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关于涡轮流量计在燃气计量中的温压补偿问题的
2017-07-27 10:39  点击数:
   关于温压补偿问题的讨论与分析在所有涉及到温度和压力变化的介质测量中都会遇到,由于液体介质受温度和压力的影响轻微,在测量过程中基本上不作考虑。但气体介质的测量则对于温度和压力的变力而出现的波动较为明显,要想得到精准的测量数据,这两个因素必须要考虑在内。本文针对于燃气在不同的温度和压力影响下,体积会发生变化作简要的分析。通过调查研究发现,涡轮流量计等流量仪表只测定单位时间内的燃气通过量,需经过换算机构才能显示累计量。由于气体计量容易受温度和压力的影响,计量装置上可附设温度和压力补偿装置。该文通过对燃气计量装置以及仪器仪表方面的温压补偿进行了探讨研究,期望解决实际生活中的问题。
  1、燃气计量装置的计量原理
  燃气计量就是通过计量装置对管道中燃气通过量进行测定和记录。装置称燃气表或燃气流量计,用以累计通过管道的燃气的体积或用量。由于气体计量易受温度和压力的影响,计量装置上可附设温度和压力补偿装置。燃气计量装置按照它的计量原理来说可分为两种:直接计量、间接计量。直接计量式燃气表的内部设有若干个计量室,根据计量室的容积直接对通过的燃气量进行计量和累计。直接计量式燃气表又分为干式和湿式。在未来的发展过程中,直接式计量装置的开发工作主要用于提高计量的性能和缩小计量装置本身的体积,远离和自动化读表技术也在逐渐发展。而在间接计量式燃气表中没有计量室,该表将燃气流中的某一物理特性转换为流量,然后引入时间因素来求得累计值。正在发展中的间接式计量装置有超声波流量计和激光流量计等。通过对管道中的燃气压力的测定,燃气计量装置也可以分别承受低压、中压或者高压。
  国际上对燃气计量装置的精度还没有明确的统一标准。在部分国家要求在一定量程内达到1%的精度误差,也有部分国家允许误差在2%或3%。
  2、常用的流量表
  生活中,常用的燃气表种类繁多,都有自己的优点,但同时也存在着不少问题。
  皮膜表。皮膜表的量程宽,可达1:160,对于流量变化很大的用户来说非常适用,而且皮膜表的价格不高,对普通大众来说是个不错的选择。但是它是工况计量,没有温压修正。对于平原地区带来压力计量损失,对于严寒地区又会带来温度计量损失。而且在温度较低的环境中,由于结构、材料等方面的问题,皮膜表的转动速度会减慢,这样的话也会带来计量损失。
  孔板流量计:孔板流量计的依据是伯努利方程和流体连续性方程。其性能稳定,结构简单。最重要的是孔板流量计的应用范围十分广泛,同时也是唯一一个可以不用校准的流量计。它的缺点是精确度低,范围度窄,而且对仪器的管理很不方便。
  涡轮流量计。涡轮流量计的特点有很多,例如:精度高;重复性好,短期重复性可达0.05%-0.2%,如果经常校准的话,还可以得到更高的精确度;输出脉冲频率信号,适用于总量计量以及与计算机连接,无零点漂移,抗干扰能力强;范围度较广;结构紧凑轻巧,安装维护方便,流通能力达,不断气;可用于高压测量,仪表表体上不必开孔,容易制成高压型仪表。它的缺点就是不能长期保持校准特性,需要定期检定;流量计受来留流速分布畸变和旋转流的影响比较大。
  腰轮流量计。腰轮的旋转经由多级齿轮系减速,然后经磁性耦合传送到计数器,累计流过的气体总量。腰轮流量计计算精度高;旋转流和管道阻流件流速畸变对计量精度没有影响,没有前后直管段要求;始动流量小,测量范围度宽。腰轮流量计的主要缺点有结构复杂,体积庞大、笨重;对测介质清洁度要求较高,需要配置过滤器;不宜在高压环境下使用,通常使用压力在1.6Mpa以下。
  时差式超声波流量计。该流量计主要是利用声波在流体中传播时因流体流动方向不同而传播速度不同的特点,测量它的顺流传播时间t1和逆流传播时间t2的差值,从而计算流体流动的速度和流量。它的主要优点是测量精确度高,并且是目前实际工作中精度最高的;可以适应极低流速(0.5m/s),使用期长;无压力损失,无可动部件、安装使用费用低。缺点有价格昂贵,安装要求较长的前后直管段。
  与此同时,还有多种燃气表,如:质量流量计、涡街流量计VSF、旋进漩涡流量计等等,虽然都存在自身的不足,但都以其优势为人们的生活做出了贡献。
  3、燃气温压补偿
  温压补偿机理。
  所谓的温压补偿,通常指的是仪表测量的数据是在条件为25摄氏度,压力为一个标准大气压下测得的结果。一般测量现场的温度和压力与标准状况下是有区别的,故通过计算公式对测量结果进行自动补偿。比如对空气流量的测量,一般测量计测量的都是当前的温度压力下的体积流量,而当空气的体积一定时其质量受温度压力影响大,计算公式为:PV=NRT=>m=MPV/RT。式中R是常数,约为8.314J/(mol`k);P为气体压强,单位Pa;M是该物质的摩尔质量(或者混合气体的平均摩尔质量);V为气体体积,单位m3;T为体系温度,单位K。在实验过程中为了近似计算,通常把温度看成常温20℃(293K),该气体近似理想气体。
  也就是说,将工况下的气体流量,包括气体的压力和温度测量值一起输送到流量计算工具中进行计算,这样就可以得到所需要的标况流量。即通过温压补偿换算,可以把工况流量转变成标况流量。
  工况计量与标况计量的计量差异
  供气温度方面。根据公式(PT=nRT)可得:对于一定量的气体存在着如下的关系式:P1V1/T1=p2V2/T2 ,即在标况下,如果压力一定,气体的标况体积一定,那么温度变化3℃,它的工况体积将同时变化1%左右。
  供气压力方面。假设温度不变,且标况体积的气体量一定,那么压力变化1KPa,它的工况体积就会变化1%左右。
  4、燃气温压补偿措施、政策
  通过对商业用户计量中发现,出于对流量表的价格、成本等方面的考虑,皮膜表和机械表被广泛使用。而对于一些家庭用户,则全部选择了皮膜表。而这些流量表全部是根据工况计量来进行贸易结算的,这样的话,在很大程度上会造成一定的收费不合理现象。
  在温压核算精确度不高的地区,对于商业用户来说要选择使用智能流量计,如果要用皮膜表的话,则只能使用G10这个规格的皮膜表。
  针对一些特殊的用户,可以运用皮膜表和机械表温压补偿技术。而针对地理位置比较特殊的地区,则可以运用皮膜表和机械表单项补偿技术。
  相关部门严格遵守“合法、准确、不亏”的基本原则展开各项计量管理工作。
  燃气计量工作是一项与输差和企业的经济效益息息相关的工作。只有用户与相关部门共同合作,才会使计量管理工作顺利展开。
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