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供水业流量仪表技术与应用 流量仪表技术指标

时间:2020-07-29    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
供水行业应用流量仪表分为进厂原水、出厂成品水、向用户供水等交接结算计量和水厂内部工艺流程的流量、测量/控制两大类。

上世纪50年代以前,制水供水交接结算仪表都采用传统文丘里管差压流量计和终端用户收费机械式叶轮水表。国外60年代、我国70年代中期出现了大管径电磁流量计,才开始打破文丘里管仪表垄断大管径水流量仪表的局面。70年代中期还出现了其他测量原理的大管径流量仪表,如插入式涡轮流量计、均速管流量计、超声流量计等。这些仪表各有特点,各自适用于不同应用场所。

供水业流量仪表装用

我国供水行业在上世纪70/80年代以前,由于公用事业制水厂、管网、销售分配同属一个企业,流量仪表应用局限于制水厂内部过程控制(如净水过程中原水/凝聚剂配比流量控制)和终端用户耗水收费计量,只有少数制水厂设置出厂成品水计量仪表。随着为提高效益,控制管网漏损,供水业实施产销分离,即制水厂生产和管网配售两独立企业间,需要增装交接核算计量流量仪表;此外,水厂从江河汲水由无偿到需向国家交付水资源费,也需增装流量仪表。因此供水业大口径交接核算仪表需量大增。

中国城镇供水协会设备工作委员会于2002/2003年间,调查国内46家大中城市供水企业所装用流量仪表的品种组成(不包括叶轮式水表),在46家企业1900台流量仪表中用得较多的是电磁流量计,占61.9%,其次是超声流量计为26.6%,插入式流量计为9.7%,文丘里管流量计仅1.8%。与《城市供水2000年技术发展规划》中1991年调查制水厂出厂水用流量计相比,电磁流量计增加许多(1991年为55%),插入式则减少很多(1991年为20%)。与日本东京都水道局2000年报导应用流量仪表相比(样本台数1083台,文丘里管差压流量计30.1%,电磁流量计45.2%,超声流量计18.4%),我们电磁流量计应用较多,文丘里管差压流量计则应用较少。东京都水道局文丘里管差压式仪表在出厂成品水和进厂原水的交接计量和水厂内部流量控制均有较多使用。

供水企业对所用流量仪表的评价

国内供水企业对所用流量仪表诸品种长期运行实践认为:电磁流量计性能好,精确度高,技术成熟,为多数企业认可,虽价格较高,今后还会较多采用超声流量计性能稳定,精确度中等,多声道或管段式仪表则较高,具有外夹装换能器的超声流量计可不断流不停役安装,是其独特优点,预计因其价格适中,安装便捷,将有较大发展空间;插入式涡轮流量计稳定性和精确度较差,但价格较低,在维护管理好的情况下,比较适合城镇中小水厂使用;文丘里管差压式流量计目前仅有少数企业装用,如东深供水工程向香港输水使用了数十台,一般是中等精确度,实流校准则可得较高精确度,具有只要测量文丘里管几何尺寸实现定期检查而毋需实流校准的优点,随着技术进步,还是有一定发展空间。

大口径流量仪表的现场比对和在线验证

按ISO9000《质量管理体系》的要求,测量仪表必须在受控状态下运行,以及JJG198-94《速度式流量计检定规程》的规定必须定期检定。流量仪表流量值的检查方法通常有离线检查和现场在线检查两种方法。离线法流量校准检查将仪表卸离管线送至实验室流量校准装置上进行实流校准。然而供水业大管径水管不容许随意切断水流,停役拆卸流量传感器,实施离线校准,且因工程费用浩大不易实现。这一难题成为2003年11月中国水协设备委召开的“流量仪表应用技术研讨会”上的讨论热点。在实践中各供水企业根据各自使用条件,探索若干在现场比对或间接检验(查)的方法,验证或评估流量仪表的流量测量值仍保持或已超过原始校准精度等级范围内,作为是否仍可继续使用或需进一步检查提供依据。19家供水公司提出的24篇论文中有11篇涉及大口径流量仪表现场比对或在线验证。

