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天然气流量计

发布日期:11-29 10:01 分类:流量仪表 阅读次数:62 点击访问移动网站

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摘要1简介 整体结构设计合理,动态测量范围宽,压力损失小;仪表主体可采用不锈钢材质制造,适用于腐蚀性介质的测量;仪表无可动部件,安装维护简单;参数口 径:DN15~DN3000mm公称压力:0.6~42 ...

1简介

整体结构设计合理,动态测量范围宽,压力损失小;仪表主体可采用不锈钢材质制造,适用于腐蚀性介质的测量;仪表无可动部件,安装维护简单;

参数

口 径:DN15~DN3000mm

公称压力:0.6~42MPa

工况温度:-180~+500℃

精  度:±0.2~±1.5%FS

量 程 比:1:10

壳  体:碳钢;不锈钢(或按用户要求提供)(衬氟)

供电方式:内置3.6VDC锂电池(两年换一次);外供24VDC(可选)

输出信号:4~20mA二线制;脉冲0~1000HZ;RS232/RS485(或按用户要求协商提供)

防护等级:IP65 IP67

防爆标志:本安型ExiallCT4;隔爆型ExdllCT4

执行标准:企标Q/BET05-06

表头显示:累积流量;瞬时流量;工况温度;工况压力(温压补偿式才有);棒状满量程百分比;故障自检

公称通径:卡装式:DN10~DN300; 插入式:DN350~DN1000; 法兰式:DN10~DN300。

适用范围

发电及热电联产、供热行业;航空、航天、造船、核能及兵器行业;机械、冶金、煤矿及汽车制造行业;石油、化工行业;医药、食品及烟洒制造行业;森工、农垦及轻工行业等。

2工作原理

在流体管道中,垂直插入—个柱形阻挡物,在其后部(相对于流体流向)两侧就会交替地产生旋涡。随着流体向下游流动形成旋涡列,我们称之为卡门涡街。我们把产生旋涡的柱形阻挡物定义为旋涡发生体。实验证明,在一定条件下旋涡的分离频率与流体的流速成线性关系。因而,只要检测出旋涡分离的频率,即可计算出管道体的流速或流量。

3选型办法

思考

面对如此众多品种的天然气流量计,对于一般用户选型成了一个难题。如何科学地、客观地选出最佳流量计是需要关注的一个问题。我们认为选型应当遵循适当的规则,尽量避免厂商的误导宣传,为自己找到一种恰到好处的流量计,它就是自己的理想流量计。

选型可按五个方面进行: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。各方面的考虑因素如下:

1.仪表性能方面:精确度、重复性、线性度、范围度、压力损失、上下限流量、信号输出特性、响应时间等;

2.流体特性方面:流体压力、温度、密度、粘度、润滑性、化学性质、磨损、腐蚀、结垢、脏污、气体压缩系数、等熵指数、比热容、电导率、声速、混相流、脉动流等;

3.安装条件方面:管道布置方向、流动方向、上下游管道长度、管道口径、维护空间、管道振动、接地、电源、辅属设备(过滤、排污)、防爆等;

4.环境条件方面:环境温度、湿度、安全性、电磁干扰等;

5.经济因素方面:购置费、安装费、维修费、校验费、使用寿命、运行费(能耗)、备品备件等。

抉择

1.依据五个方面因素初选可用仪表类型;

2.采用淘汰法在比较中选出2-3种类型,排出次序;

3.再次按五个方面进行仔细评比,最后淘汰至一种仪表类型。

选型能否成功很大程度上取决于选型人员对仪表性能质量和测量对象特性的确切了解。对于仪表性能质量方面应特别注意厂商的虚假宣传及误导成分。测量对象的确切了解非常重要,并非用户对自己的测量对象都有准确了解,许多选型的失败就是因为提供参数不准确所致。有些对象特性是需要经过深入调查才能搞清楚的。

