电磁流量计和超声流量计在线验证

2020-02-24 05:58:13 来源: 丽水信息港

电磁流量计和超声流量计验证

电磁流量计和超声流量计的流量量值平日在制造厂流量实验室的流量标准装配上实流校准,传递量值。然而在现场流动和应用前提偏离校准时的参比工作前提下,为探知现场前提也就是对测量体系(包含流量仪表、前后连接收、介质流动状况等)的测量精确度,或者贸易交代计量请求短距离周期检定,以及不许可停役管线离线校准的场合,须要校准。

流量仪表的校准是在现场测量前提下将流经待校准仪表的流体临时接入固定式(或移动式)流量标准装配或标准计量器具进行比较。除校准最高层次外,还有比对和验证两个层次。

流量仪表比对的工作办法和 校准 类似,只是在某些方面达不到 校准 规定,请求相对低些,如只与精度等级邻近的参比测量计比拟。流量仪表验证是采取间接检查(验)的办法,评估或验证仪表的流量测量值等机能仍保持或跨越原校准机能的范围,为是否仍可持续应用或需进一步检查供给根据。

1 校准和比对

流量仪表的标准,其校准前提(即流体物性、操作前提、安装和情况前提)平日是在与现场实际应用前提充分一致的情况下进行的。常用办法如图1所示。

图1 流量校准办法体系

1.1 流量标准装配法

本办法起首在能源工业摸索实践,当前已在原油和天燃气的贸易交代计量中广泛应用,例如原油交代计量根本上实如今现场用基地式或移动式标准体积管校准;天然气交代计量采取临界流文丘里喷嘴(音速喷嘴)校准,实例请参阅文献[1]。

流量仪表比对所采取的办法,年夜体上和流量标准装配法校准类似,有容器衡器比对法、参比流量计比对法和外夹装换能器超声流量计比对法等,文献[1]也有扼要解释。

1.2 示踪法

示踪法校准流量仪表技巧在国际上已相当成熟,早在上世纪70年代就揭橥了国际标准ISO2975-()《封闭管道中水流量测量-示踪法》和ISO4053-(1、4)《封闭管道中气体流量测量-示踪法》,其工作道理有两类:一是恒速注入法(也称稀释法);二是瞬时注入示踪剂的传输时光法。传输时光示踪法也可应用在流、非满管流或疑有沉淀物满管流的流量校准。传输法测量满管流液体,在优胜前提下有望获得0.5%的测量精确度,测量气体为0.7%。

上世纪80年代,江都水利工程治理处和武汉水利电力学院应用稀释法(食盐浓度)校准DN1.6~3m水泵进水流道差压流量测量的系数。四个泵站实测成果注解流量极限误差一般在2.5%~4%之间[2]。

芬兰Oy lndmeas Ab公司宣布用传输时光示踪法校准70余台测量污水满管和非满管电磁流量计、文丘里流槽的申报[4]。美国Kurz公司在技巧交换会上称:用SF6示踪剂校准测量烟道排放气的金氏定律热式流量计的流量[5]。

1.3 速度面积法

本法也是校准的经典办法,亦有国际标准可咨遵守,有ISO3354《封闭管道中干净水流量测量-在满道中和规矩流动前提下采取流速计的速度面积法》和ISO3966《封闭管道中流体流量测量-采取皮托静压管的速度-面积法》。

上世纪60年代日本就曾在水电站现场用流速仪13个测量点,校准DN1000年夜管径电磁流量计。日本当时还没有具备相符请求的年夜型水流量标准装配。

江都泵站曾按ISO标准规定地位安排26台流速计,测量年夜型水泵3.5mxl.5m矩形出水流道平均流速,以校准用差压法测量泵进水道差压的流出系数,测量流速在1.2~1.3m/s之间。时代还用食盐浓度法校准流速计面积法,在实验过程中再用食盐浓度法复核流速计面积法的数据[3]。量值传递流程如图2所示。

图2 量值传递流程

2 验证

当校准和比对两种办法都不克不及实施时,只能退而采取验证,其办法年夜体上有:物料均衡法、热量均衡法、设备才能估算法和其他参量评估法等。

2.1 物料均衡法

本办法是应用测量体系中流入体系各流量计所测流量值的总和与流出体系各流量计测量值的总和相等,或其差值在合理范围内。例如应用于工程交工验收时验证相干流量计测量成果,水厂出水总管流量和各输送分担总和之间的验证。

2.2 热量均衡法

将与被测流量相接洽关系的数据代入热量均衡方程式,计算出流量理论值,以验证流量测量值。例如锅炉除氧器蒸汽消费量以进水流量和水升高温度,以热量均衡计算验之[6]。

2.3 设备才能估算法

根据相干设备才能估算流量的一种办法。例如供水企业测量输水泵扬程,按泵的扬程-流量(h一q)特点估算输水量。

2.4 其他参量评估法

本办法是在考验流量计流量旌旗灯号以外其他流量测量要素的参量,是否仍保持在原校准流量时的许可范围内,评估验证所测流量的精确性。如下文两节所述考验电磁流量计的磁场强度和测量超声流量计的声速。

,风速仪是测量空气流速的仪器。它的种类较多,气象台站最常用的为风杯风速计; 3 电磁流量计验证

电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律测量导电流体流量的仪表,感应电动势E即流量旌旗灯号正比于磁感应强度B和被测平均流速V,即

E=KBDV (1)

