Вихревой расходомер 8800: обзор и применение? 

Когда заходит речь о вихревых расходомерах, многие сразу представляют себе что-то сложное и капризное, особенно для грязных сред. Но с моделью 8800, если честно, история немного иная. Да, принцип тот же – тело обтекания, вихревая дорожка Кармана, считывание частоты. Но в реализации есть нюансы, которые либо делают его рабочим инструментом, либо отправляют на полку. Попробую разложить по полочкам, исходя из того, с чем приходилось сталкиваться лично.

Конструкция и то самое ?тело обтекания?

Ключевой элемент здесь – призма. У 8800 она довольно массивная, с закругленными гранями. Многие производители экономят на этом, делая ее тоньше или из менее стойкого сплава. В итоге при абразивных потоках, скажем, шламовых, кромки быстро изнашиваются, частота вихреобразования ?плывет?, и точность летит в тартарары. У 8800, по моим наблюдениям, с этим получше. Материал корпуса и самой призмы – нержавейка, марку не скажу точно, но по виду и весу похоже на 316L. Это важно для химической стойкости.

А вот с установкой есть момент. В паспорте пишут про необходимость прямых участков до и после расходомера – обычно 10D и 5D. На практике, особенно на старых трубопроводах с кучей колен, этого часто не добиться. Ставили как-то на линию подачи пара после двух близко расположенных отводов. Показания были нестабильные, с шумом. Пришлось врезать патрубки-успокоители потока, ситуация выровнялась. Так что рекомендации по монтажу – не просто формальность для 8800.

Еще один практический аспект – датчики. Их два: пьезоэлектрический и, опционально, термоанемометрический. Пьезо – классика, но чувствителен к механическим вибрациям от насосов или компрессоров. Приходится тщательно выбирать место установки и настраивать фильтры вторичного прибора, чтобы отсечь паразитные частоты. Термоанемометрический, в теории, менее чувствителен к вибрациям, но его мы пробовали на горячей воде (около 90°C), и он начал ?врать? при длительной работе – видимо, сказывался перегрев чувствительного элемента. Для пара, наверное, вообще не вариант.

Где он реально работает, а где – нет

Основная ниша 8800 – это измерение расхода пара, газов (воздух, азот, природный газ) и чистых жидкостей. С паром, особенно насыщенным, у него получается неплохо. Участвовал в проекте на котельной, где ставили несколько таких расходомеров на линии подачи пара к технологическим потребителям. Главное было – правильно рассчитать плотность пара по давлению и температуре, так как прибор измеряет объемный расход. Использовали внешние датчики давления и температуры, данные сводили в контроллер. За три года нареканий по точности не было, если не считать одного случая забивания дренажного отверстия конденсатом в нижней точке.

А вот с жидкостями история сложнее. Для воды, особенно умягченной или конденсата, подходит. Но стоит появиться пузырькам газа или кавитации – начинаются проблемы. Сигнал становится прерывистым. Был опыт на линии циркуляции горячей воды с возможным подсосом воздуха. Расходомер выдавал периодические всплески. Пришлось ставить сепаратор-воздухоотводчик перед ним. С вязкими жидкостями, типа масел, или с суспензиями (например, пульпой) – это не его история. Призма и полости забиваются, вихри не образуются стабильно. Пробовали в лабораторных условиях на густом глицерине – показания были откровенно случайными.

Интересный кейс был с природным газом на узле учета. Там важно низкое падение давления. У 8800 оно, в принципе, невелико благодаря форме призмы, но при очень высоких расходах все-таки ощутимо. Пришлось сверяться с расчетами потерь напора. В итоге сошлось, но момент для проектировщиков важный.

Подключение и настройка: где собака зарыта

Сигнал выхода – частотный или аналоговый 4-20 мА. С частотным проще, он более помехоустойчивый для передачи на расстояние. Но многие местные контроллеры или SCADA-системы ждут именно аналоговый сигнал. Здесь важно правильно настроить преобразователь в самом блоке электроники 8800. Диапазон пересчета от минимальной частоты вихрей до максимальной. Если ошибиться, то на краях диапазона будут большие погрешности.

