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6.2.2流量测量系统的现场校验(续2)

    当被测流体为气体时,情况要复杂一些。因为气体温度膨胀系数大,又容易被压缩,当其状态偏离标准状态较远时,还需进行压缩系数修正。被校表的类型有多种,标准表的类型也可以有多种,对于直接式质量流量计,其示值不受流体状态影响,而其他类型仪表,必须进行流体温度、压力、压缩系数补偿。测压点的位置要求也有很大差异,例如,涡街流量计要求装在流量传感器下游数倍管径的管道上;孔板流量计要求装在节流装置正端取压口处;其他原理流量计,大多数要求装在流量计上游管道上。因此,如何处理被校表和标准测量数据,应按相应的仪表说明书,得到被校表和标准表的示值后,按式(6.15)计算被校表误差。

   c.运用标准表法时应注意的事项。在用标准表法对现场流量计进行校验时,由于被校流量计和标准流量计安装在同一根管道上,而且相隔距离又很近,两台表很容易相互影响引起误差增大,甚至无法工作。例如,用科氏力质量流量计对现场的一台科氏力质量流量计进行校验时,两台仪表都应用支架固定牢固,如果两台表的振动相互干扰难以消除,可在两台表之间用一段挠性管连接。

   在用旋转式容积流量计作标准表对涡街流量计等进行校验时,应注意旋转式容积流量计工作时可能引发的流动脉动对被校表的影响。

   容积流量计中的椭圆齿轮式、腰轮式、旋转活塞式等,由于其工作原理的特性,工作时会引发一定幅值的流动脉动,图6.17所示为文献[10]所提供的椭圆齿轮流量计和腰轮流量计角速度变化情况。角速度的变化引发流动脉动,作用在涡街流量计等流动脉动非常敏感的仪表上,导致其示值明显偏高。解决这一问题的方法一是避免采用容易引发流动脉动的标准表,二是在两台表之间增设阻尼器,如本章第6.1.3节所述。

                              图6.17 角速度变化

⑤用夹装式超声流量计进行校验。上面所述的三种方法具体实施时,最重要的是注意安全,包括人生安全和生产流程的安全。三种方法都不适用于高温高压流体、易燃易爆流体、强腐蚀流体以及有毒有害流体。至于生产流程的安全,主要是校验时不要影响生产的正常进行,不要对产品产量、质量以及环境造成影响。本节所介绍的用夹装式超声流量计进行现场校验,在安全方面具有独特的优点。因为超声探头被夹装在管道外面,对管道内流体的流动毫无影响,因此对生产安全和人身安全无直接影响。

用超声流量计对流量计进行现场校验,从方法来分类仍属标准表法,但是超声流量计的实际准确度多半达不到规程要求,例如单声道时差法超声流量计,流速精确度为读数值的0.5%~1%,再计入流通截面积求取的误差、传感器安装距离误差等不确定性很大,所引起的流量误差更大,所以也只能称为比对或验证。

在用超声流量计对被校流量计进行现场校验时应注意以下各点。

a.管道中流体的雷诺数ReD对超声流量计的示值有影响,在ReD≥5000后,仪表才能稳定指示。所以流速太低时,不宜使用。

b.管道内流体流速分布不均匀,对仪表示值影响较大。如果换能器安装位置上、下游存在弯头、异径管、阀、泵或管道内有阻流物等,流体形成横向二次流,流速分布偏离,在直管段长度不够时,测量精确度下降,在有旋涡的情况下甚至不能测量[11]。

图6.18所示为上游有90°弯管,不同直管段长度的测量误差,共3组试验数据。

c.管道内径和壁厚尺寸必须实际精确测量,不能用名义值代替。据富士电机公司资料介绍,管道内径误差±1%,会引起约±3%的流量误差[11]。

d.注意管道内壁沉积结垢,因为这使得声道偏离原预设的声道,也改变了流通截面积。有的旧管道结垢严重或气皮,以致无法正常测量流量。

e.换能器安装在水平管道上时,为避开管道顶部可能存在的气隙和底部可能沉积的泥沙或其他固形物,应尽可能安装在水平成±45°角的位置,如图6.19所示。

  图6.18上游直管段的影响                     图6.19 换能器安装位置

f.换能器不能安装在管道焊缝或法兰安装处,如图6.20所示。

                         图6.20  安装避开焊缝和法兰

g.保证直管段长度。为了消除流速分布不均匀对示值的影响,各生产厂家都规定了上、下游直管段的下限长度。例如富士电机产品规定上游直管段为10D以上。如果上游有泵、阀等设备,则要求30D以上。实际上这一规定只适用于流速在2m/s以下的90°弯管和流体自然流下的场合,如图6.21所示。如果流速超过2m/s,要求直管段的长度为上述规定的1.5~2倍。

                            图6.21  直管段基本要求

 

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