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1、流量测量 马永志2014年4月 增长知识 迈向辉煌 目录 一 流量测量技术与流量测量仪表应用二 企业流量计量监侧与管理系统三 师生互动 疑难问题现场解答 一 流量测量技术与流量测量仪表应用 一 蒸汽和气体流量测量技术新进展 国内外流量仪表的优势比较及选型安装调试方法 二 几种典型流体的流量测量 三 热量和冷量的计量 四 流量批量控制系统 脉动流量测量 五 提高流量测量精准度的实用方法 六 流量测量系统误差的生成与处理 七 天然气与煤气的流量计量 八 流量仪表及流量过程测量的相关国家标准 国际标准及操作规程 五 提高流量测量精准度的实用方法 一 流量测量技术与流量测量仪表应用 1 实液非拆卸标定
2、 2 补偿修正 为了提高测量精度 实现宽范围内高精度的测量 IAS 8660流量多参数智能变送显示仪对流量测量实现全工况动态补偿 对雷诺数进行线性修正 根据国标GB T2624 93对流量的计算公式的定义 将实际工况下的各类参数通过测量后进行重新计算 然后再代入标准流量计算公式 现场完成被测流体的质量流量计算 这种计算方法可以大大提高测量的范围并能确保一定的精度 3 定流量点使用 五 提高流量测量精准度的实用方法 一 流量测量技术与流量测量仪表应用 4 温压修正 在IAS 8660中 从两方面对温度作了补偿 节流件节流孔直径的温度补偿和差压变送器的温度补偿 节流件节流孔直径d应为工作条件下的数
3、值 而在孔板的设计 加工 检测中 均以常温状态下的数值为依据 显然 与工况条件相比 是有一定误差的 主要是温度系数造成在不同温度下两者的直径有一些不同 在常规仪表中是忽略这种影响的 但孔板的孔径对测量的影响是比较大的 为了提高测量精度 就不能忽视这一因数而且在计算机高度发展的今天 完全有可能来解决这一问题 IAS 8660就是利用计算机技术 根据测得的孔板实际温度 按照孔板材料的温度系数曲线进行实时修正 从而进一步提高了测量精度 五 提高流量测量精准度的实用方法 一 流量测量技术与流量测量仪表应用 4 温压修正 为了提高测量的精度 尤其是提高小信号下的测量精度 减小在不同温度变化情况下的零位漂
4、移 也称零点稳定性 IAS 8660在差压传感器上还增加了温度测点 以测出差压传感器在工作状况下的实际温度 通过计算机运算 对弹性系数进行实时修正 在 40 120 范围内实现零温度系数 从而提高测量精度 向下拓展了下限测量范围并扩大了工作温度的适应范围 5 自校正 五 提高流量测量精准度的实用方法 一 流量测量技术与流量测量仪表应用 6 压缩系数校正 是实际气体性质与理想气体性质偏差的修正值 通常用Z表示 Z偏离1越远 气体性质偏离理想气体性质越远 Z在实际气体状态方程中出现 凡在气体流量的计算中必然要考虑压缩系数 在压力不太高 温度较高 密度较小的参数范围内 按理想气体计算能满足一般工程计
5、算精度的需要 使用理想气体状态方程就可以了 此时压缩系数等于1 但是在较高压力 较低温度或者要求高准确度计算 需要使用实际气体状态方程 在计量气体流量时由于要求计算准确度较高 通常需要考虑压缩系数 随着对气体状态方程准确度要求提高 在百余年来实际气体状态方程出现了许多不同形式 对压缩系数也有不同的表述 五 提高流量测量精准度的实用方法 一 流量测量技术与流量测量仪表应用 7 磨损修正 磨损 就是机器或别的物体因为磨擦或使用而造成的损耗 也叫 磨耗 8 配套仪表的校准及修正 一 流量测量技术与流量测量仪表应用 一 蒸汽和气体流量测量技术新进展 国内外流量仪表的优势比较及选型安装调试方法 二 几种
