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在國(guó)內(nèi), 目前天然氣流量計(jì)大多采用標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置構(gòu)成的孔板流量計(jì), 占天然氣流量計(jì)量?jī)x表的95 %以上。這主要是由于它具有堅(jiān)固耐用、性能可靠、維修方便、按標(biāo)準(zhǔn)制造無(wú)需標(biāo)定等優(yōu)點(diǎn), 從而得到廣泛的使用。此外, 渦輪流量計(jì)和渦街流量計(jì)也在一定范圍內(nèi)得到了應(yīng)用。
1.孔板流量計(jì)
在國(guó)外, 孔板流量計(jì)用于天然氣流量計(jì)量占65 %以上, 流量量程一般為1∶3 ～ 1∶4 , 因此較廣泛用于輸氣干線的站場(chǎng)。對(duì)于配氣系統(tǒng), 特別是城市供氣系統(tǒng), 由于流量變化較大, 一般要求達(dá)1∶10 , 所以較多地應(yīng)用渦輪流量計(jì)或渦街流量計(jì), 精度一般為1 .0級(jí)。對(duì)于小流量也有不少用戶使用容積式流量計(jì)(CVM 或PD)。
節(jié)流裝置類型的選擇, 應(yīng)綜合考慮流體條件、管道條件、壓損和運(yùn)行準(zhǔn)確度等要求。在選擇出節(jié)流裝置類型后, 應(yīng)根據(jù)管道情況、流體參數(shù)、常用流量及相應(yīng)的差壓值等, 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,設(shè)計(jì)出節(jié)流件開(kāi)孔直徑和前、后管段等其它相應(yīng)尺寸。
與節(jié)流裝置配套使用的差壓變送器, 應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、可靠、提高精度和增加功能。選擇時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)零部件的種類和數(shù)量應(yīng)盡量少, 僅使用經(jīng)過(guò)證明是可靠的零部件;(2)左右結(jié)構(gòu)對(duì)稱。從本質(zhì)上消除產(chǎn)生誤差的因素;(3)檢測(cè)元件使用半導(dǎo)體復(fù)合型傳感器, 可測(cè)量差壓、靜壓和溫度三個(gè)參量;(4)利用微處理補(bǔ)償傳感器的特性, 變送器的度一般可達(dá)到量程的0 .1 %, zui高可達(dá)0 .075 %;(5)在數(shù)字通信技術(shù)方面, 把通信信號(hào)重疊在4 ～ 20mA 變送器統(tǒng)一輸出信號(hào)上, 使用手持通信器就能遠(yuǎn)距離地進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。這時(shí)變送器或靈巧變送器, 可構(gòu)成全數(shù)字儀表控制系統(tǒng)。
在數(shù)顯記錄儀方面, 目前國(guó)內(nèi)外記錄儀發(fā)展到集記錄技術(shù)、微機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)之精華于一體的智能型記錄。具有通用性強(qiáng)(可與熱電偶、熱電阻以及DDZ — Ⅱ 、Ⅲ型等各類變送器配合使用, 對(duì)溫度、壓力、流量等物理參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、顯示和記錄)、顯示記錄多種多樣, 編程操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
2.渦輪流量計(jì)
在國(guó)內(nèi), 渦輪流量計(jì)一般用于小氣量、氣量變化較大的場(chǎng)所, 如城市供氣系統(tǒng)等。但當(dāng)前我國(guó)還未制定出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn), 因此, 對(duì)這類流量計(jì)需要定期標(biāo)定, 以確定其精度的可靠性。在國(guó)外, 渦輪流量計(jì)首先在歐州用于低壓天然氣計(jì)量。經(jīng)過(guò)10 年的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用研究, 1963 年洛克維爾(Rockw ell)將其改進(jìn)設(shè)計(jì)后用于美國(guó)的高壓天然氣流量計(jì)量。在美國(guó)同孔板流
量計(jì)一樣, 渦輪流量計(jì)也有標(biāo)準(zhǔn)可循, 其標(biāo)準(zhǔn)為ANSI/ASME MFC —4M —1986 。在歐州渦輪流量計(jì)正在取代孔板而用于天然氣的貿(mào)易計(jì)量。在澳大利亞丹姆皮爾(Dam pier)到佩思(Perth)的天然氣管線, 所有的天然氣計(jì)量也都采用渦輪流量計(jì)。
渦輪流量計(jì)壓力和流量范圍寬, 單獨(dú)標(biāo)定精度在±1 %內(nèi)。在操作壓力下, 對(duì)一個(gè)專門流量范圍單獨(dú)標(biāo)定精度可達(dá)±0 .25 %。檢定周期可達(dá)一年。目前氣體渦輪流量計(jì)已被廣泛應(yīng)用于油、氣生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量, 天然氣輸送計(jì)量和用戶分配計(jì)量, 以及許多工廠內(nèi)部的各種工業(yè)氣體測(cè)量。
3.渦街流量計(jì)
