流量計:蒸汽流量計|污水流量計|明渠式流量計|電磁流量計|靶式流量計|渦街|渦輪|流量積算儀

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6.2.3流量測量系統示值準確性的現場驗證

    上面所說的容積法、稱量法和標準表法三種現場校驗的方法,在交工驗收時并不經常使用,因為費力費工,十分麻煩,實際交工驗收時首先用到的是對各有關流量計的測量結果進行驗證,只是在發現較大誤差而用其他方法又查不出原因所在時,才對重點懷疑的流量計進行校驗。

流量測量系統示值準確性的現場驗證經常采用物料平衡法、熱量平衡法、設備能力法等。

  (1)物料平衡法    流體從封閉管道的一端連續地流到另一端,在管道內充滿被測流體而且工況穩定的條件下,可忽略管道中物料滯流量的變化,因而在管道的始端和末端所測量到的流體總量應是相等的。物料平衡的驗證方法就是利用這一原里進行的。

  ① 一根管道兩套表。在生產和經營活動中,一根管道上串聯裝有兩套計量表的情況并不少見。

a.       用于物料交接的一根管道上,交接雙方各裝一套計量表。

b.       在火力發電廠,鍋爐出口和汽輪機進口一般都裝有蒸汽流量計,在采用一爐對一機運行方式時,也存在一根管道兩套表的情況。

c.       在火力發電廠,氣輪機背壓引出的蒸汽一般都裝有流量計,低壓蒸汽總管上也裝有流量計,在氣輪機只有一臺運行時,總管上的蒸汽流量應與氣輪機出口流量相等(假定減溫減壓系統停用)。

一根管道上的兩套流量計,一段時間內所計的總量應相等,這是常識。在利用這一關系驗證兩套表的測量結果時,應注意兩套表之間的管路上不應有泄漏,也不應有引入物料或引出物料的支管存在。如果兩套流量計相距較遠,應注意物料在管道中輸送時工況是否已發生了變化,例如飽和蒸汽在管道中經長距離輸送后,其中一部分蒸汽因損失了熱量而變成水,如果下游的一臺流量計是渦街流量計,因為它對水不響應,因而導致下游的一套流量計示值明顯低于上游的一套流量計。

②各分表示值之和同總表示值相等。居民家用電度表往往采用大表拖小表的做法,即一幢樓房裝有一臺總表,樓房中的每個家庭各裝一臺分表,各分表所計總和,應與總表一致,否則就會有表計不準或偷電之嫌。

在流量計量方面,也普遍存在著分表與總表的關系。要做到各分表示值之和(總量)同總表示值(總量)基本相符,在許多情況下難度較高,這不僅同儀表本身的品質有關,還同設計條件的準確性、儀表選型、測量范圍選定、儀表安裝質量、環境條件、實際流量變化范圍等密切有關,任何一個環節存在問題都會使平衡數據大相徑庭。

平衡差允許值同流體類型和儀表精確度等級有關,對于蒸汽來說,如果使用的都是渦街流量計(1.5級),驗收方完全有理由提出平衡差絕對值≤3%的要求。各臺流量計示值與各自的滿量程流量之比較高時,達到這一要求并不困難,但在流量相對較低時,達到這一要求很不容易。

在流量計選型和選定測量范圍時,口徑選得過大,測量上限取得過高的情況并不少見,待儀表投入運行后發現實際流量比預計的小得多,有的甚至進入“小信號切除”區間,從而導致測量誤差增大。

例1   流量測量范圍選定不合理引出的問題

某儀表公司在中國第一高樓內建立蒸汽計量網時,鍋爐總共有4臺,冬季開其中的3臺,總蒸發量28t/h左右,但到了夏季,整個蒸汽網的消耗量才2t/h。如此大的變化范圍為流量計提出了非常高的要求。例如有一臺分表,管道為DN300,建筑設計院提供的數據是20t/h蒸汽,于是據此選用了DN200渦街流量計,其最小可測流量為2.1t/h,(流量為 飽和蒸汽)。儀表投入運行后,冬季最大流量也只有4t/h多一些,不到設計院所提供條件值的1/4。夏季到來后,該路流量更小,有時甚至低于切除點600kg/h,引起分表示值之和和比總表示值小30%左右,后來業主單位根據實際運行數據對設計條件作了調整,改用DN80的渦街流量計來測量該路流量,使計量精確度有了保證,從而使低負荷運行條件下流量計計量數據平衡差≤4%R,滿足了委托方的要求。

③根據質量平衡關系對計量數據作了判斷。質量平衡是自然界的基本法則,在生產過程中也不例外,大到一個生產系統,小到一個生產設備,采出物料總量總是同投入物料總量相等。例如單一進料的精餾塔,頂底出料之和同進料量相等,鍋爐發汽流量同鍋爐進水流量平衡等。但在作鍋爐汽水平衡計算時,應考慮汽水采樣損失、泄漏損失、蒸汽帶水損失以及下氣包排污損失等。還應考慮汽包壓力和水位的變化引入的汽包存水量的變化。為了消除這些因素對平衡計算的影響,一般做法是在測試期間停止排污,流量累積值讀數時,汽包壓力和水位應在規定范圍內。

在根據物料平衡關系對流量計計量數據進行平衡計算時,應注意流體工況的變化,并不能肯定與平衡計算有關的各臺流量計誤差為零,但是沒有理由說流量計不準,因為計量數據符合物料平衡的規律。

在用物料平衡法對相互有關系的流量計進行驗證時,應注意流體工況的變化,有時候就是由于流體工況的差異,引起儀表測量誤差,或者流體工況已經有很大變化了,運行人員仍然按照變化之前的數量概念來估算流量值。下面就是這方面的兩個實例。

例2  流體溫度變化引起流量測量誤差

青島某廠的一臺220t/h鍋爐,發汽流量和進水流量均用孔板流量計測量,鍋爐長期以來一直滿負荷運行,但有一個不解之謎,即發汽流量總是比鍋爐進水流量與減溫水流量之和高2%左右。照理說根據差壓式流量計測量結果計算出來的平衡差能達到≤2%已屬不易,但運行人員仍不滿意。于是儀表人員對孔板計算書進行復算,對各臺儀表進行復驗,對儀表安裝進行檢查均未發現問題。最后要求儀表制造廠作解釋。于是有關人員對這兩個測量系統方方面面的情況作了較全面到的調查。最后,當問及流體實際運行工況同孔板計算書中的設計工況是否偏離時,運行人員解釋除氧水溫度因故比設計條件低50℃,而這一偏離在進水流量表中既未作相應的修正,也未引入溫度補償。由于溫度的這一偏離,使流體實際密度增大4%,進水流量計偏低2%是理所當然的事。

例3  液體溫度升高,體積膨脹,體積流量相應增大

江蘇某化工廠兩臺DN100電磁流量計分別測量兩根管道的兩種稀酸,匯合后進入總管,并由DN200mm電磁流量計計量總流量。使用單位向儀表制造廠反映總表流量為分表流量之和的120%~130%,認為3臺儀表均不準確。經現場了解,管道壓力為0.6MPa絕對壓力,兩分管液體溫度為30℃,混合液體進入總表前經反應器熱交換,溫度升高到180℃。假定稀酸的溫度體積膨脹系數與水相近,從30℃升高到180℃體積增加約12%,可判定總表和分表總和之間讀數差主要是液體溫度變化所致。此外,0.6MPa絕對壓力

 

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