Настройку плотности среды часто упускают из виду. Для газа и пара она сильно зависит от давления и температуры. Можно заложить постоянное значение, но тогда при отклонении параметров от расчетных ошибка измерения может быть 10% и более. Лучший вариант – использовать функцию коррекции по PT-сигналам, если блок электроники это поддерживает, или вести расчет во внешнем контроллере. Мы обычно использовали внешний PLC, куда стекались данные от датчиков давления и интегрированных датчиков температуры с других участков линии.

Калибровка в полевых условиях – больной вопрос. Фактически, проверить можно только ?нулевую точку? – остановить поток и посмотреть, есть ли сигнал. А проверить по точкам расхода без эталонной установки невозможно. Поэтому уповаешь на заводскую калибровку и надежность сенсора. Со временем, лет через 5-7, может наблюдаться дрейф нуля или изменение чувствительности, особенно в тяжелых условиях. Тогда – только демонтаж и отправка на поверку.

Практические грабли и неочевидные моменты

Вибрации – главный враг. Один раз поставили расходомер на трубопровод рядом с большим центробежным насосом. Показания постоянно ?плясали?. Встроенные фильтры в блоке электроники помогали слабо. Решили проблему только установкой гибких вставок (компенсаторов) между насосом и расходомером, чтобы развязать вибрации. Теперь это обязательный пункт проверки при монтаже.

Температурные ограничения. Электронный блок обычно выносной, его можно поставить подальше от горячей трубы. Но сам первичный преобразователь (призма с датчиком) имеет свой предел. Для стандартного исполнения это, кажется, до 400°C. Для большинства паровых линий хватает. Но если речь о перегретом паре высокой температуры, нужно уточнять спецификацию. Были случаи, когда заказчик по ошибке ставил стандартный на линию 450°C – через месяц пьезодатчик вышел из строя.

Ремонтопригодность. В целом, конструкция простая. Если забилось тело обтекания, можно попробовать промыть, предварительно отключив и сбросив давление. Заменить датчик тоже реально без демонтажа всего расходомера с линии, если позволяет конструкция фланцев. Это большой плюс по сравнению с некоторыми другими типами, где чувствительный элемент впаян намертво.

В связке с другим оборудованием и поставщики

Часто 8800 идет как часть более крупного узла учета или системы управления. Тут важно, чтобы сигналы с него корректно интегрировались. Мы не раз использовали его в паре с радарными уровнемерами для контроля расхода и уровня в емкостях, или с электромагнитными расходомерами на смежных участках трубопровода с другими средами. Проблем с совместимостью по сигналам 4-20 мА или HART обычно не было.

Что касается поставки и поддержки, то на рынке есть несколько игроков. Из тех, с кем приходилось иметь дело в контексте полевых приборов, можно отметить ООО Шанхай Кэньчуань Прибор и ООО Уху Кэньчуань Прибор. Они, как я понимаю, в основном производят и продают полевые приборы и приборы отображения и управления, те же датчики давления, радарные уровнемеры, магнитные перекидные уровнемеры. Информацию по их оборудованию можно найти на их сайте https://www.kenchuang.ru. Конкретно по вихревым расходомерам 8800 у них, возможно, есть своя специфика или модификации, но общий принцип и ?подводные камни?, описанные выше, будут характерны для большинства приборов этого типа на рынке.

В итоге, вихревой расходомер 8800 – это не универсальный солдат. Это достаточно надежный и точный инструмент для своих задач: пар, чистые газы, вода. Его успех на 90% зависит от правильного выбора места установки, учета всех параметров среды и грамотной обвязки. Если все условия соблюдены, он проработает долго и без сюрпризов. Если же пытаться пристроить его куда попало, получится головная боль и недоверие к технологии в целом. Как и с любым техникой, нужно понимать его физику и ограничения.