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影響氣體渦輪流量計標定精度的因素
來源:云儀儀表 發布時間: 2019-10-29 16:57:31 瀏覽次數:75

導讀:影響氣體渦輪流量計標定精度的因素。由于生產的發展,煤碳、燃油的使用增加過快,造成環境污染越來越嚴重,為此大力發展天然氣、煤氣、沼氣等清潔燃料的使用成為解決環境問題的一個重要手段,并且已取得了很大成效。燃氣事業的發展使燃氣貿易計量的準確性更加重要。因此,尋求高精度的計量儀表已成為燃氣貿易中的一個不可忽視的重要問題,而標定方法和標定系統的選擇是直接關系到流量計實際計量精度的關鍵。氣體渦輪流量計是速度式的流量測量儀表,具有量程寬、重復性好等優點。在國內外燃氣、石油化工等行業得到了廣泛的使用。盡管渦輪表本身計量準確、精度高,但若出廠時對其標定不夠準確,則直接影響其計量精度。在國外每臺氣體渦輪流量計投入使用前都必須進行嚴格的標定,所用的標準裝置主要為“標準氣體渦輪流量計”、“音速噴嘴”、“鐘罩式標準計量器”、“標準滾筒氣體流量計”、“標準旋轉葉片氣體流量計”等,其中前3種為常用的標準裝置。為了確保其作為貿易結算依據及其公證性、準確性,提高氣體渦輪流量計標定精度必不可少。

一、影響氣體渦輪標定精度的因素

1、標準裝置的影響

標準氣體渦輪流量計具有標定精度高、標定速度快、成本低等優點,但隨著時間的推移,由于其內部軸承及其他運動部件的磨損會造成標準渦輪表本身性能的改變,從而降低標定精度。因此標準渦輪表本身需要定期進行標定。且標準渦輪表口徑越小,通過氣體的流量越小,其精度受內部運動部件磨損的影響趨勢也越大。因此,當需標定的渦輪表口徑較小時(小于100mm),就不宜選用渦輪表作為標準裝置。

鐘罩式標準計量器標定流量計的流量范圍受鐘罩容積大小的制約。當鐘罩體積較小時,測量過程中與待測表相比較的體積數就較小。則隨機誤差會增大,影響渦輪表大流量測試點的標定精度。

另外,影響音速噴嘴、鐘罩式標準裝的標定精度的因素還有容器內氣體溫度在短時間內不均勻,氣體的含水量過大。環境的溫度、濕度和壓力變化等。

了解不同標準裝置的特點,就可在實際標定中選擇合適的標準裝置。在條件允許的情況下盡可能地選用高精度的標準裝置,因為標準裝置本身的精度和操作程序直接影響待測渦輪表的標定精度。

2、速度分布畸變對標定精度的影響

渦輪表是速度式的流量測量儀表,其儀表特性直接受氣體流動狀態的影響。對其進口處的速度分布尤為敏感。進口流速的突變和流體的旋轉可使測量誤差達到不能允許的程度。在標定中,渦輪流量計之前一般有若十倍管道直徑的直管段,但往往由于直管段長度不夠,進口處流體的旋轉采能徹低消除、或由于安裝流量計時密封墊片突出而改變了流體和渦輪葉片之間的角度,這些影響往往使儀表常數變化2%或更多。

3、輔助測量裝置對標定精度的影響

數據的正確采集依賴于溫度、壓力傳感器、定時器、脈沖計數器的選取及安裝位置的確定。如果傳感器精度不夠,則不能確定測量值的精度。如果傳感器安裝位置不合適,則不能正確測量通過標準裝置及待測渦輪表的氣體的實際溫度、壓力值。且可能會影響氣體的流動狀態,導致渦輪表進口處的速度分布不均,從而影響標定的精度。

二、提高標定精度的方法

1、合理選擇標準裝置

由于標準渦輪表本身的特點,它本身需要每年進行檢定,當需標定的渦輪表口徑較小時(小于100mm),就不宜選用渦輪表作為標準表。

鑒于流量越小,雷諾數越小,則忽略氣體粘性造成的誤差越太,所以音速噴嘴標準裝置只適合標定大流量、大口徑的渦輪表。保證喉徑的加工精度,選擇高精度的時間測量裝置都是十分必要的。為使容器氣體溫度盡快均勻穩定,還應在容器內加裝攪拌機。

一般用鐘罩來標定小口徑、小流量渦輪表,且選擇鐘罩時其容積一定要足夠大,以保證大流量點標定的精度。為了保證水質的清潔,鐘罩內的水應每天更換。當鐘罩鼓起后,為了使鐘罩內氣體溫度均勻,鐘罩充滿氣后,應等待5分鐘之后才能開始試驗。另外,鐘罩與音速噴嘴作為標準裝置還需利用空調、干燥器等設旋保證標定所需的標準環境。