渦街流量計(jì)是隨檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的, 即從zui初的熱敏式、應(yīng)變式、應(yīng)力式、超聲波式發(fā)展到電容式檢測(cè)技術(shù)?，F(xiàn)在在渦街流量計(jì)中多采用應(yīng)力檢測(cè)法來(lái)檢測(cè)旋渦的頻率, 但由于使用壓電元件, 因此。一般來(lái)說(shuō)檢測(cè)出的頻率與管道的振動(dòng)及流體的脈動(dòng)有關(guān)。日本橫河公司采用了噪聲辯識(shí)功能來(lái)穩(wěn)定零點(diǎn), 通過(guò)減弱高頻噪聲的功能來(lái)消除旋渦發(fā)生體的諧振, 采用微處理器計(jì)算流量計(jì)的誤差和雷諾數(shù)并自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償。日本有的公司采用激光二極管開(kāi)發(fā)小管徑卡門渦街流量計(jì), 此種流量計(jì)的zui小徑在10 mm 左右。在2 mm ×2mm 流通截面的通道內(nèi)可實(shí)現(xiàn)有效的流量測(cè)量。
目前已開(kāi)始使用電容式(以差動(dòng)電容為檢測(cè)元件)逐步取代了zui初的應(yīng)力式(以壓電晶體為檢測(cè)元件)等類型的渦街流量計(jì), 這是技術(shù)等級(jí)上的脫胎換骨, 從影響渦輪流量計(jì)應(yīng)用的桎梏中掙脫開(kāi)來(lái), 為渦街流量計(jì)開(kāi)拓了光明的發(fā)展前景。
經(jīng)過(guò)比較, 電容式渦街流量計(jì)性能。中德合資易達(dá)測(cè)器公司生產(chǎn)的電容式產(chǎn)品SWINGWIRL — Ⅱ是采用差動(dòng)開(kāi)關(guān)電容柱為檢測(cè)元件的新一代產(chǎn)品, 它能克服抗振性能差、工作溫度范圍窄、流體Re 數(shù)有限制等其它渦街流量計(jì)不能克服的難題。
近年來(lái), 英國(guó)研制出一種渦街流量計(jì), 它是測(cè)量旋渦尾流的通過(guò)時(shí)間并使用相關(guān)法來(lái)實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量, 其測(cè)量準(zhǔn)確度和重復(fù)性都很高。由于采用的信息是旋渦的移動(dòng)時(shí)間, 因此旋渦發(fā)生體的幾何形狀和它的參數(shù)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響相對(duì)較小。它展示了渦街流量計(jì)的另一個(gè)發(fā)展方向。
在流量顯示方面, 研制出了現(xiàn)場(chǎng)型流量運(yùn)算積算器。它是以微處理機(jī)作為核心, 除了可以接受來(lái)自渦街流量計(jì)的信號(hào)外, 還可以接受溫度儀表, 壓力儀表和密度計(jì)的信號(hào), 進(jìn)行恰當(dāng)?shù)难a(bǔ)償運(yùn)算, 可顯示質(zhì)量流量、容積流量、熱量流量的積算瞬時(shí)流量值,補(bǔ)償運(yùn)算度可達(dá)到指示值的±0 .1 %。
目前, 已出現(xiàn)了用渦街流量計(jì)取代一部分差壓流量計(jì)的方向。具有線性補(bǔ)償手段和通信功能的智能渦街流量計(jì), 在高于450 ℃和低溫應(yīng)用的市場(chǎng)正在擴(kuò)大。
須指出的是, 目前國(guó)內(nèi)對(duì)渦街流量計(jì)尚未制定出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn), 無(wú)法規(guī)可循, 需定期標(biāo)定, 以確保其可靠性。流量計(jì)的選型是指按照生產(chǎn)要求, 從儀表產(chǎn)品供應(yīng)的實(shí)際情況出發(fā), 綜合地考慮測(cè)量的安全、準(zhǔn)確和經(jīng)濟(jì)性, 并根據(jù)被測(cè)流體的性質(zhì)及流動(dòng)情況確定流量取樣裝置的方式和測(cè)量?jī)x表的型式和規(guī)格。流量測(cè)量的安全可靠, 首先是測(cè)量方式可靠, 即取樣裝置在運(yùn)行中不會(huì)發(fā)生機(jī)械強(qiáng)度或電氣回路故障而引起事故;二是測(cè)量?jī)x表無(wú)論在正常生產(chǎn)或故障情況下都不致影響生產(chǎn)系統(tǒng)的安全。在保證儀表安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上, 力求提高儀表的準(zhǔn)確性和節(jié)能性。為此, 不僅要選擇用滿足準(zhǔn)確度要求的顯示儀表, 而且要根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的特點(diǎn)選擇合理的測(cè)量方式。為保證流量計(jì)使用壽命及準(zhǔn)確性, 造型時(shí)要注意儀表的防振要求, 在濕熱地區(qū)要選用相適應(yīng)的儀表。正確選擇儀表的規(guī)格, 也是保證儀表使用壽命和準(zhǔn)確度的重要一環(huán)。應(yīng)特別注意靜壓及耐溫的選擇。儀表的靜壓一般取介質(zhì)工作壓力的1 .25 倍。量程范圍, 主要是儀表刻度上限選擇一般為實(shí)際zui大流量值的1 .2 ～ 1 .3 倍。過(guò)小, 易過(guò)載損壞儀表;過(guò)大, 影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。安裝在生產(chǎn)管道上長(zhǎng)期運(yùn)行的接觸式儀表, 要考慮測(cè)量元件所造成的能量損失。一般情況下, 在同一生產(chǎn)管道上不應(yīng)選用多個(gè)壓損較大的測(cè)量元件, 如節(jié)流元件等。總之, 不同的測(cè)量方式和結(jié)構(gòu), 要求不同的測(cè)量操作、使用方法和條件。每種型式都有其*的優(yōu)缺點(diǎn)。因此, 應(yīng)對(duì)各種測(cè)量方式和儀表特性作全面比較分析, 然后選擇滿足生產(chǎn)要求, 既安全可靠又經(jīng)濟(jì)耐用的*型式。