超聲波流量計(jì)精品(七篇)

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篇(1)

關(guān)鍵詞：超聲波；流量計(jì)；輸氣站場(chǎng)；精確度

1.輸氣站場(chǎng)流量測(cè)量的現(xiàn)狀分析

1.1流量測(cè)量的復(fù)雜性

與液體流量計(jì)量不同，由于氣體的可壓縮性，壓縮因子的確定較為復(fù)雜，導(dǎo)致氣體流量計(jì)量存在一定的復(fù)雜性；在計(jì)量過程中，對(duì)流經(jīng)計(jì)量裝置處氣體的流態(tài)要求也比較高，在理想情況下，要求氣體流經(jīng)計(jì)量裝置時(shí)，氣體流動(dòng)方向保持與管道平行，氣體沿徑向均勻分布等，不能存在旋流或渦流等異常流態(tài)，但在實(shí)際中要達(dá)到絕對(duì)的理想狀態(tài)幾乎不可能。由于上述原因，造成輸氣站場(chǎng)流量測(cè)量工作復(fù)雜，在測(cè)量過程中，一方面要求測(cè)量結(jié)果具有一定的精確度，另一方面，又要求能夠滿足的經(jīng)濟(jì)性的要求。

1.2目前輸氣站場(chǎng)所用流量計(jì)的種類和存在的問題

目前，長輸管道工藝站場(chǎng)的天然氣計(jì)量裝置主要有兩種形式，一是超聲波流量計(jì)量裝置，其主要由現(xiàn)場(chǎng)超聲波流量計(jì)、壓力變送器、溫度變送器、直管段、整流器和流量計(jì)算機(jī)等組成；二是渦輪計(jì)量裝置，主要由現(xiàn)場(chǎng)渦輪流量計(jì)、壓力變送器、溫度變送器、直管段和流量計(jì)算機(jī)等組成。

2.輸氣站場(chǎng)超聲波流量計(jì)的種類、工作原理及影響精確度的因素

2.1超聲波流量計(jì)的種類及工作原理

按照流量計(jì)的聲道數(shù)劃分，超聲波流量計(jì)可分為單聲道流量計(jì)和多聲道流量計(jì)兩種。為了保證計(jì)量精度，目前輸氣站場(chǎng)廣泛采用的是四聲道超聲波流量計(jì)。按照超聲波發(fā)生和接收過程劃分，超聲波流量計(jì)還可分為對(duì)射式和反射式兩種。例如，丹尼爾流量計(jì)多為對(duì)射式流量計(jì)，而阿爾斯特流量計(jì)一般為反射式流量計(jì)。

超聲波流量計(jì)工作的基本原理是，超聲波在天然氣中，沿氣體順流方向和逆流方向的傳播速度不同，通過測(cè)量兩個(gè)方向傳播的時(shí)間差，來計(jì)算出天然氣在管道中的流速，從而得出天然氣的瞬時(shí)流量。

2.2影響超聲波流量計(jì)精確度的主要因素

從理論上講，影響超聲波流量計(jì)量系統(tǒng)精確度的因素很多，直管段長度，溫壓變送器的安裝位置及精度，流量計(jì)本體內(nèi)加工精度，換能器性能及聲道數(shù)等都與計(jì)量精度密切相關(guān)。

換能器（探頭）性能的好壞和聲道數(shù)是影響流量計(jì)準(zhǔn)確度的重要因素。從理論上講，通過單聲道超聲波的發(fā)射和接收，就可計(jì)算出氣體流量，但實(shí)際天然氣在管道內(nèi)的流動(dòng)往往是不均勻分布的，這樣，只有通過多聲道流量計(jì)在不同截面的發(fā)射和接收，才能消除這種不均勻性，從而提高計(jì)量精度。

3.輸氣站場(chǎng)超聲波流量計(jì)的應(yīng)用建議

3.1做好流量計(jì)的設(shè)備選型工作

輸氣站場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，在選用超聲波流量計(jì)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注一下幾個(gè)方面。

一是要盡量選用多聲道流量計(jì)。目前天然氣輸氣站場(chǎng)用于貿(mào)易計(jì)量的流量計(jì)一般為四聲道超聲流量計(jì)，只有聲道數(shù)在四個(gè)以上時(shí)，才能滿足計(jì)量所需精度，減少與下游用戶的計(jì)量糾紛。

