德国VSERS400流量计办事处同时我们还经营：1.计量原理　　流体通过涡轮流量计时，流速被转换为涡轮的转速，转速再被转换成与流量成正比的电信号，最后在计数器上进行显示和累计。目前，绝大多数涡轮流量计都为一体化智能流量计，除上述机械计量部分外，还包括1台体积计算仪，依据实测工况流量、取压口实测压力、测温口实测温度及内部设定的一些固定参数进行计算，将工况体积转换为可贸易交接的天然气体积，其原理如图1所示。2换算原理2.1工作条件下的体积流量计算实用公式工作条件下的体积流量计算实用公式如式(1)所示：式(1)中，qf为工作条件下的体积流量，m3/s；f为输出工作频率，Hz，由频率计采集；k为系数，m-³，可按流量计铭牌给定值。2.2标准参比条件下的体积流量换算实用公式标准参比条件下的体积流量换算实用公式如式(2)所示：式(2)中，qn为标准参比条件下的体积流量，m3/s；pf为工作条件下的绝对静压力，MPa；pn为标准参比条件下的绝对静压力，MPa；Tn为标准参比条件下的热力学温度，K；Tf为工作条件下的气体绝对温度，K；Zn为标准参比条件下的气体压缩因子；Zf为工作条件下的气体压缩因子。　　工作条件下的压力和温度的准确度取决于测量仪表。标准参比条件下的绝对静压力为101.325kPa，热力学温度为293.15K。输出工作频率由频率计采集得到。在不考虑涡轮流量计测量误差的基础上，研究范围可进一步缩小，可主要从天然气组分对计量的影响和脉动流对计量的影响两方面进行研究。1.仪表安装不符合要求造成计量误差　　旋进漩涡流量计的使用过程中，最关键的是要保障计量的精度，安装质量是影响计量准确性、运行可靠性的重要因素。在实际的安装过程中，现场的安装人员往往会存在安装的不规范行为，而这种情况会导致计量的准确性不足，比如，在安装现场，仪表前后管线存在缩径现象，过近的安装距离会导致最终的计量结果偏大，计量与实际的误差非常大。此外，在安装过程中，安装人员的专业素质偏低，在实际的安装过程中，缺乏安装全过程的质量控制、细节管理，同样会造成严重的计量偏差。2.被测气量不稳定造成计量误差　　旋进漩涡流量计的计量介质性质相对特殊，如果在实际的计量过程中，被测气量难以保持稳定性，将会影响计量结果的准确性。旋进漩涡流量计的运行过程中，存在着较大的压力损失，当在单井计量的过程中，伴随着一定气流量的产生，由于在此情况下气源的气体量相对较小，一旦气压降低到特定的值时，旋进漩涡流量计就无法及时将气量准确计量出来。在一些特殊的情况下，气量会随着时间呈现出或大或小的变动，而这种不稳定的变动趋势使得计量的难度系数增大，当属于脉动流体时，在计量过程中一旦出现随机脉动压力，将会对流量计造成一定的冲击，进而导致计量的精度不足。3.管线振动造成仪表误差　　当流量很小的情况下，旋进漩涡流量计的计量结果难以保障。在实际的计量过程中，常常会存在工艺管道的振动现象，一旦在流速较小的情况下，流量计的仪表难以保持正常的输出状态，计量精度大大降低。旋进漩涡流量计使用过程中最常见的问题就是计量误差，这种误差常常是由多种因素所造成的，管线振动是其中的一个关键因素，当管线出现异常情况时，压电传感器能够活动振荡变化所引起的各种参数变化，此时，必然伴随着信号的输出，也就难以保障计量结果的准确性。4.不干净的测量流体介质造成计量误差　　随着旋进漩涡流量计计量工作的开展，在流量计内必然会伴随着大量油污等杂物的存在，有时甚至会存在腐蚀与损坏现象，而这些情况会导致在计量过程中出现酸化与压裂现象的概率进一步增大，导致计量值远低于实际值。旋进漩涡流量计的计量工作中，要保障介质的洁净性，否则，一旦介质中存在饱和水蒸汽，当遇到温度过低的情况时，将会伴随着水凝结现象的出现。在计量过程中，如果计量分离器存在气路跑油的情况，在管线内会形成大量的积液；如果介质内存在污油、砂粒等杂质，在计量的过程中，可能会出现漩涡发生体表面杂质的黏结现象，最终影响计量结果的准确性。