流量仪表的实流校准是确立被校准流量仪表指示值与原始标准器或传递标准相应值之间关系的一组操作过程,将校准值传递给被校准仪表,是有法定计量性质的;现场比对是在规定条件下用相同(或相近)精确度等级仪表量对值进行比较,是没有计量法定性质的操作;在线验证是在现场通过检查和提供客观证据表明规定要求下已经满足的认可。

研讨会论文中提出现场比对的方法有清水池容积法、串联管段式仪表法、外夹装(外贴)式换能器超声流量计法和插入涡轮流量计法,在线验证的方法有对电磁流量计的检查验证。

清水池容积法比对流量是供水业经常采用的传统方法,可利用制水厂现成大容积清水池的有利条件,可获得较高的比对精度。在研讨会提出实施本方法论文有3家企业,其中长沙自来水公司的论文简述了实施过程和比对实测例的数据。仔细丈量水池几何尺寸,指望可获得0.2%的体积不确定度;运行较长时间(几小时以上)使进水池水位差超过1m,以减少各类操作误差的影响。在这样的操作条件下,清水池比对法总不确定度可望在0.5%~1%之间。

利用便携式外夹装换能器超声流量计比对流量在供水业应用十分普遍,提出现场在线比对论文的11家企业中有9家采用过本方法。本方法可获得中等比对精度,但采用本方法时应评估安装于现场比对超声流量计所组成测量系统的不确定度。因为系统不确定度除了超声流量计本身精度(流速的0.5%~1.5%)外,还应包括流通面积、声程距离和声程角的测量偏差形成的附加误差(如管内径测量偏差0.5%,流通面积形成附加误差1%;换能器间距安装偏差1%,附加误差1%;45?声路角偏差1°,附加误差1.7%)。来流受上游挠流件(如阀、弯管)挠动而直管段不足形成速度分布畸变和旋转流所带来的附加误差等。通常所称便携式超声流量计的精度实际上是所测流速的精度,切勿误解或受误导认为是所测流量的精度。便携式超声流量计比对法的总不确定度在2%~5%之间,若丈量几何尺寸粗糙或无法获悉确切流通面积(如内壁有严重锈蚀或积层),系统不确定度甚至超过5%。大部分供水企业已注意到比对便携式超声流量计安装位置和管道/安装尺寸的重要性,例如石家庄市供水总公司新设计流量计井时,在仪表井测量条件较理想位置预留装比对流量计的管段和空间。有些企业在新设置流量计后,随即用便携式超声流量计测量比对,并将数据记录在案,便于今后分析被比对固定安装流量计有无变化。

还可改变便携式超声流量计换能器安装位置或方式,探测现场管段流动状况。例如沿着管圆周移动两换能器,核对所测不同位置的线平均流速,最大流速处可能就是最接近实际的平均流速位置,因为在最不对称位置的流速畸变所形成的平均流速读数最小。这是所有发表实验报告论据所建议的评估方法。比较换能器按Z法和V法安装所测得的流速,如两者相差很大,表明存在严重横向流动,也就是有旋转流的迹象,应给予注意,采取措施。

提出实施串联管段式流量仪表比对法论文有3家。广州市自来水公司DN800和DN1200电磁流量计各一台使用五年,发送和接收双方对仪表测量精度出现争议,于是分别临时串联接入同口径或异口径电磁流量计作较长时间运行比对,相差仅在0.1%~0.2%之间,争议即平息。

长春自来水公司在一台插入管壁固定安装换能器的超声流量计下游,串联接入一台电磁流量计进行比对,发现超声流量计少计量8%。南昌供水公司采取出厂水管线串联接装两台电磁流量计相互比对。若两表测量值间差别出现异常,可分步送检,一旦其中一台仪表发生故障,另一台照常工作,不会因计量中断而发生纠纷。

