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        流量計量種類及應用

          1.1 常用的流量儀表(流量計和配套二次儀表)   流量計量一般是通過安裝各類流量計和二次儀表來實現的。流量計根據 其工作原理可以分為容積式流量計、速度式流量計、差壓式流量計和質量流 量計等,配套的二次儀表為溫度、壓力測量儀表和流量積算儀(或計算機數 據控制系統)等。   a. 容積式流量計   橢園齒輪流量計、腰輪流量計(羅茲流量計)、園盤流量計、往復式或 旋轉式活塞流量計、刮板流量計、加油(氣)機、膜式表等。它是利用機械 元件把連續流量分隔成固定體積量進行累加計量的流量計。由于直接通過體 積進行計量,故基本上可不受流體流動狀態的影響和雷諾數的限制,較適合 于粘稠液體(油、飲料)和各類氣體計量,量程比較大(通??纱笥?0∶1), 準確度視制造精度而定,一般可達0.1%~2.5%。但易磨損,精度下降,容易 產生機械故障。   b. 速度式流量計   渦輪流量計、渦街流量計、電磁流量計、超聲波流量計、熱式流量計、 水表等。它是通過測量流速來得到流體流量的流量計。這類流量計的計量準 確度除了流量計本身的準確度外,在很大程度上還取決于流體流動時的流速 分布情況,希望是典型的層流分布或紊流分布,流場平穩,這就對流量計安 裝時前后直管段有一定要求。   c. 差壓式流量計   標準孔板流量計、標準噴嘴和標準文丘里管流量計、其它非標準型的節 流裝置流量計,包括V-Cone(V錐)流量計、彎管流量計,有時把浮子流量計 也歸入這類。它是利用一個節流件,當流體流過時,在節流件的上、下游產 生一個差壓,該差壓和流量之間可通過一個成熟的經驗方式建立一個數值公 式,即通過差壓的測量來獲得流量。這類差壓式流量計由于無活動部件,另 外可直接計算孔板等的流出系數,無需通過流量標準裝置進行實流標定來溯 源,故長期以來,一直廣泛用于各類氣體流量的計量。特別是近年來,由于 一體化差壓變送器技術的發展,使孔板流量計的量程有了明顯的拓寬,而其 它非標準的節流裝置,盡管都有特點,但因無成熟的經驗公式可以計算流量, 仍需通過流量標準裝置進行標定,使其應用受到一定限制。   1.2 使用流量計時應注意的問題   a. 選擇的流量計及其配套設備進行流量計量時,應滿足規定的準確度要 求,通常各類流量計在出廠時均有準確度等級標志(0.1、0.2、0.5、1.0、 2.0級)。例如0.5級通常代表在測量范圍內,相對誤差   b. 各類流量計通常會根據不同的流量測量范圍定出不同的型號和使用 口徑,應選擇滿足流量測量范圍的型號和相應的口徑。這里要注意的是流量 計給出的測量范圍指的是實測的工況狀態流量而不是標準狀態下的流量。另 外還要注意流量計的承壓和使用溫度的范圍。   c. 選擇合適的流量計二次儀表(溫度壓力儀表)和積算系統(流量積 算儀、計算機系統),流量計給出的通常是工況下實時的瞬時流量和累積流 量。對氣體流量積算的往往是標態流量或約定流量,此時需要通過溫度、壓 力測量進行溫壓補償,并經過流量積算儀和計算機系統換算成標準流量。常 用的測溫儀表是Pt100鉑電阻溫度計和溫度變送器,壓力儀表為0.1級~0.5 級壓力傳感器和壓力變送器,流量積算儀和計算機控制系統的準確度等級為 1.0級及以上。   d. 不少流量計特別是速度式流量計、差壓式流量計對安裝的前后直管 段、安裝的同軸度均有要求,有些流量計還要求在前端安裝整流裝置和過濾 保護器,在安裝流量計時應注意上述這些要求,以保證流量計的測量準確度。   e. 流量計的使用條件應盡量接近流量計的校準條件,當流量計工作介 質的粘度和密度與校準介質不同時,流量計量會引起附加的測量誤差,這與 使用流量計的種類有關,有時往往不能忽略。   