1、孔板流量计包括3部分:①现场取压部分,包括高级孔板阀、前后直管段、导压管;②温度、压力、组分补偿部分，包括现场用温度变送器、压力变送器、天然气组分分析仪计量的实时数据;③流量计算部分，指专用流量计算机(或计算仪)所安装的计量标准程序。 2、在实际应用过程中，当充满管道的流体流经管道内的节流件时，如图1所示。   流线将在节流件处形成局部收缩，因而流速增加,静压力降低,于是在节流件前后便产生了压差。流体流量愈大,产生的压差愈大，这样可依据压差来:衡量流量的大小。这种计量方法是以流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为基础的。压差的大小不仅与流量还与其他许多因素有关，例如当节流装置形式或管道内流体的物理性质(密度、粘度)不同时,在同样大小的流量下产生的压差也是不同的。以伯努利方程式和流体流动的连续性方程式为依据,天然气流量计算公式是:   根据气体易压缩、密度差异大、受温度影响大的特点，得出天然气流量计量的实用公式是:式中:Qn一标准状态下气体体积流量; Ah一常数,标况下为0.008686; ɑ0一特定流量系数; Yre一计量管内壁流量修正系数; bk一孔板流量计入口边缘锐利度修正系数; Fr一雷诺数修正系数;. ε一气体膨胀系数; d-孔板在20°C下实测的开孔口径; Fa一孔板热膨胀修正系数; Fg一天然气相对密度修正系数; Fz一超压缩系数; Ft一流体流动温度修正系数; P1一孔板上游侧绝对压力; hw一气体流过孔板时的差压。1.涡轮流量计的始动流量值qvmin很大程度上取决于轴和叶轮前后轴承间的机械摩擦阻力矩7b,而它是由轴承与轴的微小间隙内流体与固体壁面的粘性摩擦引起的,且内部流体可认为始终处于层流状态。Tb越小,qvmin也越小,因此为了使涡轮流量传感器在小流量测量范围内能够体现良好测量性能,最重要的是要减少轴和轴承之间的机械摩擦。2.流体介质密度ρ与qvmin值成反比,ρ越大,则qvmin越小。液体密度受温度影响不大,相比之下温度的变化会较大程度改变气体密度,所以测量气体时要留意温度因素,以防引起传感器特性曲线的变化。3.同样条件下,叶片安装角β越大,则qvmin越小。　　当被测流体流量大于qvmin后,流量继续增加会使叶轮旋转角速度加快,此时流体因素阻力矩与机械摩擦阻力矩相比占据主要地位,故可认为Tb=0。由于流体流动状态不尽相同,而涡轮流量计传感器实际的特性曲线受流体流动状态影响.1）测量电磁流量计励磁线圈的电阻值，以确定励磁线圈是否有匝间短路（线路编号“7”和“8”之间的电阻），电阻值应在30欧姆之间和170欧姆。如果电阻与工厂记录相同，则认为线圈良好，并且不间接评估电磁流量计传感器的磁场强度。2）测量励磁线圈对地的绝缘电阻（测量编号“1”和“7”或“8”），以确定传感器是否潮湿，电阻值应大于20兆欧。3）测量电极和液体之间的接触电阻（测量数字“1”和“2”和“1”和“3”），并间接评估电极和衬里层表面的一般状况。如果电极表面和背衬层附着到沉积层，则沉积层是导电的还是绝缘的。它们之间的电阻应在1千欧和1兆欧之间，线号“1”和“2”以及“1”和“3”的电阻值应大致对称。4）关闭管道上的阀门，当电磁流量计充满液体且液体不流动时，检查整个机器的零点。根据需要进行适当调整。5）检查信号线和激励线各芯线的绝缘电阻，检查屏蔽层是否完好。6）使用GS8校准仪测试电磁流量计转换器的输出电流。当给定零流量时，输出电流应为：4.00 mA；当给定100%流量时，输出电流应为：20.00 mA。输出电流值的误差应优于1.5%。7）测试励磁电流值（转换器端子“7”和“8”之间），正负励磁电流应在规定范围内，约为137（5%）mA。德国VSERS400流量计办事处  考虑到容积式流量测量装置结构较复杂,安装维护和校准不方便,有必要在满足精度和抗震.