流量计:蒸汽流量计|污水流量计|明渠式流量计|电磁流量计|靶式流量计|涡街|涡轮|流量积算仪

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6.2.3流量测量系统示值准确性的现场验证

    上面所说的容积法、称量法和标准表法三种现场校验的方法,在交工验收时并不经常使用,因为费力费工,十分麻烦,实际交工验收时首先用到的是对各有关流量计的测量结果进行验证,只是在发现较大误差而用其他方法又查不出原因所在时,才对重点怀疑的流量计进行校验。

流量测量系统示值准确性的现场验证经常采用物料平衡法、热量平衡法、设备能力法等。

  (1)物料平衡法    流体从封闭管道的一端连续地流到另一端,在管道内充满被测流体而且工况稳定的条件下,可忽略管道中物料滞流量的变化,因而在管道的始端和末端所测量到的流体总量应是相等的。物料平衡的验证方法就是利用这一原里进行的。

  ① 一根管道两套表。在生产和经营活动中,一根管道上串联装有两套计量表的情况并不少见。

a.       用于物料交接的一根管道上,交接双方各装一套计量表。

b.       在火力发电厂,锅炉出口和汽轮机进口一般都装有蒸汽流量计,在采用一炉对一机运行方式时,也存在一根管道两套表的情况。

c.       在火力发电厂,气轮机背压引出的蒸汽一般都装有流量计,低压蒸汽总管上也装有流量计,在气轮机只有一台运行时,总管上的蒸汽流量应与气轮机出口流量相等(假定减温减压系统停用)。

一根管道上的两套流量计,一段时间内所计的总量应相等,这是常识。在利用这一关系验证两套表的测量结果时,应注意两套表之间的管路上不应有泄漏,也不应有引入物料或引出物料的支管存在。如果两套流量计相距较远,应注意物料在管道中输送时工况是否已发生了变化,例如饱和蒸汽在管道中经长距离输送后,其中一部分蒸汽因损失了热量而变成水,如果下游的一台流量计是涡街流量计,因为它对水不响应,因而导致下游的一套流量计示值明显低于上游的一套流量计。

②各分表示值之和同总表示值相等。居民家用电度表往往采用大表拖小表的做法,即一幢楼房装有一台总表,楼房中的每个家庭各装一台分表,各分表所计总和,应与总表一致,否则就会有表计不准或偷电之嫌。

在流量计量方面,也普遍存在着分表与总表的关系。要做到各分表示值之和(总量)同总表示值(总量)基本相符,在许多情况下难度较高,这不仅同仪表本身的品质有关,还同设计条件的准确性、仪表选型、测量范围选定、仪表安装质量、环境条件、实际流量变化范围等密切有关,任何一个环节存在问题都会使平衡数据大相径庭。

平衡差允许值同流体类型和仪表精确度等级有关,对于蒸汽来说,如果使用的都是涡街流量计(1.5级),验收方完全有理由提出平衡差绝对值≤3%的要求。各台流量计示值与各自的满量程流量之比较高时,达到这一要求并不困难,但在流量相对较低时,达到这一要求很不容易。

在流量计选型和选定测量范围时,口径选得过大,测量上限取得过高的情况并不少见,待仪表投入运行后发现实际流量比预计的小得多,有的甚至进入“小信号切除”区间,从而导致测量误差增大。

例1   流量测量范围选定不合理引出的问题

某仪表公司在中国第一高楼内建立蒸汽计量网时,锅炉总共有4台,冬季开其中的3台,总蒸发量28t/h左右,但到了夏季,整个蒸汽网的消耗量才2t/h。如此大的变化范围为流量计提出了非常高的要求。例如有一台分表,管道为DN300,建筑设计院提供的数据是20t/h蒸汽,于是据此选用了DN200涡街流量计,其最小可测流量为2.1t/h,(流量为 饱和蒸汽)。仪表投入运行后,冬季最大流量也只有4t/h多一些,不到设计院所提供条件值的1/4。夏季到来后,该路流量更小,有时甚至低于切除点600kg/h,引起分表示值之和和比总表示值小30%左右,后来业主单位根据实际运行数据对设计条件作了调整,改用DN80的涡街流量计来测量该路流量,使计量精确度有了保证,从而使低负荷运行条件下流量计计量数据平衡差≤4%R,满足了委托方的要求。

③根据质量平衡关系对计量数据作了判断。质量平衡是自然界的基本法则,在生产过程中也不例外,大到一个生产系统,小到一个生产设备,采出物料总量总是同投入物料总量相等。例如单一进料的精馏塔,顶底出料之和同进料量相等,锅炉发汽流量同锅炉进水流量平衡等。但在作锅炉汽水平衡计算时,应考虑汽水采样损失、泄漏损失、蒸汽带水损失以及下气包排污损失等。还应考虑汽包压力和水位的变化引入的汽包存水量的变化。为了消除这些因素对平衡计算的影响,一般做法是在测试期间停止排污,流量累积值读数时,汽包压力和水位应在规定范围内。

在根据物料平衡关系对流量计计量数据进行平衡计算时,应注意流体工况的变化,并不能肯定与平衡计算有关的各台流量计误差为零,但是没有理由说流量计不准,因为计量数据符合物料平衡的规律。

在用物料平衡法对相互有关系的流量计进行验证时,应注意流体工况的变化,有时候就是由于流体工况的差异,引起仪表测量误差,或者流体工况已经有很大变化了,运行人员仍然按照变化之前的数量概念来估算流量值。下面就是这方面的两个实例。

例2  流体温度变化引起流量测量误差

青岛某厂的一台220t/h锅炉,发汽流量和进水流量均用孔板流量计测量,锅炉长期以来一直满负荷运行,但有一个不解之谜,即发汽流量总是比锅炉进水流量与减温水流量之和高2%左右。照理说根据差压式流量计测量结果计算出来的平衡差能达到≤2%已属不易,但运行人员仍不满意。于是仪表人员对孔板计算书进行复算,对各台仪表进行复验,对仪表安装进行检查均未发现问题。最后要求仪表制造厂作解释。于是有关人员对这两个测量系统方方面面的情况作了较全面到的调查。最后,当问及流体实际运行工况同孔板计算书中的设计工况是否偏离时,运行人员解释除氧水温度因故比设计条件低50℃,而这一偏离在进水流量表中既未作相应的修正,也未引入温度补偿。由于温度的这一偏离,使流体实际密度增大4%,进水流量计偏低2%是理所当然的事。

例3  液体温度升高,体积膨胀,体积流量相应增大

江苏某化工厂两台DN100电磁流量计分别测量两根管道的两种稀酸,汇合后进入总管,并由DN200mm电磁流量计计量总流量。使用单位向仪表制造厂反映总表流量为分表流量之和的120%~130%,认为3台仪表均不准确。经现场了解,管道压力为0.6MPa绝对压力,两分管液体温度为30℃,混合液体进入总表前经反应器热交换,温度升高到180℃。假定稀酸的温度体积膨胀系数与水相近,从30℃升高到180℃体积增加约12%,可判定总表和分表总和之间读数差主要是液体温度变化所致。此外,0.6MPa绝对压力

 

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