有两家企业用插入式涡轮流量计与固定安装正在使用中流量计作流量比对。南昌供水公司在DN1000管线更新3台流量计时,在其一侧预留插入孔和阀门以便插入涡轮流量计,作定期流量比对。该公司认为涡轮流量计短时间内使用,其测量值稳定可靠,操作简便,费用省。襄樊供水公司对原插入式涡轮流量计测量点更新成管段式流量计时,保留原插入安装口,俾日后定期再插入涡轮流量计进行比对。虽然插入式流量计组成大管径系统的测量精度低(2.5%~5%),因为即使涡轮流量传感器有较高精度(流速的0.5%~1%),还要包括流通面积测量误差以及流速分布系数/阻塞系数的不确定性等等,但有优异的重复性(0.25%~0.5%)。如果在同一位置定期用涡轮流量计与在用流量计比对,与新装后首次比对数据比较,可以评估该仪表运行是否正常准确。

上海自来水公司/原水公司、广州市自来水公司分别摸索现场在线检查和验证电磁流量计的方法,采用检查流量传感器励磁线圈电阻/绝缘和励磁电流以评价磁场强度是否变化,测量电极接液电阻以评估电极表面状况,检查各部位绝缘以判断零部件劣化程度等等,用模拟信号器及其他通用仪器检查转换器。

通过这些检查验证仪表是否保持原有性能。上海地区几年来已积累了300余台检查验证的经验,正在制订《电磁流量仪在线校验规范》。 1.概述

流量测量仪表种类有很多,其测量原理,仪表结构,使用条件和安装方式等各不相同,为了使各制造厂家生产的各类仪表的流量量值统一,并达到一定的测量精确度,必须要对新制造或使用中的流量仪表进行标定或校验。能实现对流量仪表标定或校验和设备是各种流量标准装置。

2.流量仪表的校验方法

为了获得流量仪表的流量量值及其测量精确度,必须对每台流量仪表作流量校验或标定。流量仪表的校验一般有直接测量法和间接测量法两种方式。

直接测量法也称为实流校验法,是以实际流体流过被校验仪表,再用别的标准装置(标准流量计或流量标准装置)测出流过被校仪表的实际流量,与被校仪表的流量值作比较,或将待标定的仪表进行分度。这种校验方法也有人称为湿法标定。实流校验法获得的流量值既可靠又准确,是目前许多流量仪表(如电磁流量计,容积式流量计,涡轮流量计,涡街流量计,浮子流量计及科里奥利质量流量计等)校验时所采用的方法,也是目前建立标准流量的方法。

间接测量法是以测量流量仪表传感器的结构尺寸或其它与计算流量有关的量,并按规定方法使用,间接的校验其流量值,获得相应的精确度。这种方法相对于湿法标定也被称为干法标定。间接法校验获得的流量值没有直接法准确,但它避免了必须要使用流量标准装置特别对大型流量装置带来的困难,所以,已经有一些流量仪表采用了间接校验法。如差压式流量计中已经标准化了孔板,喷嘴,文丘里管等都积累了丰富的试验数据,并有相应的标准,所以通过标准节流装置的流量值就可以采用检验节流件的几何尺寸与校验配套的差压计(差压变送器)来间接地进行。靶式流量计的间接校验法是在测量靶与管道尺寸的基础上用挂重法计算流量值来实现的。国外有些制造厂已对浮子流量计进行间接校验法,即仅检验浮子和锥管的几何尺寸以及浮子重要来确定流量,其精确度比实流校验的仪表稍低一些。弯管流量计虽然还未标准化,但由于对其测量精确度的要求较低,一般也可采用间接校验法,超身换能器,夹装在管道外的超身流量计参数设定实际上也是干法标定。有些流量仪表虽然间接校验法始终是较为重要的流量校验方法,即使是已经标准化了的标准节流装置,有时使用条件超越了标准规定的范围,或为了获得更高的测量精确度,仍需采用实流校验法进行校验。