性能要求的前提下,采用安装和维护方便的其他形式流量测量仪表。热式气体质量流量计已在气体流量测量领域获得了成功的应用,具有无可动部件、压损小及量程比宽等特点,例如在核电厂的通风系统中,已成功地替代皮托管成为重要的测量方式。但在液位流量测量领域,热式质量流量计的应用仍具有局限性。   由式(2)可知,热丝的热散失率与流体的热导率、比热容、流速和密度有关。相对于通风系统中的空气来说,水是-种具有较大比热容、较大密度和热导率的介质。在相同的流速下,水带走的热量远大于空气,对于以恒定功率加热热端铂电阻的恒功率型热式质量流量计,为了适应水流量的测量,加热电路会采用比较高的加热功率为热端铂电阻进行加热;对于恒温差型的热式质量流量计,为了维持两个铂电阻之间恒定的温差,加热电路同样会处于比较高的加热功率状态下,且加热功率将随水流量的增大而增大。因而,无论是恒功率型还是恒温差型,加热功率的提高会对流量计的安全性和寿命有很大的影响,也使其应用环境造成一定的局限性。而恒比率式流量计由于通过调节施加在热端热电阻上的加热电流,使热端热电阻的阻值与冷端热电阻的阻值成一恒定比率,因而同恒温差式流量计相比,在测量相同流速流体的情况下,恒比率式流量计热端铂电阻的加热电流要小于恒温差式,因而其加热功率不会过高而产生仪表安全性和使用寿命方面的不利影响。对于主泵第三级密封泄漏流这种微小流量的测量,相对于恒功率式和恒温差式,恒比率式热式质量流量计具有更好的应用价值，然而对于较大液体流量的测量则并不适用。恒比率式流量计的热端铂电阻加热电流Ih与介质质量流量m的关系为: 式中Ap-一流体流经管道的截面积; As一传感器参与热交换部分的表面积; C1、C2一通过校准确定的常数; d一热电阻传感器直径; k一流体热导率; Ls一传感器损耗能量的因数; n一校准过程中通过回归确定的指数; Pr一流体的普朗特数; Rc一冷端铂电阻阻值; Rco一冷端铂电阻在0℃时的阻值; RH一热端铂电阻阻值; RH0一热端铂电阻在0C时的阻值;, r一恒比率参数(自加热系数),r= a一铂电阻的参数。 1.基本性能   热式质量流量计作为一种直接测量质量流量的智能型流量仪表,具有结构简单、体积小、数字化程度高及安装方便等优点。热式质量流量计的.测量精度一般约为±1%,重复性为±0.2%;量程比宽可达100:1,最高可达1000:1;在-40~60℃的环境温度下可正常工作;可耐受3MPa或更高的管道压力;允许介质工作温度-70~400℃;允许被测液体的流速为0~4m/s;支持HART协议。另外，具有压损小、直管段要求低和允许动态修正的特点，其响应时间较长,未采用特殊设计时可达几秒。热式质量流量计具有一体式和分体式两种.结构，在累积辐照剂量较大区域，可采用分体式流量计进行测量，信号处理部分布置于累积辐照剂量较小区域。   主泵第三级密封泄漏流正常工况下在5L/h左右,达到50L/h时报警,不用于过程控制。在电厂正常运行工况下，测点所在区域的环境温度约为50℃以下,工作压力小于0.6MPa,工作温度小于100℃，要求测量范围的量程比约为30:1,属于非1E级测点。因此,就测量要求而言，热式质量流量计适用于主泵第三级密封泄漏流量的测量。 2.抗震性能   由于主泵第三级密封泄漏流测点位于安全壳内,周围存在1E级仪表和核级管道,尽管测点本身不需要在设计基准事件工况下执行功能,但不应对其他需要执行功能的设备或仪表造成损害，因而用于该测点的仪表应满足抗震要求，在SSE地震载荷下,满足结构完整性的要求,避免放射性物质经仪表破口向环境释放以及对周围1E级仪表和核级设备产生潜在危害。   热式质量流量计结构简单,除进行抗震试验外,抗震分析亦可用于分析其抗震性能。在抗震分析中,需要重点对薄弱部位进行应力分析,通常包括传感器与管道相交的节点处、螺纹连接处及法兰连接处等位置。   