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    蒸汽流量計

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    基于蒸汽流量計在線校核方法的研究分析

    來源:廣 州 市 能 源 檢 測 研 究 院作者:盧 其倫發表時間:2019-08-06 09:08:54

    摘要:根據流量計的使用現狀,介紹了蒸汽流量計在線校核的檢測方法。

     
    引言
           流量儀表是能源計量的主要工具之一,其使用狀況直接影響著能源計量的有效性,如何對使用中的流量儀表進行計量性能評價,是當前能源計量工作中亟待解決的重要課題。蒸汽流量儀表現階段很難做到在線檢定和校準的工作,國際上普遍沒有較好的解決辦法。通過在線校核的方法,判斷蒸汽流量計是否屬于正常使用范圍或需要進一步檢定、校準。使用狀況好的儀表,能滿足設置要求,為管理人員提供可靠的能源利用數據。但如果儀表使用情況不如人意,或者總提供可疑的數據則會對企業產生很大的影響。所以對于流量儀表在使用中如何管理,如何保證其數據準確可靠,是一個不可忽視的大問題。1流量儀表的使用現狀流量儀表種類繁多,使用情況千差萬別,我們以較有典型意義的蒸汽流量計為對象進行探討。如果蒸汽流量計的檢定問題解決好,對于其他流量計就不會有太大的困難。目前蒸汽的檢測手段主要采用差壓式流量計和渦街流量計,一般來說都能基本應付檢測及計量的要求。雖然儀表在出廠前經過一定程序的檢測校驗,一旦安裝到管道上或使用一定時間后,其計量狀況就難以把握。即使是標準節流裝置,在實際使用上,偏離標準是常態。雖然對于偏離標準規定所引起的測量誤差有些能進行修正或估算,但偏離狀況并不容易掌握。所以,流量儀表在使用中提供的數據不一定與實際相符。如果流量儀表用于工況測量,只要其重復性較好,對工況變化的了解還能做到有一定的把握。因此,變化值是可靠的,絕對數值是可疑的,如果用于計量,就有可能造成較大的錯誤。
     
    在實際應用中,對于上述流量計的周期檢定,大多是對信號轉換部分(如差壓變送器)和顯示計算部分(如顯示積算儀)進行檢定或校準。有很多問題在這一環節及時發現和糾正,從技術發展的現狀來看,這些部分的發展相對比較成熟,可靠性比較高,問題比較容易解決。而對于流量信號產生這一關鍵環節,本來更需要加以核實,但限于生產、運輸、標準裝置等條件的制約,往往不能實現有效的檢測。
     
    孔板流量計,一般在安裝使用后就很少拆檢,因故拆除時經常出現人口直角邊緣磨損現象,甚至發現整塊孔板凹曲變形,造成孔板流量計的準確度降低達±20%。而渦街流量計,由于其儀表系數與旋渦發生體及管道的形狀尺寸有關,設計及標定時的管道條件與現場管道往往不完全吻合,對儀表系數的影響量無法估算?;谏鲜霈F狀,對部分在用流量計進行在線校核成為很有必要的問題,特別是使用時間較長、或者使用者一直對計量值存疑的流量計更是如此。2在線檢測流量的方法校核與通常所指的檢定、校準具有完全不同的意義。其目的在于用某種可能的方式在線檢測實際流量,提供一些參考數據,從而可以對在用流量計的測量值進行對比分析。雖然校核所用的流量計標稱準確度不一定比在用的流量計高,但由于它可以經常在標準流量裝置上進行校準,因此在某種意義上說,它提供的數據具有更高的可靠性。
     
    要實現在線測量流量,一般有線外和線內兩種方式a前者以外夾式超聲波流量計為代表,后者由于現場條件的限制,以各種插人式流量計為代表。
     
    從檢測方法來說,可以在適當的位置加人流量計,好好在待檢流量計后且具有充分發展管流處,采取校核儀表測量值與在線儀表測量值相比較的方法,即直接比較法。如果現場流量計具有補償參數(溫度、壓力)測量儀表,可加以校對后采用其數據,否則應加裝測量補償參數的儀表。
     
    由于聲能傳遞的衰減程度與介質密度相關,要使發射的超聲波信號穿過管壁,穿過流體,再穿過管壁到達接收器還能保持足夠的強度和信噪比。所以挑選合適的位置,正確安裝校核用的夾裝式超聲波氣體傳感器是相當重要的。
     