注意事项

1、精度等级和功能根据测量要求和使用场合选择仪表精 度等级,做到经济合算。比如用于贸易结算、产品交接和能源计量的场合,应该选择精度等级高些,如1.0级、0.5级,或者更高等级; 用于过程控制的场合,根据控制要求选择不 同精度等级;有些仅仅是检测一下过程流量,无需做精确控制和计量的场合,可以选择精度等级稍低的,如1.5级、2.5级,甚至 4.0级,这时可以选用价格低廉的插入式天然气流量计。

2、测量介质流速、仪表量程与口径 测量一般的介质时,天然气流量计的满度 流量可以在测量介质流速0.5—12m/s范围内 选用,范围比较宽。选择仪表规格(口径)不一 定与工艺管道相同,应视测量流量范围是否 在流速范围内确定,即当管道流速偏低,不能满足流量仪表要求时或者在此流速下测量准确度不能保证时,需要缩小仪表口径,从而提 高管内流速,得到满意测量结果。

4发展

流量测量的发展可追溯到古代的水利工程和城市供水系统。古罗马凯撒时代已采用孔板测量居民的饮用水水量。公元前1000年左右古埃及用堰法测量尼罗河的流量。我国著名的都江堰水利工程应用宝瓶口的水位观测水量大小等等。17世纪托里拆利奠定差压式流量计的理论基础,这是流量测量的里程碑。自那以后,18、19世纪流量测量的许多类型仪表的雏形开始形成,如堰、示踪法、皮托管、文丘里管、容积、涡轮及靶式流量计等。20世纪由于过程工业、能量计量、城市公用事业对流量测量的需求急剧增长,才促使仪表迅速发展,微电子技术和计算机技术的飞跃发展极大地推动仪表更新换代,新型流量计如雨后春笋般涌现出来。至今,据称已有上百种流量计投向市场,现场使用中许多棘手的难题可望获得解决。

我国开展近代流量测量技术的工作比较晚,早期所需的流量仪表均从国外进口。

流量测量是研究物质量变的科学,质量互变规律是事物联系发展的基本规律,因此其测量对象已不限于传统意义上的管道液体,凡需掌握量变的地方都有流量测量的问题。流量和压力、温度并列为三大检测参数。对于一定的流体,只要知道这三个参数就可计算其具有的能量,在能量转换的测量中必须检测此三个参数。能量转换是一切生产过程和科学实验的基础,因此流量和压力、温度仪表一样得到最广泛的应用。

天然气作为一种优质能源和化工原料其计量越来越被人们重视。欧美等工业化水平较高的发达国家,对天然气计量技术的研究起步较早,投人的资金及科技力量较大,尤其是对贸易天然气的计量十分重视。从流量计选型上,欧洲主要使用涡轮、腰轮流量计,如在荷兰涡轮、腰轮流量计的使用约占80%,在加拿大涡轮流量计的使用约占90%,而美国则以使用孔板为主,约占80%。从整体上来看,在流量计使用上,70年代形成了孔板使用高潮,80年代形成了涡轮流量计使用的高潮,90年代中后期则掀起了超声流量计热潮。

在流量标准方面,各国流量工作者花费了大量时间,付出了艰苦的努力,在分析总结大量的实验和应用数据的基础上,相继推出具有代表性的标准如天然气流量标准孔板计量标准(AGA No.3)、气体涡轮流量计标准(AGA No.7)、天然气及其他烃类气体的压缩性和超压缩性标准(AGA No.8)、用气体超声流量计测量天然气标准(AGA No.9)、用差压装置测量流体流量标准(ISO5167)、气体涡轮流量计标准(ISO9951)、气体超声波流量计标准(ISO/TR12765)以及天然气压缩因子计算标准(ISO/DIS12213)等,这些标准规程对天然气流量计量具有积极的指导意义。

5使用领域

天然气流量计应用及其广泛,流量测量技术与仪表的应用大致有以下几个领域。

一,工业生产过程

流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一,它被广泛适用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域,是发展工农业生产,节约能源,改进产品质量,提高经济效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位。在过程自动化仪表与装置中,流量仪表有两大功用:作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。