6、典型流体的流量测量 三 热量和冷量的计量 四 流量批量控制系统 脉动流量测量 五 提高流量测量精准度的实用方法 六 流量测量系统误差的生成与处理 七 天然气与煤气的流量计量 八 流量仪表及流量过程测量的相关国家标准 国际标准及操作规程 六 流量测量系统误差的生成与处理 一 流量测量技术与流量测量仪表应用 1 涡街流量计工况变化和旋涡发生体状况变化对流量示值的影响 2 差压式流量计的静压误差及其校正 3 节流装置压管引向对仪表示值的影响 4 差压式流量计量复开方引入的误差 5 差压信号传送失真及引入的误差 6 孔板变形对流量测量的影响 7 测温误差对蒸汽流量测量的影响 8 将过热蒸汽误作饱和蒸汽
7、进行补偿带来的影响 9 蒸汽密度求职处理不当引入的误差 10 电磁流量计误差生成的原因及处理方法 11 气液两相流问题 12 气穴与气蚀 六 流量测量系统误差的生成与处理 一 流量测量技术与流量测量仪表应用 1 涡街流量计工况变化和旋涡发生体状况变化对流量示值的影响 涡街流量计 在流体中安放一个非流线型旋涡发生体 使流体在发生体两侧交替地分离 释放出两串规则地交错排列的旋涡 且在一定范围内旋涡分离频率与流量成正比的流量计 1 流体温度变化对涡街流量计的影响流体温度变化后 其密度相应变化 因而给差压式流量计以及速度式流量计的质量流量测量带来误差 可以通过密度补偿来解决 除此之外 流体温度变化还引
8、起流量计测量部分几何尺寸变化 并因此而引入误差 温度引起金属材料几何尺寸变化 一般约为10 5 1 但当流量计被用来测量蒸汽流量时 由于可能的温度变化大 所引起的影响就很可观 一般都需另作修正 流体温度升高后 发生体两边的流通截面积增大 K相应减小 流量示值偏低 解决这一问题的办法是按照流体的实际温度重新计算流量系数 六 流量测量系统误差的生成与处理 一 流量测量技术与流量测量仪表应用 1 涡街流量计工况变化和旋涡发生体状况变化对流量示值的影响 2 发生体迎流面堆积产生的影响如果被测流体中存在黏性颗粒或夹杂较多纤维物质 则可能会逐渐堆积在旋涡发生体迎流面上 使其几何形状和尺寸发生变化 因而流量
9、系数也相应变化 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 为0 01D的附加误差为 2 为0 02D时 附加误差为 3 4 六 流量测量系统误差的生成与处理 一 流量测量技术与流量测量仪表应用 1 涡街流量计工况变化和旋涡发生体状况变化对流量示值的影响 2 发生体锐缘磨损产生的影响涡街流量计旋涡发生体的迎流面的两条棱边正常情况下是锐利的 但若被测流体中含有固形物 则锐缘很容易被磨损而变成圆弧 虽然流量系数K对边缘的锐利度的变化不像孔板流量计那样敏感 但由于几何形状和尺寸发生了变化 也会引起流量系数的变化 横河公司对旋涡发生体锐缘变鈍同标准孔板锐缘变鈍对
10、流量系数的影响做过测试 发现在相同的圆弧半径的情况下 涡街流量计流量系数的相对变化率比孔板流量系数的相对变化率小得多 其相互关系如图所示 六 流量测量系统误差的生成与处理 一 流量测量技术与流量测量仪表应用 1 涡街流量计工况变化和旋涡发生体状况变化对流量示值的影响 2 发生体锐缘磨损产生的影响从图可清楚地看出 随着锐缘半径地增大 孔板的流量系数和涡街流量计的流量系数都相应增大 但因流量系数的定义不相同 对流量测量误差的影响却相反 其中孔板流量系数的增大却使流量示值成正比地增大 选择耐磨性优良的材质制造发生体 是改善磨损的积极方法 一旦发现磨损 应对仪表的流量系数重新标定 当磨损严重 流量系数
11、变化太大时 应考虑更换发生体 六 流量测量系统误差的生成与处理 一 流量测量技术与流量测量仪表应用 1 涡街流量计工况变化和旋涡发生体状况变化对流量示值的影响 3 管道内径引入的误差与涡街流量计连接的管道 其内径与涡街流量计测量管内径完全一致的情况并不很多 尤其是大家喜欢使用的进口涡街流量计和引进技术生产的涡街流量计 因为外国的无缝钢管管径标准与中国标准不一致 另一个原因是名义管径标准相同的无缝钢管 由于壁厚规格差别大 内径也产生较大差异 在实流标定中发现 管道内径等于或略大于涡街流量计测量管内径时 流量示值稳定 流量系数正常 但若管道内径小于测量管内径时 流量示值出现强烈的噪声 这是因为流体
