德国VSERS400流量计样册同时我们还经营:计量管路流量量程变化是实际使用中经常遇到的情况, 特别是直接对没有储气设备用户供气的计量更是如此。我国天然气、煤气的大部分消耗是供给城市作民用燃气的,一般日负荷的变化都比较大,流量的量程变化也就较大。常用孔板流量计的量程比一般为3:1,对于大量程比的场合,一般采用以下三种方法解决。(1)将大流量分段多路并联组合进行测量.在流量量程变化较大的场合,往往采用不同管径的计算管道并联组合,通过计量管路的组合切换来适应流量的变化;这是目前较为常用的方法。(2)更换孔板片改变值进行测量.在不改变标准孔板节流装置和差压计的情况下,通过更换不同开孔直径的孔板,改变孔径比的方法来实现流量测量。适用于较长时间的季节性流量较大幅度改变或供气量的突然变化致使差压计超出规定使用范围的情况。(3)用一台孔板流量计并联不同量程差压计进行测量.采用同一台孔板流量计的一次装置,并联两台或两台以上不同量程的差压计进行切换测量。为了提高孔板流量计的准确度,可采取以下措施。1.标准孔板节流装置的制造与安装 利用标准孔板流量计测量天然气流量必须严格按照SY/T6143-2004标准规定的各项技术指标,对标准孔板节流装置进行设计、加工制造、检验、安装和使用。特别是孔板直角入口边缘尖子度和测量管内壁粗糙度的加工和检验;孔板前后直管段长度的保证,直管段圆度、台阶以及孔板与测量管同轴度的保证。另外,开发统一的标准孔板流量计的设计软件,可提高节流装置设计和仪表选型的技术水平。2.采用可换孔板装置与定值节流装置 可换孔板节流装置是一种新型节流装置,节流元件精确地安装在固定的座体内(座体通过法兰与管道连接),在不拆动管道或不停止流体输送的情况下,可方便地提升孔板,进行检查、清洗或更换,从而保证了计量准确度。采用液压升降的装置,孔板提升轻便,特别适用于大口径孔板。这种节流装置还配有清洗室和清洗机构,为解决污垢介质,特别是单井天然气的准确计量提供了有效手段。 定值节流装置改变了现有节流装置根据计算结果加工其孔径的方法,对每种通径测量管道配以有限数量的节流件,孔径系列按优先数系选用,每种通径配35种不同孔径比β值的孔板。目前节流装置设计犹如量体裁衣,定值节流装置则变成成衣选用,采用定值节流装置有利于产品批量生产,降低生产成本,方便选用和使用,便于监督生产。可换孔板节流装置和定值孔板相配套,将改变传统的生产方式,实现了节流装置产品系列化、通用化和标准化,有利于提高标准孔板装置计量的准确度。 标准孔板存在的缺点是入口直角锐利度易在流体冲刷下发生钝化。据估计,钝化严重的可能使流出系数偏移1%~2%,钝化后其流出系数较为稳定,这在流量计算中给孔板入口直角锐利度的精确修正带来很大的困难。标准喷嘴的流出系数是稳定的,另外,在同样流量和相同β值时喷嘴的压力损失只有孔板的30%。影响标准喷嘴推广使用的主要原因是喷嘴制造成本高,在标准中喷嘴的流出系数不确定度较大(约2%)。采用定值节流件,专用加工设备实现批量生产,降低生产成本,而个别校准则可得到高精确度的流出系数,在天然气流量测量中用喷嘴代替孔板,其优点是明显的。3.应用合理的流量积算方案 根据天然气计量工况条件和用户对计量精度的要求,应采用对压力、温度和天然气组分变化对流量自动部分补偿或全补偿的积算方案,计量系统测量仪表配备和精度的选用应符合GB/T18603-2001妖然气计量系统技术要求》。用智能差压变送器,压力变送器、温度变送器和流量计算机组成在线检测系统,使温度和压力变化得到补偿,可以提高测量准确度,降低流态脉动(或波动)引起的流量测量附加误差。孔板流量计量程比一般为1~3,而实际测量天然气流量变化有时会超过这个范围。