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孔板流量計(jì)—天然氣計(jì)量主要手段

時(shí)間:2011-3-12閱讀:767
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隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展,出現(xiàn)新型流量計(jì)是必然的。然而由于天然氣流量測(cè)量技術(shù)本身涉及面廣,隨著對(duì)象不同,對(duì)流量計(jì)有著不同的要求,也就是說(shuō)客觀上多種流量計(jì)并存,才能滿足不同場(chǎng)合和層次的需求。盡管超聲流量計(jì)與目前使用廣泛的孔板流量計(jì)相比,有著更多的優(yōu)點(diǎn),主要反映在有較低的系統(tǒng)基本投入,雙向測(cè)量,大量程比,無(wú)壓損,無(wú)可動(dòng)部件和高精度等。但由于孔板流量測(cè)量技術(shù)歷史悠久,標(biāo)準(zhǔn)化程度高,使用簡(jiǎn)單可靠,一般無(wú)特殊要求時(shí)無(wú)須標(biāo)定等特點(diǎn)。由此可見,盡管超聲流量計(jì)已問(wèn)世,它只能起到互補(bǔ)作用,可以肯定不可能*替代。在今后相當(dāng)長(zhǎng)一個(gè)時(shí)期內(nèi),由于種種因素的制約,特別是標(biāo)定不能獲得妥善解決之前,孔板流量計(jì)仍是天然氣計(jì)量主要手段之一。

     任何一種新型流量計(jì)多獲得工業(yè)化應(yīng)用和認(rèn)可都要?dú)v經(jīng)一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的過(guò)程,這也就意味著人們一方面對(duì)它的認(rèn)識(shí),另一方面流量計(jì)本身與應(yīng)用中所暴露出來(lái)的問(wèn)題,能否得到滿意的解決。就超聲流量計(jì)而言,仍有一些實(shí)際使用中的工作需要做,超聲流量計(jì)工業(yè)化試驗(yàn)試用還需要進(jìn)一步開展。盡管目前發(fā)布有AGA N09號(hào)報(bào)告,ISO發(fā)布有TR12765技術(shù)文件,我國(guó)也制定了相應(yīng)的GB/T18604標(biāo)準(zhǔn)。從工業(yè)化,標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用角度來(lái)看,超聲流量計(jì)要獲得工業(yè)上廣泛應(yīng)用,還應(yīng)當(dāng)解決以下四個(gè)方面問(wèn)題。

     從超聲流量計(jì)的結(jié)構(gòu)和測(cè)量原理來(lái)看,這種速度型流量?jī)x表可以實(shí)現(xiàn)“干標(biāo)"。這是因?yàn)榱髁坑?jì)腔體幾何尺寸D和聲道長(zhǎng)度尺寸L和X值(X代表傳感器間的軸向長(zhǎng)度),利用目前的測(cè)量技術(shù)及手段,幾何尺寸是可以獲得準(zhǔn)確測(cè)定。如果電子電路和傳感器的性能獲得準(zhǔn)確測(cè)量,傳感器組件的電氣特性穩(wěn)定并具有可互換性,那么“干標(biāo)"就可獲得實(shí)際的應(yīng)用。然而,目前仍沒(méi)有足夠技術(shù)措施和理由來(lái)證明這一點(diǎn),也就是未就“干標(biāo)"達(dá)成共識(shí)。當(dāng)前,在北美、南美、歐洲、對(duì)貿(mào)易計(jì)量的超聲流量計(jì)供需雙方都要求有足夠的測(cè)量精度,基于合同雙方這一要求,可信賴辦法還是要標(biāo)定。對(duì)于口徑較小的氣體超聲流量計(jì)(DN<300mm)利用目前國(guó)內(nèi)、外已建標(biāo)定裝置進(jìn)行標(biāo)定雖然可以辦到;對(duì)于口徑大于DN300,高壓大流量標(biāo)定裝置目前還很難辦到。從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā),將流量計(jì)從現(xiàn)場(chǎng)卸下來(lái)運(yùn)到標(biāo)定中心去標(biāo)定,對(duì)于用戶來(lái)講是一種極大的負(fù)擔(dān),而且每標(biāo)定一次費(fèi)用是相當(dāng)高的,相比之下大口徑流量計(jì)其費(fèi)用占有更高百分比。從制造廠角度來(lái)看,為了使流量計(jì)的測(cè)量誤差或系統(tǒng)誤差達(dá)到zui小,為了滿足精度,出廠前要進(jìn)行標(biāo)定,這將產(chǎn)生附加的產(chǎn)品成本。根據(jù)導(dǎo)由于管徑、壓力、投資及標(biāo)定系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用等多方面原因和所需考慮的條件,目前世界上很難找到有幾套裝置能標(biāo)DN300mm以上的超聲流量計(jì)。這無(wú)疑將制約大口徑超聲流量計(jì)的應(yīng)用和中小口徑超聲流量計(jì)的廣泛使用。鑒于這一情況,在選用超聲流量計(jì)一定要權(quán)衡利弊,特別是流量計(jì)定期標(biāo)定問(wèn)題。