流量仪表的校验有多种方法,但实流校验法始终是最基本也是较为重要的校验方法,某些仪表之所以可用间接校验法校验,也是在用实流校验积累了丰富的试验数据的基础上才得以实现的。所以,本章主要对实验室及现场的实流校验方法,类型和各种类型的流量标准装置及流量量值传递系统作简要的介绍。 摘要:讨论流量仪表在应用中常见失误情况,包括操作不善和流动扰动及不良安装;产生气穴和液体中会有气泡;气体中含有冷凝液;磨损和沉积等等。这些失误常导致流量仪表测量不准或失灵。
关键词:流量仪表;应用技术;操作失误

用户常从流程系统物料平衡,与历史测量值比较或与其他参比流量测量值比较,感觉使用中流量计测量不准确,然而卸下仪表去流量标准装置上校验,除少数是仪表本身失误(如调试设定谬误)外,证明大多数仪表是正常的。究其原因往往大部分属仪表安装布置不妥和管道内介质中混有异相物(如气体中有凝结液滴,液体中混进气泡)等造成应用方面的失误。

1 不良安装

1.1 第1类不良安装

操作不善和布置不妥的不良安装,常见的有:

1)标准孔板的锐角未装在迎流面。
2)仪表与管道间密封衬垫内径Dg小于管道内径Dp和仪表内径Dm而产生束流。Dg应略大于Dm,如Dg3)密封垫片偏心(未对准中心)。密封衬垫安装偏心,遮住了部分流通面积,使速度分布严重畸变不对称。由于不对称流动发生在流量传感器进口,即上游直管段长度为零,会对差压式、涡轮式、涡街式、超声式,靶式、电磁式等仪表带来测量误差。例如DN50mm电磁流量计衬垫偏心10mm,测量误差高达4%~10%。
4)流量计处于错误的流动方向。
5)将对于振动干扰敏感的仪表安装在有振动的管道上。
6)缺少必要的防护性配件。

这些缺陷,是众所周知或仪表制造厂提出应该避免的。然而因操作人员未经严格培训,缺乏知识而未得到重视,这类失误屡见不鲜。

密封垫片内径过小或安装偏心虽然对容积式、浮子式、科里奥利质量式等仪表的流量值没有影响或影响极小,但会增加额外的压力损失。

1.2 第2类不良安装

1.2.1 上游扰动源

上游的扰动源有螺旋式焊缝管和各类阻流管件(如弯管、异径管、支管和阀),如图1所示[2]。按扰动流类型分为两类,第1类速度分布有畸变和有二次流动;第2类除速度分布畸变和二次流动外,还有旋涡。各类管件中遇到较多的是弯管和各种弯管组合(如同平面双弯管和立体双弯管)。各类流量仪表对上游流动扰动的敏感程度不一,因此要提出各自的安装要求。

图1 根据扰动流类型分类的各种管件

在各类流量仪表中,节流差压式仪表对节流件上下游直管段长度要求的试验做得较为完善,典型阻流件比较成熟的结果已经在国际标准ISO5167中作出了规定。其他各类流量仪表至今尚未达到如此成熟的程度;不管是标准规范还是制造厂使用说明书提供的数据,都不及节流差压式流量仪表完善,有时只能起参考作用。同一品种仪表由于结构不同,影响程度差异也很大。例如:涡轮流量计的涡轮螺旋状叶片比平直状叶片受旋涡流的影响要小得多;传播时间法超声流量计中V法声道布置受旋涡流影响比Z法小。

1.2.2 下游扰动源

通常那种认为流体一旦流出流量仪表后的流动状态不会再影响仪表,只是一种错觉。事实上,弯管、阀门等对流体流动形成的扰动会上溯传播,可以影响到几倍管径长度的距离处。在大部分情况下5倍管径的下游直管段已经足够了;有些特例可能要稍长些,但可认为10倍管径的下游直管段,就能可靠地应付任何下游管件所产生的扰动。如直管段长度不能满足要求而又要保证测量精度,则可采取以下两个变通办法之一。