在这种情况下,其测量准确度显著下降,如果采用定值节流装置,宽量程智能差压变送器与流量计算机配套使用,可方便地扩展流量量程或迁移量程,进而实现传统孔板流量计的智能化。 涡街流量计是基于流体力学中著名的“卡门涡街”研制的。在流动的流体中放置- -非流线型柱形体,称旋涡发生体,当流体沿旋涡发生体绕流时,会在涡街发生体下游产生两列不对称但有规律的交替旋涡列,这就是所谓的卡门涡街,如图1所示。 大量的实验和理论证明:稳定的涡街发生频率ƒ与来流速度v1及旋涡发生体的特征宽度d有如下确定关系叫: 式中St为斯特罗哈数,与雷诺数和d相关。 当雷诺数Re在一定范围内(3 X102~2 X105)时(4],St为一常数,对于三角柱形旋涡发生体约为0.16 雷诺数的定义为 式中S为管道的横截面积。 由高精度气体涡街流量计的测量原理可知,通过测量旋涡发生频率仅能得到旋涡发生体附近的流速vI,由式(3)可知在横截面积一定的情况下,流体的流量Q与流体的平均流速v成正比,因此要精确计量流体的流量必须找到`v与v1的对应关系。 根据流体力学理论,在充分发展的湍流状态下,流体的速度分布有如下关系式川: 式中:vp为到管壁距离为y的P点的速度;y为点到管壁处的距离;Vmax:为管道中的最大流速,通常取管道中心的速度;R为管道的半径;n为雷诺数的函数。 表1中给出了部分雷诺数与n的对应关系。 由于旋涡发生体的位置固定,因此当雷诺数一定时v1与`v有固定的比例关系换言之,当雷诺数Re变化时,二者的比值也发生变化, 图3给出了不同雷诺数下充分发展的湍流的流速分布,如图所示Re越大,流速分布越平滑,即旋涡发生体附近的流速越接近平均流速,故ƒ( Re)应为单调递减函数。图4给出了3台50mm口径,宽度14 mm三角形旋涡发生体的气体涡衔流量计,在20℃,一个标准大气压下,不同雷诺数下的K值曲线。如图所示实验数据与理论分析基本一致,因此涡衔流量计的测量原理即决定了仪表系数的非线性特性。若要提高涡街流量计的计量精度,必须针对不同的流速分布对K值进行修正。流量计工况与标况(立方与标方)如何换算 m3/h1.测量液体 孔板流量计测量液体流量时工艺管道水平安装,差压变送器的位置处于节流装置下方时,取压口应在节流装置的水平中心轴线下偏 45°角引出,这可以消样除由流体传放出的气体进入导压管和差压变送器(如图8).若差压变送器处于节流装置的上方时,除取压口下偏≤45°角 然后向上引导压管外,应在导压管的最高点装置集器或排气阀.(如图9)2.测量水蒸汽 测量蒸汽流量时,安装方式一般为差压变送器低于,高于节流装置两种.(如图 12)取压口位置应附合上述安装要求,并在导压管制高点处装上放气阀和气体收集器。3.测量气体 测量介质为清洁的气体流量时,安装方式一般为差压变送器高于,低于节流装置两种c如图11.12)取压口位置应符合上述安装要求,当差压变送器低于节流装置时,导压管必须向下弯至差压变送器,并在最低处装置放水阀和沉积器。4.测量腐蚀性液体和气体 测量腐蚀性的液体和气体流量时,取压口应附合上述安装要求,不论管道是水平安装或垂直安装,差压变送器高于或低节流装置③.测量气体测量介质为清洁的气体流量时,安装方式一般为差压变送器高于、低于节流装置两种(如图11.12)取压口位置应符合上述安装要求,当差压变送器低于节流装置时,导压管必须向下弯至差压变送器,并在最低处装置放水阀和沉积器。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.总体设计 气体涡轮流量计系统软件包括初始化程序、主程序、中断控制程序、流量、温度、压力检测程序以及键盘显示程序等。