импульсов, частота которых пропорциональна расходу.

Область применения - системы технологического контроля и коммерческого учета разнообразных жидкостей в различных отраслях промышленности: нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, пищевой и др. а также в составе эталонных расходомерных установок, поверочных измерительных комплексов.

Расходомеры в комплекте с вычислителем применяются в автоматизированных системах измерения, управления и регулирования, в составе вычислительных измерительных комплексов.

Описание

Расходомер конструктивно состоит из нескольких отдельных блоков.

Принцип действия основан на бесконтактном преобразовании скорости вращения ротора, пропорциональной объемному расходу жидкости, в электрический сигнал с частотой, пропорциональной скорости вращения.

Преобразование осуществляется преобразователем сигналов индукционным ПСИ-90 и основано на явлении возникновения переменной ЭДС самоиндукции в катушке индуктивности, находящейся в постоянном магнитном поле, при изменении магнитной индукции этого поля. Изменение магнитного поля происходит при пересечении его силовых линий лопатками ротора, изготовленными из магнитной стали, а при изготовлении ротора из немагнитных материалов - ферромагнитными стержнями, равномерно расположенными по окружности образующей ротора.

Сигнал с ПСИ-90 непосредственно, либо через формирователь входного сигнала ФВС-90 подается на вход вторичного преобразователя, осуществляющего вычисление значений расхода, объема, массы, индикацию измеряемых величин на цифровом индикаторе или дисплее.

Преобразователи сигналов ПСИ-90Ф и ПСИ-90Н имеют встроенный формирователь сигналов, обеспечивающий усиление сигнала и формирование прямоугольных импульсов напряжения или тока с частотой, равной частоте индуктированного сигнала ПСИ-90Ф или импульсов с нормированной ценой по расходу для ПСИ-90Н. Питание ПСИ-90Ф и ПСИ-90Н осуществляется от источника постоянного напряжения.

Преобразователь сигналов индукционный и формирователь входного сигнала имеют взрывобезопасное исполнение уровня Exib ПС Т5.

Устройство и принцип работы ТПР.

ТПР состоит из следующих основных частей: корпуса, узла ротора (турбинки), держателей оси с дефлекторами, подшипников.

Рисунок 1 - Внешний вид расходомера

Конструктивные решения обеспечивают уравновешивание ротора ТПР типов PTF и PNF в осевом направлении в пределах измеряемых расходов жидкости, что исключает дополнительное трение о торцевые поверхности деталей подшипникового узла и обеспечивает требуемую точность и стабильность измерений. Это достигается за счет сужения потока жидкости входным дефлектором, резкого увеличения скорости потока и уменьшения статического давления на входе в ротор с последующим расширением на заднем дефлекторе на выходе из ротора, снижения его скорости и повышением статического давления. Давление за ротором становится выше, чем на входе в него, разность этих давлений, изменяющаяся в диапазоне расходов, противоположно направлена по отношению к изменяющемуся динамическому напору потока, компенсируя его изменение.

В мультивязкостных ТПР типа PTF-H с целью обеспечения постоянства коэффициента преобразования ТПР в широком диапазоне значений вязкости измеряемой жидкости применены следующие конструктивные решения:

а) ТПР не имеет дефлекторов, что обеспечивает снижение гидравлического сопротивления потока на его сужении и расширении;

б) ротор имеет значительную длину при малом количестве лопастей (2...4 шт.), что обеспечивает его достаточный вращающий момент при снижении гидравлического трения жидкости о рабочие поверхности ротора;

в) рабочие поверхности ротора выполнены в форме геликоиды;

г) ротор имеет два узла подшипников скольжения, разнесенных к его концам;

д) так как отсутствует уравновешивание ротора в осевом направлении, подшипниковый узел, кроме радиального подшипника, имеет упорный подшипник, который образует с подшипником ротора пару «сферическая поверхность-плоскость».

Для исключения возможности несанкционированного вмешательства предусмотрены места для установки пломб в соответствии с МИ 3002-2006 "ГСИ. Рекомендация. Правила пломбирования и клеймения средств измерений и оборудования, применяемых в составе систем измерений количества и показателей качества нефти и поверочных установок".

Программное обеспечение

Сведения о программном обеспечении вторичных преобразователей, которые могут применяться в комплекте с расходомерами, приведены в описаниях типа средств измерений соответствующих вторичных преобразователей.

Технические характеристики

Диапазоны измерений, коэффициенты преобразования расходомеров жидкости турбинных, пределы допускаемой относительной погрешности измерений объема и объемного расхода жидкости соответствуют значениям, приведенным в таблицах 1 и 2.

Пределы допускаемой относительной погрешности измерений объёма и объёмного расхода жидкости при аппроксимации градуировочной характеристики ТПР функцией K=f(Q) (в частности, при использовании расходомеров в качестве рабочих эталонов в поверочных установках и (или) при программировании в микропроцессорных вторичных преобразователях аппроксимированной градуировочной характеристики ТПР)) или зависимости коэффициента преобразования от десятичного логарифма отношения расхода к кинематической вязкости измеряемой среды K=lg (Q/v) в диапазоне расходов от 0,1Qhom до Qhom должны быть:

±0,25 % для ТПР типа PTF 015;

±0,15 % для остальных типоразмеров ТПР.

Таблица 1

Окончание таблицы 1

* От QHOM до Qmax - кратковременно допустимый диапазон расходов.

* * Кср ТПР может отличаться от приведенного в таблице на ±20%.