1)在现场安装条件下校准,或在相同于现场安装条件的扰动阻流件与仪表一起,在实验室实流校验装置上校准。
2)在仪表上游安装如下节所述的流动调整器。

2 流动调整器

在国际标准化组织技术委员会草案ISO/CD5167 1《用安装在充满流体的圆形截面管道中差压装置测量流量第1部分———总则》[3]中,资料性质的“附录C”将流动调整器分类为流动整直器(flow straightener)和真流动调整器(true flow condition er)。前者的功能仅消除或显著减小旋涡,而并不同时调整流速分布使之接近于充分发展的流速分布;后者在消除或减小旋涡的同时调整流速分布状况。ISO5167 1将径向叶片(Etoile)式、栅格(AMCA)式、斯普伦克尔(ASME)式和管束式划归为流动整直器,而将平板交叉式(赞克(ISO)式)和三菱式(多孔板式)划归为真流动调整器。

文献[1]列有包括上述多种流动调整器的结构外形、管束直径和开孔尺寸等;装用后对畸变和旋涡的改善效果;以及它们的压力损失计算式和永久压力损失系数。

流动调整器(广义)有时如安装不慎,会产生副作用而不能使流动有所改善。装用时应遵循以下基本准则。

1)与三菱式相似的多孔板流动调整器即使非常接近流动扰动源,也能很好地起作用,因此可以直接装到弯管和阀等的出口法兰上。
2)其余各类流动调整器必须安装在扰动源下游至少3D的距离,否则易被刚产生的扰动削弱调整作用。
3)从流动调整器流出的速度分布还存在一些畸变,因此在其下游与流量传感器之间还应有一段直管段以削除畸变。该直管段的理想长度宜为20D以上,至少应不低于10D。如将流动调整器和流量传感器安装在一起进行实流校准,则直管段长度有5D就够了。

3 气穴形成的失误

在测量液体流量时,仪表流量检测部位产生气穴(蚀)将导致错误的测量。气穴产生的原因是仪表内部压力低于液体蒸气压所致。应提高工作压力或在仪表下游装背压阀以提高仪表内部压力,勿使其低于标准规范或制造厂规定的压力值。

仪表上游管线配件产生气穴是常被忽视的一个祸源,特别是燃料、石油加工产品或有机溶剂产生的气穴,形成云雾状气泡在其下游会保持相当长的距离,极易造成仪表测量误差。流量控制阀在接近关闭状态流动时最易产生气穴;某些三通阀和四通阀在改变流通方向时也容易产生强烈的气穴。这些都是值得引起注意的。

4 液体中混有气体(泡)

液体中混有气体(泡),是液体流量测量产生测量误差和输出不稳等故障出现频率颇高的原因之一。除上面所述气穴产生气泡外,还有以下几种途径会导致在液体中进入空气或产生游离气体(气雾或气泡)。

1)旋涡等卷入空气:储存容器液位高度下降到略高于吸入管进口端,或该高度只有1~2倍进口直径D的距离时,就会产生旋涡,极易将气液界面的空气卷入液体进入管道。通常要求液位要高于进口2~5D(取决于吸入流速),才能保证不形成旋涡。在实践中遇到这样的失误案例很多,也可能是管道进入空气较为普遍和进气量较多的原因。在流程工业方面配比混合容器搅拌时混入空气,也是在实践中常会遇到的。

2)管道充液不全残留空气:检修管道系统先要排尽液体,结束后重新充液。然而有时候要完全充满亦相当困难,因为在管道系统高点(如倒U形管顶部)和死角,易聚存气团,日后遇到压力或流量突然波动,气团破裂便会被液体带走部分气体。这常是管线投入运行初期流量仪表测量不准确的原因之一。因此在必要时在高点设置排气阀,以便人工排放潴留气体。