初始化程序主要完成单片机初始化和设置计数方式等。主程序主要通过查询标志位SET_RUN和OPERATE来判断程序是运行状态还是设置状态,然后调用相应的处理子程序。首先开全局中断,允许单片机响应所有中断源产生的中断请求;当单片机查询到标志位SET_RUN被置位时,就进入设置状态,对仪表系数进行设定;进入运行状态后还要查询标志位OPERATE是否被置位,被置位后就进行温度与压力的.A/D转换、流量的计算和数据的储存。中断程序用于查询定时时间,进入中断服务子程序完成流量采集、工作状况“下温度和压力采集,瞬时流量和累积流量的计算。系统主流程图如图3所示。2.流量温度压力信号采集 流量信号的采集主要通过计数器MR0中断服务程序完成,采用定时器模式,定时时间设为1so定时时间到,比较寄存器里面的内容,大于1s则对计数器IMR1读数,以获得流量信号的频率,并清零;小于1s,则加1后结束。 温度和压力信号的采集是通过PICI6F877单片机内部的ADC模块将其转换成数字量,采样完成后计算出温度和压力值,并将这两个数值在液晶屏上显示出来。3.键盘显示 设置3个键盘,利用电平变化中断功能来实现,采用延时去抖法,按键有效就进入按键处理程序。F表示功能键,用KI来表示,每按一-次表示在流量显示和温度、压力显示间切换,-表示移位键,用K2表示,↑为增加键,用K3表示。如果F+→(即Kl+K2)被按下,则设置标志位置1,主程序查询到其置1后,就进入设置状态。在该状态下,→(K2)键定义为移位键,以闪烁表示光标所在位,每.按一次,闪烁移到下一位,到最后一位回闪第一一位。↑(K3)定义为增加键,对光标所在位的数值进行修改,每按--次,循环增加一个定义单位,定义单位视参数类型而定。当程序查询到↑+→(K2+K3)被按下时,就把累积流量清零,并把标志位置1,当查询到F(K1)键被按下时,每按-一次,在流量显示和温度、压力显示之间切换。气体涡轮流量计采用段式液晶显示器LCM103来显示瞬时和累计流量,同时实时显示温度和压力"。f德国VSERS400流量计样册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。 热式气体质量流量计按结构可以分为热分布型和浸入型。热分布型热式流量计将传感元件放置于管道壁,传感元件经过加热温度高于流休温度,流体流经传感元件表面导致上下游温度发生变化,利用上下游温度差测量流体流量,一般用于微小流速气体流量的测量。 热分布型热式流最计的T.作原理如图1所示,传感元件由上游热电阻、加热器利下游热电阻组成,加热器位于管道中心,使得传感元件温度高于坏境温度,上游热电阻和下游热电阻对称分布于加热器的两侧。图1中曲线1所示为管道中没有流休流过时传感元件的温度分布线.相对于加热器的上下游热电阻温度是对称的。当有流体经过热式传感元件时,温度分布为曲线2,显然流体将上游部分的热量带给下游,导致上游温度比下游温度低,上下游热电阻的温度差△T反映了流体的流量,即△T=f(m)。当流体流速过大时,上下游热屯阴的温度差△7趋向于0,因此热分布型热式气体质量流量计用于测量低流速气休微小流量。气体质量流量qm可表示为 式中:Cp-一流体介质的定压比热容;A一热传导系数;K一一仪表系数。 浸入型热式流最计的工作原理如图2所示,一般将两个热电阻置于中大管道中心,可测量中高流速流体。热电阻通较小电流或不通电流,温度为T;另一热电阻经较大电流加热,其温度T高于气体温度。管道中有气流通过时,两者之间的温度差为△T=Tv-T0气体质量流量qm与加热电路功率P、温度差△T的关系式为 式中:E一系数与流体介质物性参数有关;D一与流体流动有关的常数。 