式中:K为系数;D为测量管内径,均为常值。

若能证实测量要素B仍保持在原校准流量时的允差范围内,且证实没有影响流量旌旗灯号的其他晦气身分(如旌旗灯号回路绝缘电阻降低),就可确认所测流量值仍保持原有机能的值。为证实B保持原值,应考验励磁线圈电阻/绝缘以及励磁电流,评估B;检查电极旌旗灯号电路绝缘优胜,证实流量旌旗灯号没有被分流;测量电极接液电阻,评估电极外面状况是否妨碍正常测量;检查测量各部件绝缘电阻以断定零部件劣化程度;再以模仿旌旗灯号器及其他通用仪器检查转换器无缺性。这些检查项目如表1所示,文献「7]有具体的阐述。

基于这些由制造厂售后办事和现场应用维修工程师们积聚的检查和验证办法,上世纪90年代中期国外开辟了专用仪器和软件,实施电磁流量计的检考验证,如贸易名Calmaster(ABB公司),Magcheck(Krohne公司)的仪器,但只能用于本企业仪表。国内也有电磁流量计制造厂正在开辟这类仪器。

表1 电磁流量计检查项目

序号

检查项目

解释

1

整机

零点

配套检查

2

连接电缆

绝缘电阻、导通性

3

转换器

绝缘电阻(供电回路)

4

校准

5

流量传感器

励磁线圈铜电阻

6

励磁线圈绝缘电阻

7

电极接液电阻

8

旌旗灯号电路绝缘电阻

9

励磁电路和旌旗灯号之间绝缘电阻

10

电极和衬里外不雅

11

电极绝缘电阻

可停役管线实施

中国城镇供水协会设备工作委员会组织水厂、仪表制造厂、计量测试单位编写《电磁流量计校准规程》,规范水务业内电磁流量计检证的操作,以解决当前装用仪表的检考验证。

4 超声流量计的验证

超声流量计是应用向流动的流体发射超声波,传播时承载上流体流速的信息,予以接收并检测流体流速的仪表。应用于石油和天然气业储运交代的超声流量计是以超声波在流体内顺逆两个偏向传播,应用传播速度差与流体流速之间的关系,求取流体流量。如安剖断运行中超声流量计的测量精确性,在天然气应用中人们应用实测声速这一参量与从测量气体或成分计算所得声速(即从超声流量计外获得的参比量)进行比较,验证超声流量计;在海上FPSO(floating production storage and offloading)平台上应用两台串接超声流量计,分析所测流量和声速的统计数据,判析仪表的运行状况。

4.1 计算声速和实测声速比较、验证[8]

自1998年美国燃气协会提出ACA第9号申报《多声道超声流量计测量燃气》以来,多声道超声流量计应用于天然气交代计量日益增长。交代计量请求经常检查测量精确性。

Daniel多声道超声流量计的用户超声接口CUI(customer ultrasonic interface)软件对仪表作内部诊断,包管运行优胜。然而这些检查诊断还没有与外界任何一个参比量比较;还不克不及断定是否测量精确,还须要一个外界参比量。超声在流体中传播时光是仪表求取流速的原始测量,传播时光和仪表输出以及所测声速也不精确,热像仪具有多功能,高清晰度及高性能的特点,是以周期性地用外界自力的参比声速与超声流量声速比较,以考验超声流量计机能。

这一参比声速是以气相色谱仪所测天然气成分和及时压力/温度按AGA第10号申报《天然气和其他相干气相烃的声速》经流量计算机计算获得,与超声测量计所测声速持续地比较。

图3所示是由流量计算机分别计算每隔10min实测声速和计算声速平均值的记录例。若两者误差跨越设定值将发出旌旗灯号,以引起注目。

图3 实测声速与计算声速比较

4.2 分析统计数据

巴西IPT技巧研究所揭橥文章,报道分析串接在FPSO平台上两台雷同型号DN600五声道超声流量计发送石油的流量和声速统计数据,以验证交代计量的运行状况[9]。

两台仪表中一台日常贸易交代计量仪表由另一台参比表(master meter)核查和校验。图4所示是贸易计量仪表流量在4000~5500m3/h时的校验记录,变更在原校准仪表系数的士0.180% 范围内,最年夜变更为0.090%,标准误差为0.045%。

图4 贸易计量仪表系数校验记录

用两台雷同型号超声流量计核查校验,成果显示仪表系数在1.000邻近变更很小,可解释为两种可能性:

① 计量仪表和参比表两者均没有漂移,这是年夜多半的可能事宜;

② 计量仪表和参比表以雷同方法和雷同偏向漂移,这在测量体系短时工作仪表系数变更0.090%的前提下,是小概率事宜,或视为弗成能事宜。

再从计量仪表与参比表五个声道的各声道间,求取声速比值考察仪表的稳定性,表2摘录流量在5500m3/h时的声速比,五个声道两仪表声速比变更最年夜为0.006%。

从上述统计数据分析解释,在203年10月31日到2004年1月26日时代两台仪表运行是十分稳定的,反复性和再现性也没有明显变更。

表2 参比表和计t仪表声速比值

声道

声速比

平均值

标准误差

声道1

1.00868

0.00344%

声道2

1.00436

0.00352%

声道3

1.00055

0.00370%

声道4

1.00030

0.00341%

声道5

0.99730

0.00367%

测试次数

1294P,

4.3 国度检定规程中的规定

我国, 正在制订《超声流量计检定规程》的 附录D超声流量计的应用中检测 也规定用声速复核和验证应用中的仪表,规定每次实验流量点每条, 声道的计算值与前一次计算一致,误差不得年夜于3%。

5 停止语

流量仪表可以行之有效地实施校准比对,烟气分析仪广泛适用于各种工业燃烧设备的维护与监测,电磁流量计和超声流量计的实践解释,流量仪表还可以经由过程检查流量旌旗灯号以外的相干参量,评估或验证在检定周时代的运行状况,或据此延长仪表的检定周期。

国外已有若干企业专业为客户校准或验证流量仪表;国内也有若干单位正在开展这类营业,我们信赖此营业往后将会获得更好的成长。

超声波流量计

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