    3超聲波氣體流量計量裝置
     
    3.1裝置介紹裝置包括主機、夾裝式超聲波氣體傳感器和打印機等。它采用時差法的測量原理,并有多種可選功能及附件以滿足用戶各種氣體流量測量需求。超聲波氣體流量計可用于測量幾乎任何一種氣體,由于無需在管線上開孔,因此大大節省了固定安裝的費用。系統能夠提供精確、無漂移的超聲流量測量,對氣體流動無阻礙。流量計面板上能顯示流量、溫度、累計流量等參數sPT878GC流量計如圖1所示,夾裝式超聲波氣體傳感器如圖2所示。
    外夾式超聲波流量計
    3.2工作原理及過程
    選擇表面平整光潔的管道,好好在待檢流量計后且具有良好檢測條件的直管段處。檢測人員在傳感器上涂上流量計配備的耦合劑,使傳感器和管道壁上空隙間的微量空氣不影響超聲的穿透,同時使傳感器與管道壁的聲阻抗差減小,從而減小超聲能量在此界面的反射損失。然后在選定的管道上按照管徑的大小在適當的距離安裝夾裝式超聲波氣體傳感器。把傳感器接人主機,并且在系統上設定現場管道環境等參數(包括管徑、壓力等)后便開始進行蒸汽流量的檢測工作^整個過程不需要蒸汽斷流,也不需要在管道上開孔。
     
    3.3超聲波氣體流量計準確度
    PT878GC可測流速范圍和管徑范圍極寬,對于DN100 ̄DN300的管道,如果蒸汽溫度不高于2501,密度在4kg/m3以上,能達到較好的效果。管徑>150mm時,測量流速的準確度可達讀數的±1% ̄±2%;管徑矣150mm時,為讀數的±2% ̄±5%,而重復性則可達讀數的±0.2% ̄±0.5%。
     
    4用標準裝置檢定PT878GC
    根據1030—2007《超聲流量計檢定規程》和JJF1059—2012《測量不確定度評定與表示》對PT878GC流量計量系統進行檢定。4.】檢定的過程首先在測試管段上按照管道的大小在適當的距離安裝夾裝式超聲波氣體傳感器(如圖3)。把被測試管段與音速噴嘴流量裝置對接好,在檢定系統的電腦上設置好環境溫度、濕度和壓力(一般為一個大氣壓)等參數。一切準備就緒后打開氣閥,選擇檢定的流量點。對于PT878GC流量計量系統,應選擇6,30,122,301mVh的流量點,對比被測設備與標準音速噴嘴流暈裝置各流量點的示值誤差。根據檢定規程和國家計量技術規范,計算出PT878GC流量計量系統的誤差和本次檢定的不確定度,好后出具檢定證書。
     
    4.2檢定過程中應該注意的兩個問題
    1)在檢定過程中,應該注意傳感器探頭的安裝位置及間距。按照PT878GC流量計量系統推薦的探頭安裝間距,在實測點標示出兩個探頭安裝點進行安裝3如果位置或間距有誤,可能導致偏差。
    2)檢定時,管道中充人空氣的氣流要平穩,這樣才能確保計量準確。
     
    5現場在線校核實例
    一服裝洗染公司由于生產成本上升,每月蒸汽使用量增加了幾千噸。因此對其威爾巴蒸汽流量計進行現場在線校核工作。
     
    首先對公司的二次儀表(包括流量演算器、差壓變送器及壓力變送器)進行在線校準,校準后沒有發現任何問題。由于拆裝不易或工藝要求,一次儀表(蒸汽流量計)無法送到實驗室進行檢定或校準。因此我們使用PT878GC流量計量系統對該蒸汽流量計在線校核,然后對比分析。如果在用流量計的測量值在允許誤差范圍內,則表明該流量計運行正常。若超出允許誤差范圍,則建議企業拆送到實驗室進一步檢定或校準。根據上述校核方法,對該公司蒸汽分氣缸前的由ECEFast公司生產的威爾巴蒸汽流量計進行了在線校核工作,對其編號為IPA-106的流量計的校核數據如表1所示。
     
    校核的示值誤差在儀表標明的準確度1.5%范圍之內,相對擴展不確定度符合要求,證明該公司的威爾巴蒸汽流量計不存在計量超差的問題,生產成本上升與蒸汽量上升沒有直接關聯。
     
    經過進一步分析,發現該公司蒸汽量上升的同期產量也明顯提高,而生產成本上升主要是由于其成品(牛仔褲)單價下降而造成的。
     
    6結論
    蒸汽流量計在線校核的方法經過逐漸的認識和推廣,已經獲得了越來越多的企業和機構認可。鑒于國內暫時沒有成熟的在線檢定或校準蒸汽流量計的方法,所以在保證儀器性能、提高經濟效益方面,在線校核蒸汽流量計的方法可以發揮重要的作用。
     
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