大口径涡街流量计水流量监测与校准的实现_金湖黄河自动化仪表厂

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大口径涡街流量计水流量监测与校准的实现

1 在线检测、校准大口径涡街流量计的重要意义
    目前,供水行业在计量原水、出厂水、外购水、售出水量时一般都要用到大口涡街径流量计,大口径涡街流量计的在线检测是供水行业亟待解决的一个技术问题。供水行业常采用的在线流量计有电磁流量计、超声波流量计、插入式涡轮流量计、涡街流量计、孔板流量计等。这些流量计有的体积较大,有的安装在管道内部,如果要进行检定,需要拆卸下来送到国家大流量检定站,不仅费时费力,而且,大口径流量计所计量管道很多都24h输水,不能频繁或长时间停水。如要送检,需要有足够的备用流量计以替代被检流量计,这又需要每个供水企业拿出大量的资金来购买备用流量计。这就导致供水企业难以做到按期进行周期检定。而大口径涡街流量计又往往是供水行业用于贸易结算的计量器具,其准确性直接关系到供求双方的经济利益,因此大口径流量计的在线检测及校准对于供水行业有着极其重要的意义。
    2 检测、校准在线大口径流量计的方法及原理
    2.1 清水池容积法
    该方法是以清水池作为一个标准容器,在一定的时间内记录通过在线流量计的流量,同步记录清水池水位的变化情况,并计算清水池水量的增加量(或减少量),比较通过在线流量计的流量和清水池水量的变化量,以后者作为标准值,计算在线流量计的误差,进而调整在线流量计系数,以达到检测、校准在线流量计的目的。
    2.2 标准表比对法
    该方法是在在线大口径流量计所在管道上安装一个标准 表,同步记录通过在线大口径流量计和标准表的流量,以后者作为标准值,计算在线流量计的误差,进而调整在线流量计系数,以达到检测、校准在线流量计的目的。
    清水池容积法准确可靠,但检测效率低;相比之下,标准表比对法便于实现自动化,从而提高检测效率。目前,除个别企业采用清水池容积法外,大部分企业是采用标准表比对法来实现在线大口径流量计的检测和校准的。而在标准表比对法中,供水企业普遍将便携式超声波流量计作为标准表,因为便携式超声波流量计既是一种外夹式、又是一种便携式的流量计量器具,比较适用于大口径流量计的在线检测和校准。其原理是:将准确度较高的便携式超声波流量计作为标准器具,安装在被测管道上进行检测,然后将便携式超声波流量计和被检流量计的采集数据进行同步比对,根据比对结果可计算被检流量计的误差,然后调整被检流量计的系数,使被检流量计与便携式超声波流量计显示流量数据一致,以达到校准被检流量计的效果,公式如下:
    式中:f1———被检流量计原来的系数; 
    v被———被检流量计的平均流速,单位:m3/h; 
    v标———标准流量计的平均流速,单位:m3/h; 
    f2———被检流量计比对后的调整系数。
    3 运用便携式超声波流量计实现在线大口径流量计检测
    3.1 检测的优点
    1)可实现不断流测量,设备便于携带,安装方便; 
    2)不干扰流场,无压力损失,仪表无可动、易损部件,稳定性好; 
    3)外夹式探头,可以根据管道现场情况移动安装测量; 
    4)适用范围广,可用于各种类型流量计的在线检测; 
    5)适应性强,可用于不同管径、不同介质(高温、高压、易爆、高黏度、强腐蚀、放射性高)的检测; 
    6)标准表价格基本与所测管径无关,性价比高。
    3.2 涡街流量计检测的缺点
    1)要求准确知道管道参数,而现场实际情况又难以确定; 
    2)作为标准表要求有较理想的管道安装条件; 
    3)人为因素对测量的影响较大,对操作人员要求很高; 
    4)现场流量不易调控,很难实现全量程测试。
    4 对在线大口径流量计进行检测、校准时的步骤
    4.1 了解现场工况条件并尽量使其满足检测条件
    1)了解现场工况条件,包括被检管线的材质、管外径、管壁厚、管内衬里的材质及厚度、管内介质、介质温度等相关量的准确数值,要求在检测现场测量核实(可以用测厚仪测量壁厚、用软尺测量管径),以确保测量准确度。
    2)标准表的安装必须满足直管段要求,一般情况下至少为上游10倍管径的距离,下游5倍管径的距离,而且在30倍管径的距离内无干扰流体状态的因素,如泵、阀等,必要时应考虑加装整流器。
    3)测量时标准表不能安装在管内含有气体的位置(比如,不能安装在高于水管的位置),因为气泡会使超声波信号衰减, 
从而影响测量准确度。
    4)选择测量点必须保证通过其测量段的最小流速不低于 0.5m/s,如果流速低于0.5m/s,应考虑在被检流量计安装点的前10倍、后5倍管径的范围内安装变径管(小于原管径),以提高流速。
    5)便携式超声波流量计是把现场的管道参数纳入流量计测量系统之内的仪表,所以除了要求其探头的安装位置精确,还要充分考虑管道参数如直径、材质、壁厚、衬里和积垢、锈蚀等因素对测量准确度的影响。
    6)为便于以后用其他流量计对其流量测量准确度的在线检查,最好在被检流量计的前、后分别加装一段能形成对称流场的不锈钢管段。
  
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