如果保持加热电路功率P恒定,这种测量方法为恒功率法;如果保持温度差△T恒定,这种测量方法为恒温差法,两种方法有各自的优缺点,使用时据具体环境和需要而定。目前较普遍的是采用恒温差法,由于需要不同的应用领域,恒温差法已不适用于某些场.合的测量,因此恒功率法应用领域越来越广泛。恒温差法的基本原理是流体流过加热的热电阻表面使得热电阻表面的温度降低,热电阻的阻值变小。反馈电路自动进行处理,通过热电阻的加热电流变大从而使得热电阻温度升高,即可使得热电阻与流体温度差恒定。通过测量传感电路的输出电流或输出电压便可获得流量值。恒功率法的基本原理是加热功率为恒定值,管道内没有流体流过时温度差△7最大,当流体流过热电阻表面时热电阻与流体温度差变小,通过测量△T便可得到流体流量。德国VSERS400流量计样册流量计准确度影响的实验分析 1实验要求 实验用钟罩式气体流量计标定装置标定DN50G65气体涡轮流量计,其准确度等级为1.5级;最小流量为Qmls:10m'/h,最大流量为Qmax:100m³/h;流量计量程比为1;10;上游直管段要求:5D=50X5=250mm=25cm,'下游直管段要求:3D=50X3=150mm=15cm. 2实验思路 实验以在流量计前端安装一对大小头作为扰流件,在扰流件和流量计之间安装不同长度的直管段。经过一定时间段的运行,确认标准裝置与流量计的流量偏差以及疣量计的重复性,以此分析扰流件对流量计准确度的影响。 3实脸分析 3.1在流量计.上游安装40cm直管段,下游安装19cm直管段实验 流量计上游直管段长度大于5D(25cm),下游直管段长度大于3D(15cm),实验安装图如图1所示,示意图如图2所示。 实验数据如表3所示。 从表3可以看出,扰流件安装在距流量计上游端较远时,其运行数据的流量偏差与重复性符合流量计的国家标准。 3.2在流量计上游安装29.1cm直管段,下游安装19cm直管段实验 流量计上游直管段长度较大于5D(25cm),下游直管段长度大于3D(15cm),实验安装示意图如图3所示. 实验数据如表4所示。从表4可以看出,扰流件安装在距流t计上游端接近5D处时,其运行数据的流量偏差(qmin≤q≤qt部分)>3%,不满足国家标准的要求,但其重复性符合流量计的国家标准。 3.3在流量计上游安装19cm直管段,下游安装40cm直管段实验 流量计上游直管段长度小于5D(25cm),下游直管段长度大于3D(15cm),实验安装示意图如图4所示 从表5可以看出,找流件安装在流量计上游端小于5D处时,其运行数据的流量偏差(qai≤q≤qt部分)>3%,不满足国家标准的要求,但其重复性符合流量计的国家标准。电磁流量计测量的液体中会含有一些气泡,如果气泡分布均匀,则不影响测量。然而,一旦气泡变大,整个电极通过电极时会被遮挡,使流量信号输入电路瞬间开路,导致输出信号抖动 如何判断电磁流量计的测量误差是由被测液体中的气泡组成的?如何处理这种情况?简单介绍一下 当测量效果抖动时,磁场的励磁回路电流立即被切断。假设此时表面仍有闪烁和不稳定现象,说明大部分是由气泡效应引起的 在确定许多气泡影响电磁流量计的测量效果后,有必要寻找相应的处理方法。假设由于装置的定向,许多气泡混合到液体中。例如,如果电磁流量计安装在管道系统的高点,储存气体或从外部吸入空气,形成流量计的晃动 这是非常有用的方法来代替装置的定位,但在很多情况下,装置的直径很大,或者设备的方向不容易改变。建议在电磁流量计上游安装集气袋和排气阀,以清除残余气体,减少影响测量效果的因素,保证测量的准确性。
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