3)密封泄漏:气体的粘度远比液体小,某处液压密封试验时能保持管内液体不外泄,却不一定能保证管内气体不外泄或吸入。负压管道连接处的密封稍有不慎,极易将空气吸入管内;正压管道系统泵吸入端负压管段密封不良或泵转轴填料老化泄漏也会吸入空气。负压管道系统吸入空气尚易为人们想到,然而若管道内略高于大气压且出现脉动流,亦会出现瞬间压力低于大气压而吸入空气的现象,就往往会被忽视了。

4)液体中溶解的气体因温度、压力变化游离成气泡:当液体压力降低或温度升高时,溶解在液体中的气体会分离出游离气雾或气泡。例如石油加工产品若温度升高15℃,溶解空气形成游离气泡体积达1%~1 5%。

5)冷却收缩形成的气泡:这是一种比较隐蔽的液体中混入气体的方式。当充满液体的管道系统欲停止运行时,关闭进出口截止阀后逐渐冷却。由于液体体积的收缩比管道系统空腔的收缩大得多,至使管内形成真空的收缩空间。液体中溶解的气体分离成游离气泡积聚于管道系统内的高点,在重新开车时便会出现测量误差。

5 气体中冷凝液

通常气体中水蒸汽的凝结对测量精度影响不大,只有测量空气或气体流量的精确度要求较高时才予以注意,并且应尽可能避免凝结。比较有把握避免凝结的方法是使气体处于干燥状态,然而在实践中又往往不易办到。较简便的方法是控制管道内的压力和(或)温度,使管道系统中的水蒸汽不要处于饱和状态。


6 磨损和沉积结垢

通常,使用者希望流量仪表安装调试好后,一直能进行准确地测量,直到不能应用为止。这当然是一种愿望。人们对有活动测量零部件的涡轮式、容积式仪表中轴承磨损,活动件和静止件间的间隙变化(磨损增加间隙,结垢减少间隙)影响测量性能,易予以重视;对无活动零部件的仪表如节流差压式、涡街式等仪表,受磨损与结垢沉积的影响常被忽视。

实际上这些流量仪表测量通道因磨损、沉积引起尺寸变化的影响不是微不足道的。例如DN100管道管壁变化±0 5mm(沉积或磨损),流量测量值就要变化±1%,对于0 5级表就不是可以忽视的小数目了。

标准孔板孔的上游锐边缘严格要求边缘半径r≤0 0004d(d为节流孔直径)。若锐边缘磨钝至r/d=0.002,流出系数变化+1 2%;r/d=0 004,流出系数变化+2 2%;r/d=0 008,流出系数则变化+4%[4]。标准孔板迎流端面沉积也要影响流出系数,例如DN100测量管孔板迎流端面沉积厚度2 5mm;孔板节流孔与管道直径之比β=d/D=0 7时,流出系数变化+3%;β=0 2时,流出系数变化高达+6 2%[4]。

涡街流量计旋涡发生体迎流端面沉积也会影响流量测量值。据日本Oval公司工作人员著文透露模拟试验结果,在该公司三角柱发生体端的堆积物厚度Y为0 01D时附加误差为-2%;Y=0 02D时,附加误差为-3 4%[5]。

对于电磁流量计,沉积结垢除去对流通面积产生影响外,若是绝缘性的沉积层覆盖电极表面,则该量信号被断路;若是导电性垢层沉积于测量管内壁,则流量信号被短路,二者都会使电磁流量计无法正常工作。

对于应用日益增多的江河原水计量,应注意仪表测量管内壁沉积层的厚度,并要定期清除。例如上海某水厂DN1600黄浦江原水输水管所装电磁流量计,启用2年后感到计量减少,然而检查仪表本身却正常。因为不能停流来检查流量传感器测量通道的状况,所以直到使用6年后进入流量传感器测量管检查,淤泥沉积厚度竟已达到10mm。这类场所要定期清除淤泥,并预设能进入管道和传感器的入孔等。