二,能源计量

能源分为一次能源(煤炭、原油、煤层气、石油气和天然气)、二次能源(电力、焦炭、人工燃气、成品油、液化石油气、蒸汽)及载能工质(压缩空气、氧、氮、氢、水)等。能源计量是科学管理能源,实现节能降耗,提高经济效益的重要手段。流量仪表是能源计量仪表的重要组成部分,水、人工燃气、天然气、蒸汽和油品这些常用的能源都使用着数量极其庞大的流量计,它们是能源管理和经济核算不可缺少的工具。

三,环境保护工程

烟气,废液、污水等的排放严重污染大气和水资源,严重威胁人类生存环境。国家把可持续发展列为国策,环境保护将是21世纪的最大课题。空气和水的污染要得到控制,必须加强管理,而管理的基础是污染量的定量控制。

我国是以煤为主要能源的国家,全国有上百万个烟囱不停地向大气排放烟气。烟气排放控制是根治污染的重要项目,每个烟囱必须是安装烟气分析仪表和流量计,组成连椟排放监视系统。烟气的流量沆量有很大因难,它的难度为烟囱尺寸大且形状不规则,气体组分变化不定,流速范围大,脏污,灰尘,腐蚀,高温,无直管段等。

四,交通运输

有五种方式:铁路公路、航空、水运、和管道运输。其中管道运输虽早已有之,但应用并不普遍。随着环保问题的突出,管道运输的特点引起人们的重视。管道运输必须装备流量计,它是控制、分配和调度的眼睛,亦是安全监没和经济核算的必备工具。

五,生物技术

21世纪将迎来生命科学的世纪,以生物技术为特征的产业将获得迅速发展。生物技术中需监测计量的物质很多,如血液,尿液等。仪表开发的难度极大,品种繁多。

六,科学实验

科学实验需要的流量计不但数量多,且品种极其繁杂。据统计流量计100多种中很大一部分是应科研之需用的,它们并不批量生产,在市面出售,许多科研机构和大企业皆设专门小组研制专用的流量计。

七,海洋气象,江河湖泊

这些领域为敞开流道,一般需检测流速,然后推算流量。流速计和流量计所依据的物理原理及流体力学基础是共通的但是仪表原理及结构以及使用条件有很大差别。

八,现场应用存在的问题分析

各种不同类型的天然气涡轮流量计其输出的信号只与工况流量呈正比例(线性刻度)关系,其与被测介质标态流量之间的刻度只能依据其某一特定工况(如设计工况)来确定,如果现场的实际工况(如介质的温度、压力、成分及流量范围等)已经发生了变化,这时仍按原刻度关系读取标态流量,显然就会产生不同程度的附加误差,使流量读数(原刻度)失去意义。要想准确地测量气体流量,则就要求使用现场实际工况与设计工况一致并保持稳定。然而实际工况经常发生变化,也正因为变化才需要快速、可靠地知道变化后实际工况下条件下的准确流量,否则,测量的意义也就不复存在。

在现场实际应用中,工况稳定是相对的,变化是绝对的。因此,天然气涡轮流量计除了需要配置作为关键部分的流量传感器之外,对工况变化有规律、准确度要求不高,无需远传或自动控制的场合,采取配置压力计、温度计、计算器由人工录取参数查表格的方法计算流量这种补偿方式不仅不连续、不快捷,而且繁琐、误差大。在绝大多数情况下,现场实际工况变化往往是突发和未知的,不仅频繁出现且波动范围大,此时仍依靠人工录取参数查表格方法快速而又准确地计算流量已不现实,必须采取自动补偿措施。

6技术经济分析

①技术分析自然气流量计常用的ABGUG混焦炉煤气、ABGUX混空气及自然气的密度分别为0.94kg/m3、1.8kg/m3、0.75kg/m3。考虑到最不利工况,在使用LPG混空气时,选用DN15mm的钢管从底层供给顶层(5层)是可行的。

。新的安装方式主要增加了大表箱的本钱,人工费相差未几。与过去用1根DN32mm立管穿墙挂表的安装方式比拟较,新的方式均匀每户安装用度约2800元,而采用老的安装方式每户约2600元。

②经济分析自然气流量计对于新安装的用户,以均匀6层计算,采用新的安装方式将燃气表安装在底层的燃气表箱中,用DN15mm镀锌钢管入户。[1]

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