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出众的潮湿或者含水分气体流量测量传感器技术

时间:2019-10-31 发布者: 浏览次数:46次

出众的潮湿或者含水分气体流量测量传感器技术

FCI ST80系列热式质量流量计在湿气或露天烟囱/防雨装置中应用的注意事项和解决方案

2019-10-31

什么是FCI的‘湿气’传感器呢?

作为热式质量流量计技术设计和实践应用领先创新者,针对客户众多具有挑战性的需求,FCI一直在开发和提供相应的解决方案。并且,最新的开发的产品是ST80系列的‘湿气质量流量计’。新增加的迷你机械装置设计,使湿气、凝结水和水滴与传感器分离,从而保持精确的气体流量测量,同时使传感器可能由水分冷却效应影响导致的尖峰值或错误的高测量值所造成的误差最小化。‘湿气质量流量计’既可以被应用于含有水分的气体中(水雾形式),同时也可以应用于防止垂直大烟筒中的雨水滴落影响。


为什么需要这种技术的传感器呢?

‘湿气质量流量计’传感器适用于含有高浓度的湿气或者冷凝水的气体流量测量应用,否则将不需要使用。

热式质量流量计测量的原理是气体流动过程中带走传感器上的热量。气体中任何湿气或冷凝水与传感器被加热端接触,都会导致热量转换过程中突然、瞬间变化,从而引起测量读数出现峰值或者波动,使流量测量不准确或者不稳定。恒温差△T(CT)模式的热式质量流量计,对冷凝水滴特别敏感。而恒功率(CP)模式的热式流量计,因为被加热端温度相对较高,提高了与气体接触的露点,所以相对好一些。




对于含有水分的气流,优先考虑或最佳的测量方式是要去除气流中的水分。一般处理方式包含下列几种:

Ø 安装气体干燥机

Ø 在流量计安装位置上游增加气液分离器或分液罐*,

Ø 管道加装保温或者加热管道防止气体冷凝。

但是,如果上述这几个措施都不可行时,我们还有以下其他两种解决方式供您参考:

1.     使用恒功率(CP)技术的热式质量流量计,优化安装方式,防止冷凝水接触传感器或使接触最小化。参考图1,将流量计斜向上装入管道,靠冷凝水自身重力使其从传感器上滴落。

* 如果使用了分液罐,图片1的安装方式依然被推荐使用。

图1 - 在管道135°或225°位置斜向上安装

2.     安装专门为‘湿气’设计的热式质量流量计,以下有两种类型:

a.  首先,优先考虑的一种是FCI‘湿气’传感器探头,增加的机械隔离使冷凝水与传感器探头分离不接触。因为是一个机械式的解决方案,所有的安全认证依然适用,没有新增加任何能源损耗部件,对传感器的使用寿命没有影响。另外,流量计依然是T等级认证,传感器探头依然适用其安全场所。参考图片2,建议安装方式是在管道侧面90°或者270°位置安装。

b.  另一种是恒温差△T(CT)模式流量计,加热到极限温度300℃[572℉]使湿气在接触探头时瞬间挥发。但是,在管道气流中插入如此高温度的加热源,可能会造成危险因素,操作起来消耗更多能量,并且导致流量计寿命缩短、加速老化、敏感度下降或传感器探头过早失效等。

图2 - 在管道90°或270°位置侧面安装

那么,FCI标准‘S’型传感器探头(CP模式)与‘WG’湿气传感器探头的关键技术和性能差异是什么?我们来查看下表。

ST80系列

‘S’型探头

‘WG’型探头

应用条件

< 100% RH

流速< 10FPS  [3MPS]

没有冷凝水或水滴接触传感器探头

>100% RH  

流速> 10FPS  [3MPS]

冷凝水或水滴可能会接触传感器探头

最小流速

0.25 SFPS [0,07 NMPS]

1 SFPS [0,3 NMPS]

最大流速

1000 SFPS [305 NMPS]

600 SFPS [183 NMPS]

精度

± 1% 读数,± 0.5% 满量程

± 1% 读数,± 0.5% 满量程

重复性

± 0.5% 读数

± 0.5% 读数

建议安装方向

斜向上安装,

在管道135°225°位置

侧面安装,

在管道90°270°位置

CP模式下响应时间

7 – 9 s

3 s

介质最高温度

850 °F [454 °C]

最高350 °F [177  °C]

压力

相同

机构认证

相同

输出和电子电路功能

相同

工艺条件选项

相同

常见问题答疑

问题1. 当用户选择‘WG’型传感器后,FCI工厂如何在湿气中标定流量计?

答1:工厂设计‘WG’型传感器的目的是将传感器探头与水分隔离,它只测量干燥的气体。所以ST80流量计将在干燥的气体管道内标定。

问题2. ST80流量计‘湿气传感器’(WG型)是否在高于FCI其他类型流量计的温度下运行?

答2:不是的。与ST80其他类型流量计的低温运行条件相同。适用所有T等级认证。

问题3. 如果是脏气体,选择‘WG’还是‘S’型传感器探头

答3:两种都是可以的。一般基于您的日常维护条件做出选择。‘S’型传感器探头是完全裸露的,并且对于大多数的应用,更容易清洁擦拭。‘WG’型传感器探头包含排水槽和较多的表面区域,需要频繁、仔细地清洁。每个现场气体中的粉尘/颗粒物也不同。

注释:无论哪个条件下,FCI建议将流量计通过隔离球阀固定安装到管道上。这样,可使传感元件轻松地从管道内拔出或再次安装到管道内。

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