影响涡轮流量计使用测量精度的因素有哪些

Question

如题所述

Answer 1

涡街流量计准确计量的几点重要要素
一、蒸汽流量计的密度补偿要科学准确：
为了正确计量蒸汽的质量流量，必须考虑蒸汽压力和温度的变化，通过流量积算仪对蒸汽密度进行补偿。测量蒸汽温度的铂电阻一定要规范安装：测温铂热电阻插入管道中心位置、铂热电阻安装在流量计下游的5倍管径处、安装铂热电阻的管道位置采取保温措施等，确保测得的温度数值准确。在蒸汽压力的测量中一定要注意，如果采用引压管引压，必须进行零点迁移（因为引压管内冷凝水的重力作用会使压力变送器测量到的压力与实际压力之间出现一定的差值，引起密度补偿的误差），蒸汽流量计也可在流量积算仪内进行修正。压力变送器安装在涡街流量计下游的4倍管径处，压力变送器前的阀门、密封垫应完好畅通，以保证蒸汽压力的准确测量。如果采用设定压力、温度进行补偿，所设定的数值应力求接近实际，否则误差很大，一般不建议采用。
在流量积算仪中要正确设定涡街流量计的运行状态，这对蒸汽费用的正确计算至关重要。对于蒸汽状态不好明确判断的使用场合，建议采用智能型流量积算仪，配合铂电阻、压力变送器进行温度、压力补偿，这样所计量的蒸汽质量流量最准确。
二、蒸汽流量计上下游直管段的正确安装
对于传统的涡街流量计，其前后安装直管段要求分别为20倍管径和5倍管径（这是流量计的前面无阀门等障碍物的技术要求；有障碍物还要增加直管段，具体见厂家的说明书）。如果上下游直管段不够，就会导致管道内蒸汽流动未充分发展，在流速分布剖面发生畸变。用户可通过在蒸汽流量计前安装流动调整器或增加直管段来调整管道的流速分布，使蒸汽流量计处的流体为充分发展状态。对于一些大口径蒸汽流量计，满足上下游直管段的安装要求更为重要。
三、涡街流量计的量程比要合理
量程比是指一个流量计在能确保给定的准确度范围内，所能测量的最大流量和最小流量之比。用户要根据自己的实际使用量选择流量计，理论上待选蒸汽流量计的量程要完全覆盖用户的使用量程。超过流量上限和低于流量下限使用都会造成蒸汽流量计计量的严重不准。比如：实际平均流量为5t/h的涡街蒸汽流量计，一般应选择口径为150mm的涡街流量计，但是当流量降低到0.3t/h或超过15t/h时，流量计就会出现严重计量失准。
四、现场存在的振动和电磁干扰应避免
蒸汽计量中应用最多的涡街流量计受设计原理的影响，对机械振动比较敏感，计量结果易受振动干扰，应对蒸汽流量计前后管段作可靠的支撑设计，加装振动缓冲部件，如管道振动不可避免，应选用抗干扰能力相对强的蒸汽流量计（如气体超声波流量计、智能式涡街流量计、差压式流量计等）。如果蒸汽流量计现场存在振动干扰，就会对在用的涡街蒸汽流量计产生低频率的脉冲信号影响，蒸汽流量计就会将这些脉冲作为流量信号传递给流量积算仪，形成累计流量，导致部分涡街蒸汽流量计在一段时间不用蒸汽的情况下仍然会有一定量的数值累计。这就是“不用汽而流量计走字”的原因，因此蒸汽用户在不用蒸汽的情况下，也要与供汽单位共同记好表底，防止蒸汽流量计“空跑”。
五、定期依法检定很重要
《计量法》和GB17167-2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》中明确说明：强制检定的计量器具和能源计量器具应定期检定，凡经检定不符合要求的计量器具一律不准使用。蒸汽流量计必须定期检定，这是保证蒸汽流量正确计量的前提。因此，广大用户每年都要将使用的蒸汽流量计等送到当地法定计量技术机构进行计量检定。如果蒸汽流量计检定合格，而实际使用却感觉“计量不准”，这时用户就要从仪表是否正确安装、选型、仪表运行状态设置、外界干扰、蒸汽的实际状态是否有变化等方面寻找解决问题的方法。