对某一型号热式气体质量流量计进行抗震分析,取三向峰值加速度为6g。通过应力分析表明,流量计的第一-阶自振频率大于33Hz,在地震载荷作用下,薄弱部位的计算应力值均小于规定的应力限值,从而认为其在SSE地震载荷下,结构完整性可以得到保证。 3.耐辐照性能   因主泵第三级密封泄漏流测点位于安全壳内,在电厂正常运行工况下,探头所处的环境具有一定的电离辐射存在。因而,用于该测点的仪表应能经受--定的累积辐照剂量而测量结果仍在要求的测量精度范围内。目前,对于仪表的耐辐照性能，主要采用试验法进行验证。   对某一型号分体式热式质量流量计探头进行耐辐照试验,辐射源采用钴-60,试验时间持续40h以上，累积辐照剂量约2x104Gy,辐照后进行功能试验,流量计的输出维持在测量精度范围内，表明该型流量计可以经受若干年的累积辐照剂量而不损坏。 4.安装   为便于安装和维护，流量计可采用法兰-法兰连接的形式。在一般情况下,为了满足测量精度,热式质量流量计对于前后直管段的要求较高,部分型号的流量计要求的直管段长度可达到前15D、后5D以上。但由于流量计允许动态修正，经过标定和修正后,可降低热式质量流量计的前后直管段要求。对于主泵第三级密封泄漏流的测量，热式质量流量计可满足安装和维护要求。孔板流量计是利用流体的动静压能转换原理进行流量测量的，这一-差压与流体流量存在如下关系:   式中:qm为质量流量，kg/h;qv为工况条件下的体积流量，m³/h;x为流量系数;e为流束膨胀系数;△e为差压，Pa;Q为工况条件下被测流体的密度，kg/m³;d为工况条件下的节流开孔直径，mm。由(1)式和(2)式可以看出，被测流体的流量是流体的密度和孔板前后差压的函数。当测得某一差压时，由于所测流体的密度不同，所代表的流量是不同的，只有当流体的密度值等于孔板流量计设计条件中的密度值时，差压才能真实反映所测的流量。蒸汽从发生到使用，由于热损耗，温度和压力的下降是不可避免的，导致其密度与设计值的差异，从而产生了误差，并且随着蒸汽参数的波动而波动，实际测量时只能通过温压补偿来修正，补偿公式的严谨性直接影响测量误差。由于超声波流量计传感器的安装位置，被测管路的状态对测量精度有很大影响，因此请选择满足下列条件的场所。1.管道圆度好，内表面光滑，管壁均匀。2.上游侧5D，下游侧3D以上的直管段，注“D为管道内径”。3.被测管路必须充满液体。4.必须有足够的空间易于传感器的安装与操作。5.在水平的被测管路，传感器不应装在管道的顶部和底部，并避开管道凹凸不平及有焊缝处。超声波流量计传感器的安装1.在已定的安装位置周围比传感器约大一倍的面积上，将管壁上的油漆、铁锈、污垢等清除干净，擦净露出金属应无凹凸不平。2.将紧固件安装在管道上，用不锈钢带将其固定在管道上，不应松动。3.铺设好电缆由电缆接入孔接到接线盒中的接线端子上。4.每个传感器换能器正面，涂上一厚层耦合剂（黄油）后，将传感器换能器面与管壁接触，放置在紧固组件中，并用压紧盖板将传感器压紧，耦合剂应从传感器四周的缝隙中挤出，形成一道密封条。紧固螺铨钮紧，注意四个螺铨用力要均匀，不要使传感器偏移。根据流量计设计要实现的功能，智能金属管浮子流量计的硬件系统实现方案如图2.1所示：本系统主要分为三部分：信号采集模块、信号处理模块以及输出和显示模块，下面将对这三个模块进行简要介绍。(1)信号采集模块：此模块用来实现信号采集功能，系统中核心要采集的是流量信号，除此之外，还需要采集温度和压力信号。这是因为当被测流体为蒸汽时，其密度随温度和压力的变化而变化。为了准确计算出流体的流量，必须要考虑温度和压力变化对流体密度的影响。因此，设计中要实现流量、温度以及压力三种信号的采集。(2)信号处理模块：信号处理模块的基本功能是实现信号的放大、滤波以及A/D转换。此外，系统中采用微控制器MSP430F149对采集信号进行计算、补偿，线性化等智能化处理。