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能源检测流量仪表的使用 |
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能源检测流量仪表的使用
我国是一个能源消耗大国。在 过去10年里每年GDP增长都达到了10％。但能源消耗为国际水平的2.5倍。是欧盟的4.9倍，日本的8.7倍。每年耗煤14.2亿吨。为了加强能源管理，实现十一五期间,国民经济gdp翻番， 同时能源消耗降低20％的目标，国家制定了国标GB17167——2006，要求耗能达到一定水平的单位及设备必须配备计量仪表，用科学的方法和实际的数据来评估和控制能源的消耗。下面结合GB17167——2006的要求和流量仪表的使用经验谈谈流量仪表的选用。
国标GB17167——2006要求，电力 煤炭、焦碳 原油、成品油、石油液化气 重油、渣油 煤气、天然气 蒸汽、热水 水 其他等能源达到一定水平必须安装能源检测仪表，并对检测仪表的 准确度提出了明确的要求。在上述能源中除了固体燃料用衡器， 电能用电表外，其余都要用流量计。因此，流量测量仪表的选取在能源计量中占有十分重要的地位。
1流量计量仪表选取要考虑的几个问题
一般选型可以从五个方面进行考虑，这五个方面为仪表性能方面、流体特性方面、安装条件方面、环境条件方面和经济因素方面。五个方面的详细因素如下：
1仪表性能方面
准确度、重复性、线性度、范围度、流量范围、信号输出特性、响应时间、压力损失等；
2流体特性方面
温度、压力、密度、粘度、化学腐蚀、磨蚀性、结垢、混相、相变、电导率、声速、导热系数、比热容，等熵指数；
3安装条件方面
管道布置方向，流动方向，检测件上下游侧直管段长度、管道口径，维修空间、电源、接地、辅助设备（过滤器、消气器）、安装、等；
4环境条件方面
环境温度、湿度、电磁干扰、安全性、防爆、管道振动等；
5经济因素方面
仪表购置费、安装费、运行费、校验费、维修费、仪表使用寿命、备品备件等。
作为能源检测仪表除了满足工艺条件外，必须按照GB17167---2006规定的准确度要求。油流量表(装置) 进出用能单位的液体能源计量 成品油0.5 重油、渣油1.0气体流量表(装置) 进出用能单位的气体能源计量 煤气2.0 天然气2.0蒸汽2.5 水流量表(装置) 进出用能单位的水量计量 管径不大于250mm 2.5管径大于250mm 1.5温度仪表 用于液态、气态能源的温度计量 2.0 与气体、蒸汽质量计算相关的温度计量 1.0 压力仪表 用于液态、气态能源的压力计量 2.0 。流量仪表的准确度度在相关的国际标准和国家标准中是用不确定度来表示的，流量测量的不确定度相当于统计学中标准偏差的两倍，流量测量总的不确定度等于流量计算公式中各参数不确定度平方和的开方。由此可以看出，流量仪表的测量精度不是只看流量测量系统中某一部分的精度，如差压流量计的节流孔板和差压变送器、涡街流量计中的涡街传感器，而是整个流量测量系统。必须加以注意。
2常用流量测量仪表的选用
2.1孔板流量计
孔板流量计是利用流体通过孔板节流元件时，在节流元件前后产生差压，该差压的大小和流体的 流量一一对应。利用差压变送器测量出差压就可以知道流量。孔板积累了几十年的使用经验，同时具有国际和国内标准。按照标准生产的孔板不需要实际标定就可以使用。是 目前使用最多的流量测量装置。它具有结构简单，使用方便，运行可靠准确度可达2％。但是，必须保证设计参数和设计工况相一致才能保证测量的准确。他要求安装地点有足够的直管段。安装不当也会带来很大的误差。大口径孔板压力损失很大。年克服压力损失的运行费用很高。
有些使用者错误地认为孔板差压流量计是老式流量仪表，测量精度低，其实这种说法是不正确的。实际上，几十年来孔板差压流量计在不断的演变和完善，过去无法解决的问题，在仪表智能化后都轻易地解决了。例如，以前孔板是在设定工况下计算节流孔径d20值，在该工况下，规定了孔板的流量系数α，流束膨胀系数ε，工作状态下的孔径dt及流体密度ρ值，流量仪表在设计工况下运行时误差最小，只存在流量理论计算误差，当偏离设计工况和设计点时，将会带来许多附加测量误差，因此规定流量的量程比为3:1，也就是三分之一刻度流量以下的流量是不能测量的。仪表智能化后，从仪表量程的零点至满点的整个量程范围都将是仪表的设计工况和设计点，仪表将不会有偏离设计工况产生附加测量误差的问题，仪表的量程范围将会大大拓宽。在这种情况下，影响量程范围的只是差压变送器的精度和流量积算仪的精度。例如：0.075％精度的差压变送器在4～20mA电流信号输出时的最大偏差为0.012mA，在量程起始点的电流信号最大只有4.012 mA，其所对应的流量为刻度流量的2.7％，只有2.7％以下的流量不能测量。至于流量积算仪的运算精度，对于1台高性能的流量积算仪，其运算误差可以忽略不计。考虑到其它各种因素，孔板差压流量计的量程范围可到20:1。
2.2内圆锥流量计
