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分析天燃?xì)饬髁坑?jì)取壓方式對檢定結(jié)果的影響及優(yōu)化措施
點(diǎn)擊次數(shù):2006 發(fā)布時間:2021-01-08 06:42:45
隨著社會對于環(huán)保認(rèn)識的日益提高,天然氣作為一種清潔能源在工業(yè)生產(chǎn)受到青睞,近年來我國天然氣工業(yè)得到長足的發(fā)展。天燃?xì)饬髁坑?jì)作為一種高精度的氣體流量計(jì)量儀表,被越來越廣泛地應(yīng)用于天然氣計(jì)量。在天燃?xì)饬髁坑?jì)的使用過程中,為了保證其計(jì)量的準(zhǔn)確性和可靠性,必須按照檢定規(guī)程對其進(jìn)行檢定(檢定周期一般為2年),檢定時要從表體取壓孔取壓進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算。但在實(shí)際生產(chǎn)計(jì)量中往往由于所計(jì)量的天然氣成分不純,通常會夾雜一些雜質(zhì)油污、沙礫等雜質(zhì),造成流量計(jì)取壓孔的堵塞和腐蝕,導(dǎo)致正常的檢定過程中取壓工作無法進(jìn)行。于是有的檢定員就直接從管道取壓孔取壓或不取壓,這到底對流量計(jì)的檢定結(jié)果有沒有影響呢?本文則是利用試驗(yàn)的方法,通過比較流量計(jì)表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓兩種取壓方式下的天燃?xì)饬髁坑?jì)檢定試驗(yàn)數(shù)據(jù),明確了流量計(jì)在兩種取壓方式下的計(jì)量存在的誤差,對于天燃?xì)饬髁坑?jì)的檢定工作提供了參考。
1、流量計(jì)工作原理及數(shù)據(jù)處理
1.1天燃?xì)饬髁坑?jì)的工作原理
圖1為天燃?xì)饬髁坑?jì)的結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)流體通過由螺旋形葉片組成的旋渦發(fā)生器后,流體被迫繞著發(fā)生器劇烈旋轉(zhuǎn),形成旋渦。當(dāng)流體進(jìn)入擴(kuò)散段時,旋渦流受到回流的作用,開始作二次旋轉(zhuǎn),形成陀螺式的渦流進(jìn)動現(xiàn)象。該進(jìn)動頻率與流量大小成正比,不受流體的物理性質(zhì)及密度的影響。檢測元件測得流體二次旋轉(zhuǎn)進(jìn)動頻率,通過計(jì)算就可得到流量值,且所測流量值能在較寬的范圍內(nèi)獲得良好的線性度。流量計(jì)算式為:qv=f/K(1)
式中qv為體積流量,m3/s;f為旋渦頻率,Hz;K為流量儀表系數(shù),m-3。
天燃?xì)饬髁坑?jì)檢定過程中使用的取壓孔在表體的下部或側(cè)部。為了弄清楚取壓方式對流量計(jì)檢定準(zhǔn)確度的影響,分別在流量計(jì)表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓兩種取壓方式下進(jìn)行了流量計(jì)檢定試驗(yàn)。
1.2試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
試驗(yàn)采用的標(biāo)準(zhǔn)裝置為負(fù)壓法臨界流音速噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置,其準(zhǔn)確度等級為0.3級,可以滿足一般準(zhǔn)確度等級為1.5級的天燃?xì)饬髁坑?jì)的檢定要求,檢定依據(jù)為JJG?。保梗?mdash;1994速度式流量計(jì)檢定規(guī)程。試驗(yàn)以不同廠家、不同口徑的天燃?xì)饬髁坑?jì)為例,對采用表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓方式下
不同流量點(diǎn)的流量計(jì)誤差進(jìn)行比較。
以使用廣泛的DN100B天燃?xì)饬髁坑?jì)為例,系統(tǒng)運(yùn)行時間為60s,標(biāo)準(zhǔn)裝置的滯止平均溫度為28.9℃,空間平均濕度為30%,流量計(jì)的平均溫度為28.3℃,在表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓的流量計(jì)檢定試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別如表1、2所示。