Answer 2

流量计的选型直接影响其测量精度。应根据使用条件及测量介质的特性选择合适量程比、精度等级、公称直径、工作压力的智能气体涡轮流量计，实现流量的温度、压力补偿和压缩因子修正。
流量计的安装方式对其测量精度也有影响。流量计对安装点的上下游直管段有一定的要求，否则会影响测量精度。
智能气体涡轮流量计必须水平安装在等径直管道上，管道倾斜度必须控制在5°以内，安装时流量计轴线应与管道轴线同心，流向要一致。智能气体涡轮流量计的上游管道应为长度不小于10D（D为管道内直径）的等径直管段，下游管道应为长度不小于5D的等径直管段［1］；若流量计安装点的上游有渐缩管，流量计上游管道应为长度不小于15D的等径直管段，下游管道应为长度不小于5D的等径直管段；若流量计安装点的上游有渐扩管，流量计上游管道应为长度不小于18D的等径直管段，下游管道应为长度不小于5D的等径直管段；若流量计安装点上游在同一水平面内有90°弯头，流量计上游应有长度不小于20D的等径直管段，下游应有不小于5D的等径直管段。
在智能气体涡轮流量计中，涡轮高速转动，叶片及轴承容易磨损，需要定期校验，其润滑十分重要。应加强流量计的管理维护，及时给流量计补充润滑油，减小流量计的磨损，提高测量精度。
2.4 天然气的洁净度
天然气无润滑性，若含有少量油污和固体颗粒物，容易造成轴承磨损及叶轮卡住，从而影响测量精度。应提高天然气的洁净度，可通过过滤、脱硫、脱水，除去天然气中的固体颗粒物、油污、水分及腐蚀性成分。
2.5 流体的脉动效应
流量计参比条件下的精度是基于定常流，定常流是在测量管段中流量不随时间而变化的一种流动状态。实际上所有的管道内流动都是不稳定的，无论层流状态还是湍流状态，总存在各种干扰。天然气计量过程中其压力、速度等会不停地发生变化，从而产生脉动效应。天然气计量末端一般为用户，脉动效应多由旋转式或往复式压缩机、鼓风机的运行产生。同时管道中流体的共振和流量控制设备的周期振荡，例如控制阀的振荡，也是脉动效应的主要起因。导致涡轮流量计产生误差的主要因素是脉动流的频率（简称脉动频率），脉动频率越小，结果越接近真值；脉动频率越大，结果误差越大［2］。脉动流出现时，流量计显示的流速往往远大于真实流速，出现正误差，相对误差最大可达50%［3］。
脉动流出现的原因主要有：①管路中存在阻流件，包括调压装置、过滤装置、弯头、阀门等。②下游用户用气量波动，且未设置储气调峰设施，造成天然气流量忽大忽小，容易形成脉动流。③流体压力过低、流速过快均会导致流体流态不稳。④流量计表面不清洁，天然气中含液体均会造成气流脉动。⑤天然气中含有杂质，影响气体流态，特别是过滤装置、整流装置被杂质堵塞后，易形成脉动流。
为减小脉动效应对计量精度的影响，应减少甚至避免计量装置前的任何阻流件，在条件许可的情况下，避免上游节流、调压，需要在上游节流、调压时，要延长上游直管段长度，并在离流量计尽可能远的地方进行节流、调压。尽量避免低压供气，保证天然气气质符合要求，不含粉尘、油污、水等杂质，在气质没有保证的情况下，设计时应该相应提高技术标准。配置合适的低通滤波器将脉动阻尼掉，可设置缓冲罐，使残存的脉动不足以影响流量计量或只对流量计量造成很小的误差。
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