* **Указанные в таблице пределы допускаемой относительной погрешности измерения объема и объемного расхода обеспечиваются для воды и жидкостей, кинематическая вязкость которых находится в пределах от 0,5х10-6 до 2х10-6 м2/с.

Таблица 2

Окончание таблицы 2

Допустимая максимальная кинематическая вязкость измеряемой

жидкости, м2/с, не более:

- для расходомеров типа PTF (Ду 15, 20, 25, 40, 50, 80)                      20х10-6;

- для расходомеров типа PNF (Ду 100, 150, 200)                            50х10-6;

- для расходомеров типа PTF-Н                                        200х10-6;

Направление движения жидкости                            однонаправленное;

В жидкости свободные газовая или паровая фазы должны отсутствовать. Пределы измерений рабочей температуры измеряемой

жидкости, °С                                                         от минус 50 до 150;

Рабочее избыточное давление измеряемой жидкости, МПа, не более           6,3*;

Пределы допускаемой приведенной погрешности комплекта расходомера при измерении давления жидкости, %, не более                       0,25 ;

Пределы допускаемой абсолютной погрешности комплекта

расходомера при измерении температуры, °С, не более                             ±0,5 ;

Пределы допускаемой относительной погрешности измерения

времени, в том числе и времени наработки прибора, %                            ±0,01 ;

Диапазон температур окружающего воздуха, °С

- для ТПР                                                 от минус 40 до 50;

- для вторичного преобразователя, преобразователей давления

и температуры зависит от технических характеристик преобразователей

Относительная влажность воздуха при +35 °С, %, не более                     98;

Технические данные составных частей расходомера - в соответствии с их эксплуата-

Для PTF015, PTF020. PTF025 по спецзаказу до 20,0 МПа;

В комплекте с первичными датчиками температуры, давления и вторичными приборами.

Вторичный преобразователь.

Вторичный преобразователь выполняет функции обработки, хранения и передачи данных, полученных от первичных преобразователей, преобразователей температуры, давления и т.д.

В качестве вторичного преобразователя используется один из нижеперечисленных:

- вычислитель «ИРГА-2», обеспечивающий измерение и вычисления объемного расхода, объема, массы, температуры и давления жидкости по 1....4 независимым каналам измерения;

- теплоэнергоконтроллер ИМ2300 или ИМ2300Ех, обеспечивающий измерение и вычисление объемного расхода, объема (массы), температуры жидкости по 1..3 независимым каналам измерения для ИМ2300 и по одному каналу - для ИМ2300Ех.

Выбор вторичного преобразователя осуществляется исходя из функциональных требований, предъявляемых заказчиком и экономической целесообразности поставляемого комплекта расходомера. Допускается применение иных вторичных преобразователей, соответствующих требованиям ТУ 38.45910240-05.

Знак утверждения типа

наносится на паспорт и руководство по эксплуатации турбинного преобразователя расхода жидкости, а также на табличку, прикрепленную к преобразователю, фотохимическим или ударным методом, или в виде голографической наклейки.

Комплектность

В комплект поставки расходомера жидкости турбинного с учетом конкретного заказа входят оборудование и документы согласно таблице 3.

Таблица 3

Кроме этого, по дополнительному соглашению с заказчиком, может поставляться:

- турбинный преобразователь жидкости (ТПР) без вторичного прибора;

- одиночный комплект ЗИП;

- принтер;

- преобразователь интерфейсов;

- сигнальный кабель.

В комплект расходомера жидкости турбинного может входить, но изготовителем не поставляется, плотномер.

Расходомер жидкости турбинный может комплектоваться другими типами составных частей, если их технические параметры и характеристики соответствуют требованиям, изложенным в ТУ 38.45910240-05.

Поверка

осуществляется по документу МП 11735-06:

1. «Государственная система обеспечения единства измерений, Расходомеры жидкости турбинные типов PTF и PNF. Методика поверки», утверждена ГЦИ СИ ФГУП ВНИИМС в 2004 г;

2. «Расходомеры жидкости турбинные типов PTF и PNF. Рабочие эталоны. Методика поверки», утверждена ГЦИ СИ ФГУП ВНИИМС в 2004 г;

3. «Расходомеры жидкости турбинные типов PTF и PNF. Инструкция по поверке» Согласована с ФГУП ВНИИР в 1992 г.

При проведении поверки применяются:

1 .Трубопоршневые поверочные установки (ТПУ):

- ТПУ-4", диапазон расходов 0,5 - 70 м3/ч с пределом основной относительной погрешности ± 0,05 %;

- ТПУ-16", диапазон расходов 15 - 700 м3/ч с пределом основной относительной погрешности ± 0,05 %;

- ТПУ-30", диапазон расходов 50 - 1400 м3/ч с пределом основной относительной погрешности ± 0,05 %;

2. Расходомерная поверочная установка (РПУ) на базе турбинных преобразователей расхода - рабочих эталонов (ТПРЭ) типа PTF и PNF. Основная относительная погрешность РПУ должна быть не хуже ± 0,08 %;

3. Частотомер типа Ф5041;

4. Счетчики импульсов типа Ф5007;

5. Термометры типа ТЛ с пределами измерения 0....55°С ценой деления 0,1 °С по ГОСТ 215;

6. Манометры типа МО с пределами измерений 0....1,6 МПа класса 0,4;

Сведения о методах измерений

Методы измерений приведены в Руководстве по эксплуатации

Нормативные документы

1 ГОСТ 8.510-2002 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений объема и массы жидкости»;

2 ТУ 38.45910240-05 «Расходомеры жидкости турбинные типов PTF и PNF. Технические условия».

Рекомендации к применению

Выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.