    “干標(biāo)"與流量標(biāo)定不同,它不是利用標(biāo)準(zhǔn)表或參比表來(lái)檢查所用流量計(jì)的結(jié)果。為了解決這一問(wèn)題,為流量計(jì)廣泛使用鋪平道路,國(guó)外超聲流量計(jì)制造廠家致力于“干標(biāo)"法的研究。目前,一般出廠前無(wú)特別要求都是采用“干標(biāo)"法,主要包括:

    1、流量計(jì)幾何尺寸的檢定。為保證流量計(jì)的精度,聲道長(zhǎng)度L和聲道與介質(zhì)間夾角?是非常重要的基本參數(shù),控制測(cè)量公差將改善精度,這一點(diǎn)在目前條件下是可以采用高性能設(shè)備獲得。的幾何尺寸是提供電子線路組態(tài)的基礎(chǔ)。

    2、零流量檢查。當(dāng)沒(méi)有流量時(shí),流量計(jì)的示值應(yīng)當(dāng)為零,而且應(yīng)當(dāng)有良好的重復(fù)性。當(dāng)然,在測(cè)試時(shí)應(yīng)當(dāng)保證在熱穩(wěn)定環(huán)境中進(jìn)行。當(dāng)在現(xiàn)場(chǎng)管路中進(jìn)行時(shí),應(yīng)將流量計(jì)上下游閥門處于關(guān)閉狀態(tài)下進(jìn)行,保證閥門不漏,避免流量計(jì)處于日光暴曬下。

    3、電子線路與探頭(傳感器)性能測(cè)試。一方面是檢測(cè)其性能指標(biāo)是否符合設(shè)計(jì)規(guī)定要求,更重要是復(fù)核其性能指標(biāo)穩(wěn)定性,即電子部分的穩(wěn)定度是否滿足要求。電子線路和探頭性能穩(wěn)定度是超聲流量實(shí)現(xiàn)“干標(biāo)"和探頭具有良好互換性的關(guān)鍵。這也是目前能否實(shí)現(xiàn)“干標(biāo)"的主要矛盾。

    4、聲速/聲程標(biāo)定,當(dāng)氣體的溫度、壓力和氣體組分保持不變時(shí),不管流量多少,聲速將是恒定值。為了獲得準(zhǔn)確的聲速值,流量計(jì)用一種帶恒壓和已知組分的氣體。在工廠條件下,一般要按用戶提供組分進(jìn)行這一標(biāo)定是很困難,能辦到費(fèi)用也很高,況且一般用戶在實(shí)際使用流量計(jì)時(shí)組分是有變化的。為此,在工廠內(nèi)一般是采用諸如純N2氣(99.995%)來(lái)進(jìn)行這一工作。看來(lái)研究壓力、溫度及組分變化而帶來(lái)影響和修正是十分必要的。

    目前,國(guó)外主要超聲流量計(jì)廠家會(huì)同有關(guān)研究部門開展“干標(biāo)"的試驗(yàn)研究工作,取得了一定的成果,但要作為一種可信賴和標(biāo)準(zhǔn)化的方法列入*的標(biāo)準(zhǔn)中還需要進(jìn)行大量研究驗(yàn)證。

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