2、 蒸氣計量   2.1 蒸氣計量用的計量器具   GB17167-2006規定用于蒸氣計量的計量裝置的最大允許誤差±2.5%, 孔板流量計是一種傳統經典的流量裝置,無可動部件,比較經久耐用,故 障率低,它可以用幾何尺寸法進行檢定溯源,避免進行實流標定。由于孔 板流量計的不足,故在新建的熱網中已用渦街流量計漸漸取代,它是一種 速度式流量計,前后直管段要求比孔板流量計低,一般前直管段有10D左右 就可以了,另外它的量程比可達10∶1,由于該流量計對粘度的影響較小, 實驗表明采用水和過熱蒸氣兩種介質進行標定,計量結果的誤差為0.3%左 右,但當過熱蒸氣干度下降時(接近飽和蒸氣)其誤差會有所擴大。另外 蒸氣在輸送過程中由于存在熱損,壓力、溫度會下降,原先出廠端的過熱 蒸氣逐漸變成飽和蒸氣(或過飽和),在蒸氣中形成水霧,水滴變成二相 流,故一般要求在用戶端計量器具的前面安裝一個疏水閥進行水汽分離, 以保證進入流量計的流體為單一蒸氣。   2.2 計量器具的檢定要求   由于進出單位的蒸氣流量計都是蒸氣貿易積算的依據,所以在“管理 辦法”中明確規定用于蒸氣量積算的計量器具必須依法實施強制檢定,新 的蒸氣流量計使用前須強檢合格,并對檢定周期作了如下規定:孔板流量 計中的孔板每4年強檢一次。渦街流量計每3年檢定一次;對其它的配套計 量器具,包括測溫元件、壓力變送器差壓變送器、流量積算儀每年必須檢 定一次。   3、 天然氣計量   3.1 常用的流量計   a. 渦輪流量計   它是引用一組懸置于流體中的葉輪,流體流動使葉輪轉動,通過測量 葉輪的轉速來獲得流體平均流速的信息,是一種管徑中全截面流速測量的 流量計,具有如下特點:  ?、贉y量準確度高,其基本誤差±0.5%~±0.2%,可用于昂貴流體的測 量;  ?、诹砍瘫容^大,一般為10∶1,適用于流量變化幅度較大的測量場合;  ?、蹓簱p較??;  ?、苣透邏?,適用溫度范圍大,耐腐蝕,可適用于多種流體介質;  ?、葜貜托?、穩定性高,動態響應快;  ?、藿Y構緊湊,體積小,安裝維護方便,通過電脈沖輸出流量信號,便 于遠傳和控制。   b. 氣體超聲波流量計   也是一種速度式流量計,但與渦輪流量計不同,它是通過測量截面上 的線速度來獲取流體流速信息(安裝在管壁上下游一對超聲波探頭,利用 正反向超聲波傳播時間差來獲得流速信息)。由于它是一種線速度測量法, 實際運用時,往往通過不同方向的線速度測量,對其數據進行綜合分析來 獲得較為準確的流體平均速度,即多通道超聲波流量計。主要特點:和孔 板一樣無可動部件,測量穩定可靠,適用于大口徑,從原理上,它可進行 雙方向流量測量,這是其它流量計所不具備的;另一特點是量程比較大, 通??蛇_20∶1~30∶1。   c. 孔板流量計 在上述二種流量計發展成熟以前,國外使用較多的是 孔板流量計,但由于該流量計的量程比較小,故近年來逐漸被渦輪流量計、 超聲波流量計所替代,目前國內已較少使用。   4、人工煤氣計量   用戶端煤氣流量計量   目前用戶端的煤氣流量主要采用容積式原理的膜式煤氣表來進行計量, 公稱流量為(0.6~650)m3/h,可實現1000 m3/h以下流量的計量,準確度 等級:B級為1.5級、A級為2級(在小于10%量程時,其基本誤差可放寬到 ±3.0%),但這類流量計目前均無溫壓補償功能,只能按實際流過的體積 量進行積算。有部分用氣大戶已使用溫壓補償功能的渦輪流量計來進行煤 氣流量積算,由于是用戶端,煤氣的沾污情況已明顯改善,從幾年的使用 效果看,煤氣的沾污對渦輪流量計影響不大。

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