12、流过截面积突变的管段时产生二次流所致 六 流量测量系统误差的生成与处理 一 流量测量技术与流量测量仪表应用 1 涡街流量计工况变化和旋涡发生体状况变化对流量示值的影响 3 管道内径引入的误差在管径大于测量管内径时 也有二次流产生 但因二次流存在的部位在测量管之外 对仪表示值影响不明显 当管道内径小于测量管内径 3 以内 时 虽然不会对仪表本身所固有的流量系数产生影响 但因流通截面积突变引起表现流速变化而可能产生附加测量误差 这时可通过修正流量系数Km来补偿 六 流量测量系统误差的生成与处理 一 流量测量技术与流量测量仪表应用 2 差压式流量计的静压误差及其校正 1 静压误差差压变送器的差压刻度
13、通常是在负压室通大气的条件下校验的 安装到现场通入实际使用静压校零时 往往发现零位输出与负压室通大气校验时的零位输出不一致 由此引起的误差称为静压误差 六 流量测量系统误差的生成与处理 一 流量测量技术与流量测量仪表应用 2 差压式流量计的静压误差及其校正 2 差压变送器的静压误差差压变送器的静压误差是由其正负压室膜盒有效面积不相等引起的 在XD 型差压变送器中 静压误差可高达 0 5 FS 在智能型差压变送器中 由于装有静压传感器 并且通过实验的方法测出静压在规定的范围内变化时 零位输出的偏离值 然后在表内的单片机中将静压误差予以校正 经过静压误差在线校正的差压变送器 残存的静压误差一般可降
14、低到 0 1 以下 从而使其性能得到显著改善 六 流量测量系统误差的生成与处理 一 流量测量技术与流量测量仪表应用 2 差压式流量计的静压误差及其校正 2 差压变送器的静压误差差压变送器的静压误差如果不作校正 将会给流量测量带来误差 有其是在相对流量较小时 影响更可观 例如有一台XD 型差压变送器同节流装置一起组成差压式流量计 在常用压力条件下其静压误差为0 5 FS 因未对此静压误差作调整就投入运行 则实际流量为零时 仪表的流量示值就可能达到7 1 FS 虽然小信号切除功能 是流量仪表中的特殊需要 是为了克服各种原因引起的小信号导致的不良后果 就将这一矛盾掩盖掉 但是其影响客观上是存在的 而
15、且在全量程范围内 0 5 FS的差压偏离总是在起作用 六 流量测量系统误差的生成与处理 一 流量测量技术与流量测量仪表应用 2 差压式流量计的静压误差及其校正 2 差压变送器的静压误差差压变送器在制造厂出厂前零作为一个重要指标检验过 但是残存的静压误差在仪表投运时还必须在使用现场通入实际静压的静压误差再一次检查校核 其方法是向正负压室通入相同的静压 六 流量测量系统误差的生成与处理 一 流量测量技术与流量测量仪表应用 2 差压式流量计的静压误差及其校正 2 差压变送器的静压误差有的差压变送器带有开平方功能和小信号切除功能 在检查静压误差时应将小信号切除功能暂时解除 以观察真正的零位 差压变送器
16、的输出也可在流量显示仪表或DCS 分散控制系统DistributedControlSystem 中读出 为了读出真正的零位输出 也需将小信号切除功能暂时解除 六 流量测量系统误差的生成与处理 一 流量测量技术与流量测量仪表应用 2 差压式流量计的静压误差及其校正 2 差压变送器的静压误差将差压变送器与流量显示仪表配合起来检查零位输出 如果零位存在偏差 则可能的原因如下 差压变送器静压误差 差压变送器安装位置偏离正确位置引起零点偏移 流量显示仪表零点偏差 六 流量测量系统误差的生成与处理 一 流量测量技术与流量测量仪表应用 2 差压式流量计的静压误差及其校正 2 差压变送器的静压误差流量显示仪表零点偏差的代数和不会很大 最终是通过差压变送器的零点校准予以消除 因此仪表投运前这一检查校准环节是开表投运操作中的重要一环 差压式流量计经过上述的静压误差及零点检查校准后 就可关闭平衡阀 开足高低压阀 投入运行 六 流量测量系统误差的生成与处理 一 流量测量技术与流量测量仪表应用 3 节流装置压管引向对仪表示值的影响 2 差压变送器的静压误差节流装置导压管的作用是将节流装置所产生的差压信号不失真地