由表1、2得到DN100B天燃?xì)饬髁坑?jì)在兩種取壓方式下的流量計(jì)相對誤差曲線如圖2所示。
以某公司生產(chǎn)的TDS200BT天燃?xì)饬髁坑?jì)為
例,系統(tǒng)運(yùn)行時間為60s,標(biāo)準(zhǔn)裝置的滯止平均溫度為29.7℃,空間平均濕度為42%,流量計(jì)的平均溫度為29.3℃,在表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓的流量計(jì)檢定試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別如表3、4所示。兩種取壓方式下的流量計(jì)相對誤差曲線如圖3所示。
表1~4中的儀表系數(shù)計(jì)算方法參見JJG?。保梗?mdash;1994速度式流量計(jì)檢定規(guī)程。流量計(jì)相對誤差的計(jì)算公式為:
式中E為流量計(jì)相對誤差,%;Ki為檢定過程中計(jì)算得出的儀表系數(shù),m-3;K0為原始狀態(tài)的儀表系數(shù),m-3。
2、取壓方式的影響分析
從以上數(shù)據(jù)表和曲線圖中可以看出:天燃?xì)饬髁坑?jì)型號一定的情況下,用表體取壓孔取壓方式檢定流量計(jì)時流量計(jì)的線性度較好,用管道取壓孔取壓方式檢定流量計(jì)時流量計(jì)的線性度較差;流量測點(diǎn)相同的情況下,表體取壓孔取壓檢定方式的流量計(jì)誤差較小,管道取壓孔取壓檢定方式的流量計(jì)誤差較大;兩種取壓方式引起的誤差隨著流量的增大而逐漸增大,在流量為2?。梗埃埃恚常钑r兩者相差近6.2%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級。所以,在天燃?xì)饬髁坑?jì)的檢定過程中,應(yīng)避免在流量計(jì)表體取壓孔以外的地方取壓進(jìn)行檢定。
3、流量計(jì)使用改進(jìn)措施
綜上所述,天燃?xì)饬髁坑?jì)在檢定過程中,管道取壓孔取壓方式對流量計(jì)檢定結(jié)果的影響較大。為了保證天燃?xì)饬髁坑?jì)檢定工作的準(zhǔn)確性、科學(xué)性和公正性,避免由于流量計(jì)表體取壓孔堵塞而導(dǎo)致檢定員在管道取壓孔取壓對流量計(jì)進(jìn)行檢定,提出以下改進(jìn)措施。
1)建議天燃?xì)饬髁坑?jì)生產(chǎn)廠家在不影響流量計(jì)性能的前提下,適當(dāng)改進(jìn)流量計(jì)的結(jié)構(gòu),比如可以提高取壓孔的位置,避免其被雜物堵塞。
2)用戶在使用現(xiàn)場可在天燃?xì)饬髁坑?jì)前端安裝過濾裝置,將雜物濾除掉。
3)天燃?xì)饬髁坑?jì)出廠時將取壓孔外部螺絲涂抹潤滑油,同時將取壓孔內(nèi)部用橡皮塞堵上,防止雜物堵塞和取壓孔生銹。
4)天燃?xì)饬髁坑?jì)檢定過程中,如果點(diǎn)流量變化較大,而流量計(jì)壓力變化不明顯時,檢定系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置取壓無效報(bào)警,以提示檢定人員采取相應(yīng)補(bǔ)救措施。
1、流量計(jì)工作原理及數(shù)據(jù)處理
1.1天燃?xì)饬髁坑?jì)的工作原理
圖1為天燃?xì)饬髁坑?jì)的結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)流體通過由螺旋形葉片組成的旋渦發(fā)生器后,流體被迫繞著發(fā)生器劇烈旋轉(zhuǎn),形成旋渦。當(dāng)流體進(jìn)入擴(kuò)散段時,旋渦流受到回流的作用,開始作二次旋轉(zhuǎn),形成陀螺式的渦流進(jìn)動現(xiàn)象。該進(jìn)動頻率與流量大小成正比,不受流體的物理性質(zhì)及密度的影響。檢測元件測得流體二次旋轉(zhuǎn)進(jìn)動頻率,通過計(jì)算就可得到流量值,且所測流量值能在較寬的范圍內(nèi)獲得良好的線性度。流量計(jì)算式為:qv=f/K(1)
式中qv為體積流量,m3/s;f為旋渦頻率,Hz;K為流量儀表系數(shù),m-3。
天燃?xì)饬髁坑?jì)檢定過程中使用的取壓孔在表體的下部或側(cè)部。為了弄清楚取壓方式對流量計(jì)檢定準(zhǔn)確度的影響,分別在流量計(jì)表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓兩種取壓方式下進(jìn)行了流量計(jì)檢定試驗(yàn)。