2、消除標定壓力與標定溫度的影響

標定裝置必須立于空間足夠大的試驗室內,保證標準裝置、待測渦輪表不在單方向受熱(如太陽的輻射、加熱器或其他熱源)。試驗室中的溫度變化不得超過20±5℃的溫度范圍。由于渦輪表進入精度的流量范圍與表壓及當地的大氣壓力有關,所應明確指出標定時的表壓及當地的大氣壓力。

 3、消除標定系統中管路設計方面的影響

為了有效地消除旋轉流.應在渦輪表前安裝必要的直管段,且ZUI好在渦輪表前加裝整流器,并使管道及流量計密封墊片良好定位,不使突出。為了使流體的正常流動特性,消除流量計后的各種管件、閥門的不良影響,流量計后也應至少5倍以上管道直徑的直管段。

4、消除輔助測量裝置方面的影響

選擇高精度的溫度、壓力傳感器、定時裝置等輔助設施,其精度必須高于待測渦輪表所需精度1-2級,且安裝位置應合適。

5、數據的分析處理

計算待測表的誤差必須考慮氣體通過標準裝置和待測表時溫度、壓力的差異以及標準裝置自身的誤差。若忽略通過標準裝置和待測表的氣體壓縮系數的差異,可求得待測渦輪表在某臺流量點的相對示值誤差。



影響氣體渦輪流量計標定精度的因素


渦輪流量計是一種測量精度很的流量計,因此渦輪流量計對現場的條件比較敏感,對工況安裝條件有較為嚴苛的要求,用戶在使用過程中須盡量滿足它的測量條件,以便保持出廠度。在流體介質的溫度壓力與參比條件差別較大時,可根據傳感器的材質和溫度壓力計算出傳感器殼體的體積變化,對儀表讀數加以修正。當流體介質工作狀態下的粘度與標定流體的粘度相差較大時,應根據我公司提供的粘度修正曲線進行修正。渦輪流量計對其上下游的直管段長度有一定要求,應設法滿足,特別是在用戶要求高精度時。儀表顯示的是介質工作條件下的體積流量,若要知道標準體積流量或質量流量,還需要進行密度補償。



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??根據我公司在安裝與維護過程中總結經驗來看,渦輪流量計測量精度下降的原因都是有共性的,具體來說渦輪流量計在使用過程中度下降,可能是以下這些原因:

??1、介質中一般都有一些雜質,對軸承、軸要產生磨損,使兩者間的間隙增大,動件的動平衡被破壞,轉速下降,或者臟物進入間隙內,使運動阻力增大,轉速下降。這些原因都造成儀表顯示值減少,出現負誤差,對流體的供方不利。

??2、流體溫度、壓力的變化可能使管道內液體逸出所含的空氣或者因管道內的壓力低于流體的飽和蒸汽壓、使部分液體變成蒸汽,也可能因介質的負壓使外面的氣體被吸入管道內,這些氣體隨著被測液體流動,造成儀表指示值增大,出現正誤差,對流體的需方不利。??

??3、流體中的纖維狀或粘性雜質附在流量計的轉動部分,使轉動阻力增大,造成儀表的指示值減少,出現負誤差,對流體的供方不利。??

??4、工作環境比較惡劣,例如,電磁場干擾、灰塵、高溫、振動、潮濕等,可能造成渦輪流量傳感器的誤動作或失靈,直接造成渦輪流量計的示值誤差,誤差是正值也可能是負值,可能不明顯,也可能完全失效。對于上述現象,在比較嚴重時,能從流程工作狀態的對比中發現問題,容易采取相應措施。但是,在問題初期,不采取特殊措施就不能發現問題。??

??根據渦輪流量計原理和現場工作經驗,我們建議在渦輪流量計安裝初期,在流量計的上游、下游各2倍管徑的管壁上增設一對測壓口,需要時與差壓計相連,在工作狀態下,記錄流量計指示值與差壓計指示值之間的對比關系,如果這時一切正常,就把這個對比關系作為以后檢查流量計工作是否正常的依據。比如,定期測量這個對比關系,若發現同樣的差壓計指示值下流量計指示值偏小,則可懷疑到流量計出現故障。檢查流量計的傳感器時,可以先檢查發訊器。方法是單獨取下發信器,輸入一個已知信號,對照輸出值,即可發現問題。若故障無法短時間排除,可以換上新的。如果不是它的原因,則應當把流量計從流程管線上卸下,進一步仔細檢查,對癥處理。對于比較臟污的流體或者有可能產生氣體的液體,在安裝流量計時,可以在它的上游加裝過濾器或消氣器、集氣器,加強日常維護工作,定期清理過濾器、排除消氣器、集氣器里的氣體或雜物,確保流量計的正常運行。


標簽: 氣體渦輪流量計

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