二是在流量計(jì)量程選擇上，要兼顧設(shè)備投用初期和遠(yuǎn)期用氣量；兼顧日峰谷、年峰谷用氣量。由于超聲波流量計(jì)的量程比比較寬，在用戶流量范圍波動(dòng)不是很大的情況下，根據(jù)計(jì)量管段壓力等級(jí)，通過合理的選擇流量計(jì)口徑，一般都能做到對(duì)上述不同流量值的兼顧。

3.2做好流量計(jì)量裝置的現(xiàn)場(chǎng)安裝和初始化配置工作

流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)安裝是否符合要求，對(duì)流量計(jì)量的準(zhǔn)確性影響很大。首先，在直管段的安裝上，不能僅限于滿足設(shè)備廠商的技術(shù)要求，更重要的是要滿足行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)備廠家的技術(shù)要求是在理想狀態(tài)下提出的，而輸氣站場(chǎng)具有復(fù)雜多樣性，各種配套設(shè)備的安裝狀況、運(yùn)行時(shí)的不同工況等都可能給準(zhǔn)確計(jì)量帶來影響。建議超聲波流量計(jì)上下游直管段應(yīng)滿足前30D、后40D，且上游安裝整流器的要求。另外，壓力、溫度取樣點(diǎn)的選擇也很重要，一般壓力的取樣點(diǎn)應(yīng)選擇在流量計(jì)本體上，以便能準(zhǔn)確測(cè)量流過流量計(jì)的天然氣壓力；溫度的取樣點(diǎn)一般選擇在流量計(jì)下游直管段5D左右處，這樣即能以減少溫度套管對(duì)氣體流態(tài)的影響，又能相對(duì)準(zhǔn)確地反映實(shí)際氣體的溫度。

3.3做好流量計(jì)的日常維護(hù)工作

雖然，超聲流量計(jì)的日常維護(hù)工作量并不大，但也要重點(diǎn)做好以下幾點(diǎn)工作，一是要定期對(duì)探頭進(jìn)行清理，污損的探頭對(duì)超聲波的發(fā)射和接收會(huì)造成影響，從而影響計(jì)量精度；二是要定期對(duì)流量計(jì)進(jìn)行聲速核查，通過軟件檢查各探頭的工作情況，使流量計(jì)始終處于最佳工作狀態(tài)，確保計(jì)量準(zhǔn)確。

3.4建立流量計(jì)遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)，延長流量計(jì)檢定周期，從而減少設(shè)備維護(hù)工作量

天然氣長輸管道具有距離長、社會(huì)依托差、遠(yuǎn)離城市的特點(diǎn)，這就給系統(tǒng)維護(hù)帶來一定難度。為此，建立一套遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)是非常必要的。超聲波流量計(jì)遠(yuǎn)程維護(hù)是以局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)（或互連網(wǎng)）為基礎(chǔ)的一套遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，輸氣站場(chǎng)需將流量計(jì)、流量計(jì)算機(jī)等設(shè)備組成局域網(wǎng)，并向上通過交換機(jī)、路由器等設(shè)備與廣域網(wǎng)（或互聯(lián)網(wǎng)）連接，這樣，在遠(yuǎn)端就可通過網(wǎng)絡(luò)訪問到當(dāng)?shù)氐牧髁坑?jì)或流量計(jì)算機(jī)，對(duì)其進(jìn)行檢查、維護(hù)或修改配置等。按照國家相關(guān)規(guī)定，具備遠(yuǎn)程維護(hù)能力的流量計(jì)，其檢定周期可以適當(dāng)延長，從原來的兩年一檢延長到六年一檢，這樣就可大大減少設(shè)備維護(hù)工作量。

4.結(jié)束語

綜上所述，文章通過研究，基本明確了超聲波流量計(jì)在輸氣站場(chǎng)的應(yīng)用方法，但鑒于輸氣站場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜性和多變性，因此以上方法在實(shí)際工作中的應(yīng)用，仍然需要結(jié)合輸氣站場(chǎng)本身的計(jì)量條件和現(xiàn)狀，予以進(jìn)一步彌補(bǔ)和完善，以提高超聲波流量計(jì)應(yīng)用的實(shí)效性，為輸氣站場(chǎng)提供更為專業(yè)的計(jì)量技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉軍芳.氣體超聲波流量計(jì)診斷功能的實(shí)踐應(yīng)用[J].中國科技博覽，2014，（5）：325.

[2]張建榮，烏云畢力格，郭超.超聲波流量計(jì)的原理與校準(zhǔn)使用[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2013，（23）：64-65.