(3)输出及显示模块：设计中使用E2PR0M保存累积流量值以及仪表参数值，并将流量信号转换为4?20mA工业标准电流信号输出。同时，使用LCD实时显示瞬时流量和累积流量，最后将金属管浮子流量计测量结果通过CAN总线传送给上位机显示。智能电磁流量计与其他传统模拟或非智能电磁流量计有非常大的区别，尤其在测量精度可靠性、稳定性、可以修改流量计量程、使用功能和使用寿命等方面。电磁流量计设计了带背光宽温的中文液晶显示器，功能齐全实用、显示直观、操作使用方便。　　智能电磁流量计适用测量封闭管道中导电液体和浆液的体积流量，如洁净水、污水、各种酸碱盐溶液、泥浆、矿浆、纸浆、糖浆及食品方面的液体等。　　智能电磁流量计是由传感器与转换器两个部分组成，对于一体式智能电磁流量计选型方法，与工况三要素离不开，从测量的介质，测量的温度压力，测量的流量范围三个方面说起。1、什么是介质　　　介质就是智能电磁流量计所要测量的流体，在管道中流动的物体，称之为介质。介质又可分多种，在管道中，所有的介质都要清楚地了解，这样才可以选择适应现场工况的智能电磁流量计。2、温度压力是什么　　　　温度压力是指管道中的温度及管道中的压力，压力等级的大小与温度的大小，会直接影响到智能电磁流量计的选型，因此选型时，一定要确认管道中的压力与温度范围。3、量程是什么　　　　量程是指智能电磁流量计的测量范围可以满足现场的要求，这个数据是比较重要的，量程太大或太小，都对一体式智能电磁流量计有直接的影响，甚至无法使用。出现孔板流量计反向安装这种情况的原因有二：1.操作人员未进行岗前培训,技术不熟练,不熟悉工艺流程走向；2.由于操作人员在更换孔板,清洗检查节流装置,进行工艺改造安装时,或在进行训练的过程中,粗心大意，现场监督,检验不到位等.出现此情况时,孔板下游锐角边经缘朝向上游,其结果将直接影响计量偏低,反映在现场是差压下降一个台阶,而由于现场原因未能及时发现并纠正.其引起流量偏低的影响率,据国外实验研究资料数据为-12%~-17%,一般情况下,雷诺数不变时,高β值与低β值之间的流量偏差值为±2%,管径雷诺数越低,其流量偏差越大。　　此外,在更换孔板以后,其配套产量计算参数必须同步更换,否则会出现相当大的正负偏差,若由小孔径换大孔径,参数未更换,则流量计量将偏高;反之,流量计量将偏低,在日输气量大的用户计量中,造成的损失将是很大,甚至是难以弥补的。　　从以上分析,我们不难看出,孔板流量计反向安装,参数的错误是可以通过操作人员认真仔细的操作,培训来杜绝的,在天然气商品贸易结算中,是绝对不允许有此现象发生的,所以制定一套科学的严格的现场计量监督制度是很有必要且很重要的。德国VSERS400流量计办事处智能电磁流量计离不开良好的显示界面。我们采用128*64的图形点阵液晶显示模块来显示累积流量、瞬时流量等数据信息。液晶显示模块(LCM)，是将液晶显示器件、驱动及控制电路、以及温度补偿、驱动电源、背光等辅助电路组合在一起的一种相对独立的显示器件和设备。通常液晶显示器件本身引线众多，而且要将这些引线与驱动、控制等电路连接才能用于显示信息，因此生产厂家在制造液晶显示器件的同时，也将与之对应的驱动、控制等电路做成PCB板，然后用压框和导带或导电橡胶将液晶显示器件固定在PCB板上，从而组合形成液晶显示模块。图3.10是我们采用的MSC．G12864DYSY-1W型液晶模块的外部尺寸图。　　图3.11MSC．G12864DYSY-1W型液晶模块的结构图，由图中可以看出电磁流量计液晶模块集成了两个KS0108B显示驱动控制器和一个KS0107B显示驱动器，两个KS0108B分别控制左右两个半屏(64x64)像素点的显示，KS0107B作为64行的行驱动控制。

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