1.2試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
試驗(yàn)采用的標(biāo)準(zhǔn)裝置為負(fù)壓法臨界流音速噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置,其準(zhǔn)確度等級為0.3級,可以滿足一般準(zhǔn)確度等級為1.5級的天燃?xì)饬髁坑?jì)的檢定要求,檢定依據(jù)為JJG?。保梗?mdash;1994速度式流量計(jì)檢定規(guī)程。試驗(yàn)以不同廠家、不同口徑的天燃?xì)饬髁坑?jì)為例,對采用表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓方式下
不同流量點(diǎn)的流量計(jì)誤差進(jìn)行比較。
以使用廣泛的DN100B天燃?xì)饬髁坑?jì)為例,系統(tǒng)運(yùn)行時間為60s,標(biāo)準(zhǔn)裝置的滯止平均溫度為28.9℃,空間平均濕度為30%,流量計(jì)的平均溫度為28.3℃,在表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓的流量計(jì)檢定試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別如表1、2所示。
由表1、2得到DN100B天燃?xì)饬髁坑?jì)在兩種取壓方式下的流量計(jì)相對誤差曲線如圖2所示。
以某公司生產(chǎn)的TDS200BT天燃?xì)饬髁坑?jì)為
例,系統(tǒng)運(yùn)行時間為60s,標(biāo)準(zhǔn)裝置的滯止平均溫度為29.7℃,空間平均濕度為42%,流量計(jì)的平均溫度為29.3℃,在表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓的流量計(jì)檢定試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別如表3、4所示。兩種取壓方式下的流量計(jì)相對誤差曲線如圖3所示。
表1~4中的儀表系數(shù)計(jì)算方法參見JJG?。保梗?mdash;1994速度式流量計(jì)檢定規(guī)程。流量計(jì)相對誤差的計(jì)算公式為:
式中E為流量計(jì)相對誤差,%;Ki為檢定過程中計(jì)算得出的儀表系數(shù),m-3;K0為原始狀態(tài)的儀表系數(shù),m-3。
2、取壓方式的影響分析
從以上數(shù)據(jù)表和曲線圖中可以看出:天燃?xì)饬髁坑?jì)型號一定的情況下,用表體取壓孔取壓方式檢定流量計(jì)時流量計(jì)的線性度較好,用管道取壓孔取壓方式檢定流量計(jì)時流量計(jì)的線性度較差;流量測點(diǎn)相同的情況下,表體取壓孔取壓檢定方式的流量計(jì)誤差較小,管道取壓孔取壓檢定方式的流量計(jì)誤差較大;兩種取壓方式引起的誤差隨著流量的增大而逐漸增大,在流量為2?。梗埃埃恚常钑r兩者相差近6.2%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級。所以,在天燃?xì)饬髁坑?jì)的檢定過程中,應(yīng)避免在流量計(jì)表體取壓孔以外的地方取壓進(jìn)行檢定。
3、流量計(jì)使用改進(jìn)措施
綜上所述,天燃?xì)饬髁坑?jì)在檢定過程中,管道取壓孔取壓方式對流量計(jì)檢定結(jié)果的影響較大。為了保證天燃?xì)饬髁坑?jì)檢定工作的準(zhǔn)確性、科學(xué)性和公正性,避免由于流量計(jì)表體取壓孔堵塞而導(dǎo)致檢定員在管道取壓孔取壓對流量計(jì)進(jìn)行檢定,提出以下改進(jìn)措施。
1)建議天燃?xì)饬髁坑?jì)生產(chǎn)廠家在不影響流量計(jì)性能的前提下,適當(dāng)改進(jìn)流量計(jì)的結(jié)構(gòu),比如可以提高取壓孔的位置,避免其被雜物堵塞。
2)用戶在使用現(xiàn)場可在天燃?xì)饬髁坑?jì)前端安裝過濾裝置,將雜物濾除掉。
3)天燃?xì)饬髁坑?jì)出廠時將取壓孔外部螺絲涂抹潤滑油,同時將取壓孔內(nèi)部用橡皮塞堵上,防止雜物堵塞和取壓孔生銹。
4)天燃?xì)饬髁坑?jì)檢定過程中,如果點(diǎn)流量變化較大,而流量計(jì)壓力變化不明顯時,檢定系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置取壓無效報(bào)警,以提示檢定人員采取相應(yīng)補(bǔ)救措施。