7 正常运行的误解

常有用户反映仪表测量不准确或运行不正常,但现场检查发现,故障往往实际上不是仪表本身的原因,而是由系统原因所引起的,即产生了误解。

1)旁路管截止阀泄漏:为便于维修,流量仪表通常装有旁路管,旁路管截止阀泄漏必然减小仪表读数,而阀的微量泄漏又不易察觉,常被误认为测量不准确。更有甚者,在有些核算或节约有奖的介质测量场所,在旁路阀上弄虚作假,人为地不密闭,则可采取在阀手轮上系线错封等防范措施。

2)以泵流量核查仪表流量:运行人员如对流量仪表产生怀疑,往往与泵铭牌上“规定性能点”的额定流量(见图2之qsp)进行比较,或与泵典型扬程 流量特性曲线的流量读数进行比较,如不一致即认为仪表不准确,这显然是一种误解。泵的输送流量是泵的特性曲线和管道系统负载特性曲线(图2之OA与OB)交汇点所确定的qA与qB,它随着运行负载而变。而泵铭牌上的额定流量是在某一规定条件下的流量,在大部分情况下是不会一致的。此外泵的额定流量也规定允许有4%~8%的允许误差(按泵的等级而定),同一规格各台泵的扬程 流量特性曲线也有差异(在图2两虚线范围内),输出流量也是不一样的。即便是泵的实测扬程 流量特性,流量值也可能有2%~3 5%的误差[6]。因此不能用泵的流量值来作为判别流量仪表准确与否的依据。但日常运行时可相互参照,若两值出现与日常运行的差值有异常变动时,应作为“故障迹象”检查泵、仪表和管道系统。


图2 泵特性曲线

3)液体工况变化:现在流量仪表大部分是体积流量仪表,人们对于气体在不同工况条件下所测流量值之间的关系,已给予充分注意。然而对于液体,因受日常温度/压力工况变化不大时对流量测量影响甚微的习惯所左右,往往忽视了工况变化较大时对流量测量值的影响。

液体是非压缩性流体,通常液体的压缩系数不大,静压不大的压缩量可忽略不计。然而石油加工产品压缩系数较大,在(5~20)×10-4/MPa,液化石油气压缩系数更大,为(44~73)×10-4/MPa,当压力相差较大时,流量测量值必须考虑静压的影响。例如,输油管用泵加压输油,从0 5MPa升压到6MPa时体积压缩了0 45%,如果两端分别用容积式流量计测量,那么两者的读数就会有相应的差别。

石油加工产品在室温附近升高10℃,体积增加0 7%~1%。这对于0 5级精度的仪表已是相当大的影响了。水的体积变化受温度变化的影响相对较小(在10~40℃范围内,为+(0 16~0 25)%/10℃)。但流程工业经常会遇到测量水或水溶液在热交换过程前后体积流量的情况。若温度相差较大,则应考虑温度对体积测量值变化的影响。

江苏某化工厂两台DN100电磁流量计分别测量两条管道中的两种稀酸,汇合进入总管再由DN200电磁流量计计量总流量。该厂向仪表制造厂反映,总表流量为两个分表流量之和的120%~130%,认为3台仪表均不准确。经现场了解管道压力为0 6MPa绝对压力,两分管液体温度为30℃,混合液体进入总表前经反应器热交换,温度升高到180℃。假定稀酸受温度影响的体积膨胀系数和水相近,那么从30℃升高到180℃体积增加约12%,由此可以判定,总表与分表总和之间读数差主要是液体温度变化所致。此外,在0 6MPa绝对压力下,混合液体在158 5℃已开始沸腾,流过总表的流体为液体中夹有部分蒸汽,必然会也增加总表体积流量的读数。可以认为,这两种因素就是总表读数比两个仪表流量之和多20%~30%的原因。

参考文献:
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[4] 孙淮清,王建中 流量测量节流装置设计手册[M].北京:化学工业出版社,2000
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[6] 蔡武昌 水泵特性排量与流量仪表测量值之间出现偏差的分析[J].自动化仪表,1999(4):7-9


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