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      大口徑渦街流量計水流量監測與校準的實現

      1 在線檢測、校準大口徑渦街流量計的重要意義
          目前,供水行業在計量原水、出廠水、外購水、售出水量時一般都要用到大口渦街徑流量計,大口徑渦街流量計的在線檢測是供水行業亟待解決的一個技術問題。供水行業常采用的在線流量計有電磁流量計、超聲波流量計、插入式渦輪流量計、渦街流量計、孔板流量計等。這些流量計有的體積較大,有的安裝在管道內部,如果要進行檢定,需要拆卸下來送到國家大流量檢定站,不僅費時費力,而且,大口徑流量計所計量管道很多都24h輸水,不能頻繁或長時間停水。如要送檢,需要有足夠的備用流量計以替代被檢流量計,這又需要每個供水企業拿出大量的資金來購買備用流量計。這就導致供水企業難以做到按期進行周期檢定。而大口徑渦街流量計又往往是供水行業用于貿易結算的計量器具,其準確性直接關系到供求雙方的經濟利益,因此大口徑流量計的在線檢測及校準對于供水行業有著極其重要的意義。
          2 檢測、校準在線大口徑流量計的方法及原理
          2.1 清水池容積法
          該方法是以清水池作為一個標準容器,在一定的時間內記錄通過在線流量計的流量,同步記錄清水池水位的變化情況,并計算清水池水量的增加量(或減少量),比較通過在線流量計的流量和清水池水量的變化量,以后者作為標準值,計算在線流量計的誤差,進而調整在線流量計系數,以達到檢測、校準在線流量計的目的。
          2.2 標準表比對法
          該方法是在在線大口徑流量計所在管道上安裝一個標準 表,同步記錄通過在線大口徑流量計和標準表的流量,以后者作為標準值,計算在線流量計的誤差,進而調整在線流量計系數,以達到檢測、校準在線流量計的目的。
          清水池容積法準確可靠,但檢測效率低;相比之下,標準表比對法便于實現自動化,從而提高檢測效率。目前,除個別企業采用清水池容積法外,大部分企業是采用標準表比對法來實現在線大口徑流量計的檢測和校準的。而在標準表比對法中,供水企業普遍將便攜式超聲波流量計作為標準表,因為便攜式超聲波流量計既是一種外夾式、又是一種便攜式的流量計量器具,比較適用于大口徑流量計的在線檢測和校準。其原理是:將準確度較高的便攜式超聲波流量計作為標準器具,安裝在被測管道上進行檢測,然后將便攜式超聲波流量計和被檢流量計的采集數據進行同步比對,根據比對結果可計算被檢流量計的誤差,然后調整被檢流量計的系數,使被檢流量計與便攜式超聲波流量計顯示流量數據一致,以達到校準被檢流量計的效果,公式如下:
          式中:f1———被檢流量計原來的系數; 
          v被———被檢流量計的平均流速,單位:m3/h; 
          v標———標準流量計的平均流速,單位:m3/h; 
          f2———被檢流量計比對后的調整系數。
          3 運用便攜式超聲波流量計實現在線大口徑流量計檢測
          3.1 檢測的優點
          1)可實現不斷流測量,設備便于攜帶,安裝方便; 
          2)不干擾流場,無壓力損失,儀表無可動、易損部件,穩定性好; 
          3)外夾式探頭,可以根據管道現場情況移動安裝測量; 
          4)適用范圍廣,可用于各種類型流量計的在線檢測; 
          5)適應性強,可用于不同管徑、不同介質(高溫、高壓、易爆、高黏度、強腐蝕、放射性高)的檢測; 
          6)標準表價格基本與所測管徑無關,性價比高。
          3.2 渦街流量計檢測的缺點
          1)要求準確知道管道參數,而現場實際情況又難以確定; 
          2)作為標準表要求有較理想的管道安裝條件; 
          3)人為因素對測量的影響較大,對操作人員要求很高; 
          4)現場流量不易調控,很難實現全量程測試。
          4 對在線大口徑流量計進行檢測、校準時的步驟
          4.1 了解現場工況條件并盡量使其滿足檢測條件
          1)了解現場工況條件,包括被檢管線的材質、管外徑、管壁厚、管內襯里的材質及厚度、管內介質、介質溫度等相關量的準確數值,要求在檢測現場測量核實(可以用測厚儀測量壁厚、用軟尺測量管徑),以確保測量準確度。
          2)標準表的安裝必須滿足直管段要求,一般情況下至少為上游10倍管徑的距離,下游5倍管徑的距離,而且在30倍管徑的距離內無干擾流體狀態的因素,如泵、閥等,必要時應考慮加裝整流器。
          3)測量時標準表不能安裝在管內含有氣體的位置(比如,不能安裝在高于水管的位置),因為氣泡會使超聲波信號衰減, 
      從而影響測量準確度。
          4)選擇測量點必須保證通過其測量段的最小流速不低于 0.5m/s,如果流速低于0.5m/s,應考慮在被檢流量計安裝點的前10倍、后5倍管徑的范圍內安裝變徑管(小于原管徑),以提高流速。
          5)便攜式超聲波流量計是把現場的管道參數納入流量計測量系統之內的儀表,所以除了要求其探頭的安裝位置精確,還要充分考慮管道參數如直徑、材質、壁厚、襯里和積垢、銹蝕等因素對測量準確度的影響。
          6)為便于以后用其他流量計對其流量測量準確度的在線檢查,最好在被檢流量計的前、后分別加裝一段能形成對稱流場的不銹鋼管段。
        
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