内锥流量计是1986年美国生产的新产品。 它是利用在管道内放置一个与管道轴线同心的圆锥体流通通过圆锥时在圆锥的前后产生压差。锥形体是接流元件。它具有整流作用流体对锥形体的冲刷使流量计具有自清扫作用。他和孔板流量计相似。它要求的直管段相对交短。广泛用于脏污气体的 测量。一些厂家把它说的准确度很高。实际由于加工，安装等原因引起的流量系数的离散度可达8％。他的压力损失为差压(1.3———1.25B)倍，和孔板流量计相似。
生产厂家无一例外的推崇其清扫功能，不污染锥体。但在实际应用中锥体表面确实不易玷污，在锥体尾部形成的旋涡把一些脏污带入负压室。使负压测量系统堵塞。在焦炉煤气测量中不到半年出现测量偏高。检修发现负压系统全是脏污。清理后正常运行。测量脏污介质必须定期检修。
容积式流量计
2.3 容积式流量计是利用机械测量文件把液体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据计量室多次，重复地充满和排放该体积部分与流体的次数不测量液体体积总量。在流量仪表中是精度最高的一类。在国际市场上，其销售额在工业发展发达国家中占流量仪表的20%左右，我国销售额大约在20%左右。容积式流量计其优点如下：精确度高，基本误差一般为±0.5%；特殊的可达±0.2%左右没有前置直管段的要求，这一点在现场使用中有重要意义；可用在高粘度流体的测量，范围度宽，一般为10:1到5:1；层直读式仪表，无需外部能源，操作方便。任何仪表有其优点，也有其局限性，容积式流量计的缺点主要表现在：结构复杂，体积大，笨重，故一般只适用于中小口径；安全性差，如检测活动件卡死，流体就无法通过； 对被测介质种类，介质工况、局限性较大，适应范围窄部分形式容积式流量计在测量过程中会给流动带来脉动。由于精度高，在石化、医药、食品以及能源等工业部门计量昂贵介质时首选。然而，由于需要定期维护， 目前，容积式流量计作为贸易结算储运交接仪表。
3 浮子流量计
浮子流量计是以浮子在垂直锥形管中随着流量变化而升降，改变它们之间的流通面积来进行测量的体积流量仪表。又称转子流量计。80年代，西方发达国家该种流量计的销售额约占流量仪表的10%-18%。我国约为15%左右。浮子流量计适用于小管径和低流速。常用仪表口径40-50mm以下，最小口径做到1.5-4mm。浮子流量计对直管段要求不高，并有较宽的流量范围度。目前，被广泛地应用在电力、石化、冶金等流程工业和污水处理等公用事业。主要用作直观流动指示或测量精度要求不高的现场指示仪表。
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4 涡轮流量计
蜗轮 流量仪表是叶轮式流量(流速)计的主要品种，叶轮式流量计还有风速计、水表等。该流量计在石油、各种液体及天然气、煤气等领域有着广泛应用。 主要特点：准确度高，对于液体一般为±0.25%R－±0.5%R,而介质为气体，一般为±1%-±1.5%R；重复性好，短期重复性可达0.05%-0.2%,因此在贸易结算中是优先选用的流量计。输出脉冲频率信号，无零点漂移，抗干扰能力强；范围度宽，结构紧凑轻巧，安装维护方便；难以长期保持较好的特性，需定期检验；一般液体随粘度的增大，流量计测量下限值提高，范围度缩小，线性度变差； 流体物性(密度、粘度)对仪表特性有较大影响，受流速分布畸变和 转流的影响较大；不适于脉动流和混和流的测量，同时，对被测介质的清洁度要求较高。
使用中应在前面加装过滤器。 ，蜗轮轴承损坏较多。湿气体脏污也影响蜗轮的工作。一旦卡住及时清洗。以保证准确计量。
5 电磁流量计
电磁流量计是利用法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电液体体积流量的仪表。电磁流量计基于法拉第电磁感应原理研制出的一种测量导电液体体积流量的仪表，根据法拉第电磁感应定律，导电体在磁场中作切割磁力线运动时，导体中产生感应电压，该电动势的大小与导体在磁场中做垂直于磁场运动的速度成正比，由此再根据管径，介质的不同，转换成流量。
电磁流量计是一段无阻流检测件的光滑直管，因此压力损失小，减少能耗，只与被测流体的平均速度有关，测量范围宽。只需经水标定后即可测量其他介质，无须修正，最适合作为结算用计量设备使用。由于技术及工艺材料的不断改进，稳定性、线性度、精度和寿命的不断提高和管径的不断扩大，对于固液两相的介质的测量采用了可更换电极以及刮刀电极的方式，解决了高压（ 32MPA ）、耐腐蚀（防强酸、碱衬里）介质的测量问题，以及口径的不断扩大（最大作到 3200MM 口径），寿命的不断增长（一般大于 10 年），电磁流量计得到越来越广泛的应用，其成本也得到了降低，但整体价格特别是大管径的价格仍较高，因此在流量仪表 中有重要的地位。
电磁流量计不易阻塞适用于测量含有固体颗粒或纤维的液固二相液体， 等； 所测得的体积流量，不受流体密度、粘度、压力等变化明显的影响；对直管段的要求较之其它流量仪表不高可测正、反双向流量，也可测脉动流量，并可应用于腐蚀性流体；不能测量电导率很低的液体； 不能测量气体、蒸汽和含有较多大气泡的液体等。
电磁流量计与选型原则： 1 ）、被测量液体必须 |
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