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      電磁流量計在漿液循環泵管道流量測量中的應用

      來源:作者:發表時間:2019-03-05 09:44:44

       摘要 :隨著空氣中顆粒污染物和氣體污染物的比例增高,造成了較為嚴重的大氣污染,甚至是酸雨的危害??諝庵卸趸虻任廴疚锏闹饕獊碓词呛蛉剂系娜紵?,而火電廠脫硫系統中的漿液循環泵又是整個系統的耗能大戶,運行電費占脫硫運行成本的 60% 以上。本文提出一種基于電磁的測量漿液循環泵管道內流體流量的流量計,根據測得的流量即可對泵的效率進行判定,并及時對效率低下的泵進行維護。

       
       引言
      隨著近年來科學技術的發展以及工業節能減排的重視,火電廠對煙氣凈化排放的要求也越來越高?;痣姀S發電時燃燒煤會排放出大量的二氧化硫 [1],它是全世界范圍內檢測到的對環境影響**嚴重的大氣污染物 [2]。因此,解決環境問題刻不容緩?,F在火電廠主流的脫硫方法是石灰石 / 石膏濕法脫硫,如何提高該系統的效率和降低能耗是節能減排的關鍵?,F在市面上的流量計多種多樣,與各種傳統的流量計相比 , 電磁流量計具有非接觸測量、無流動壓損、寬工作范圍、便攜性好、適合大管徑及大流量測量場合等方面 的特點 [3]。
       
      1 測量原理
      本文介紹的漿液循環泵管道流量測量系統是基于電磁多普勒法的,電磁測量方法有很多,其中多普勒法具備諸多優點 :(1)可以將檢測元件置于管壁外而不與被測流體直接接觸,不破壞流體的流場,沒有壓力損失 ;(2)外夾式超聲多普勒流量計的安裝、檢修均不影響管路系統及設備的正常運行 ;(3)超聲多普勒流量測量精度受流體溫度、壓力、粘度、密度等參數的影響小 [4]。
       
      在電磁流量計進行流量測量的過程中,電磁探頭 T發出頻率為 Tf 的超聲發射信號,發射信號經過流體和流體中雜質(通常是固體顆?;蛐馀荩┓瓷?,由電磁探頭 R 對管道中傳遞過來的電磁進行接收。由于流體及其內部雜質與管道壁上安裝的傳感器 T、傳感器 R 具有一定相對速度,因此根據多普勒效應,發射信號經過流體雜質接收到的反射信號頻率變為 f ,而接收傳感器 R 收到的由雜質顆粒反射的發射信號的頻率是 Rf 。
       
      2 系統設計
      本文根據多普勒法測量原理設計了一種適用于漿液循環泵的流量測量裝置,包括硬件設計和軟件設計,以及實驗環境的搭建。
       
      2.1 硬件設計部分
      本文設計的多普勒法流量測量系統以新型 DSC 芯片為核心,主要負責系統的控制和信號的處理功能。電路分為數字板和模擬板,硬件框圖如圖 1 所示。其中模擬信號發射、接收和處理部分位于模擬板,AD 信號采樣及傳輸、顯示等模塊位于數字板上,系統流程為 :DSC給 DDS 發送觸發信號,DDS 產生固定頻率、幅度和相位的正弦波信號,經過功率放大和諧振放大后由發射探頭進行信號發射 ;回波信號接收到后經過 LNA 放大電路、帶通濾波器后,進行混頻解調,解調后的信號經過低通濾波器后由 DSC 自帶的 AD 模塊進行信號采樣,并進一步對信號進行處理計算頻差,并**終得到流量數據 ;測量數據可以通過 FLASH 進行存儲、也可通過 OLED 顯示屏進行實時顯示或者通過 GPRS 無線傳輸至遠方監控中心。
      硬件部分圖
      2.2 軟件設計部分
      本文所涉及的軟件設計是針對 DSC 芯片進行的,DSC使用 Microchip 公司的 dsPIC 系列芯片,所用編譯軟件是Microchip 公司的 MAPLAB 軟件使用 C 語言進行編寫。本文軟件部分的設計采用模塊化和結構化的設計思想,方便整個程序及各個模塊功能的調試。[6] 軟件流程框圖如圖 2所示。
      軟件流程圖
      3 實驗測試
      首先,需要搭建實驗環境和平臺。實驗平臺由水泵、管道、儲液桶、含固酸性液體以及實驗儀器組成,將含固酸性液體倒入儲液桶中攪拌均勻,打開水泵使固液混合物在管道中流動,待流速穩定后使用本文設計的流量測量裝置進行流量測量。
      測量結果
      4 結語
      本文設計的多普勒流量測量系統對含固酸性液體進行了流量測量,測量結果誤差不大,精度良好,但由于是實驗室搭建的臨時測試環境,具有一定的局限性,實驗還有改進的空間。
       
      日日干夜夜操

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