篇(2)

【關(guān)鍵詞】 時(shí)差法超聲波流量計(jì) 遠(yuǎn)程通信

超聲波流量計(jì)是當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化以及檢測(cè)技術(shù)中常用的計(jì)量儀表，通常采用232/485通信接口或者4～20mA模擬信號(hào)接口輸出。這種輸出方式在很長一段時(shí)間內(nèi)滿足了工業(yè)上數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?。但隨著當(dāng)今工業(yè)自動(dòng)化的迅速發(fā)展尤其是各類檢測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展，常規(guī)的輸出方式的弊病已經(jīng)越來越明顯，流量計(jì)的遠(yuǎn)程通信成為一種趨勢(shì)。現(xiàn)在常用的解決方案是通過RTU接收儀表的數(shù)據(jù)，再實(shí)現(xiàn)儀表數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳。

一、超聲波流量計(jì)的基本結(jié)構(gòu)

計(jì)量儀表的設(shè)計(jì)通常分為一次儀表與二次儀表兩部分，這種超聲波流量計(jì)的基本構(gòu)架設(shè)計(jì)也遵從這種方式，采用一次儀表與二次儀表分開設(shè)計(jì)。超聲波流量計(jì)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

一次儀表主要實(shí)現(xiàn)將電能轉(zhuǎn)換為超聲波，同時(shí)實(shí)現(xiàn)超聲波信號(hào)的檢測(cè)與處理，

二次儀表主要實(shí)現(xiàn)檢測(cè)超聲波信號(hào)傳播時(shí)間，計(jì)算出相應(yīng)流速，并對(duì)相應(yīng)的結(jié)果進(jìn)行判斷與驗(yàn)證，同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理與輸出。可以說，二次儀表是計(jì)量儀表的大腦，所有的邏輯運(yùn)算與數(shù)據(jù)處理都在二次儀表中進(jìn)行。

超聲波流量計(jì)總體由一次儀表與二次儀表構(gòu)成[1]，一次儀表包括壓電換能器及其相關(guān)電路，包括：

（1）超聲波信號(hào)收發(fā)部分：完成超聲波信號(hào)的發(fā)射與接收，實(shí)現(xiàn)換能器對(duì)能量形式的轉(zhuǎn)換；

（2）超聲波信號(hào)處理部分：實(shí)現(xiàn)對(duì)收發(fā)信號(hào)的處理，使電路信號(hào)能夠與控制芯片信號(hào)較好的配合

二次儀表主要實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、信號(hào)處理等功能，其主要包括：

（1）最小系統(tǒng)：ARM芯片能夠工作的最基本系統(tǒng)條件，包括電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路等

（2）數(shù)字信號(hào)處理部分：包括已調(diào)理信號(hào)的處理、數(shù)據(jù)輸入存儲(chǔ)器等

（3）驅(qū)動(dòng)服務(wù)：完成人機(jī)互動(dòng)、數(shù)據(jù)通信等功能

二、遠(yuǎn)程通信模塊的基本結(jié)構(gòu)

現(xiàn)在常用的RTU采用485協(xié)議與儀表進(jìn)行通訊，然后通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。常見的網(wǎng)絡(luò)模塊包括ZIGBEE模塊、GPRS模塊、3G模塊以及最新的4G模塊等。

較為合理的遠(yuǎn)程通信方式可以考慮采用ZigeBee技術(shù)組成小范圍的無線傳感網(wǎng)絡(luò)解決有線通信走線復(fù)雜的問題，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)傳感器的互聯(lián)互訪。再通過某一至兩個(gè)GPRS節(jié)點(diǎn)上傳數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)通信，這樣的結(jié)構(gòu)既可以節(jié)省485通信線路走廊，也可以節(jié)約GPRS節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)。

總之，整個(gè)通信流程中，ZigBee與GPRS通信技術(shù)相互配合，取長補(bǔ)短，能夠，采用ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)近距離通信，GPRS實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，兩種方式可以實(shí)現(xiàn)大范圍、遠(yuǎn)距離的傳感器組網(wǎng)數(shù)據(jù)通信。

三、遠(yuǎn)程超聲波流量計(jì)遠(yuǎn)程模塊的設(shè)計(jì)

3.1遠(yuǎn)程模塊硬件結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)將常規(guī)超聲波流量計(jì)與RTU的設(shè)計(jì)相結(jié)合，采用ARM作為處理核心。由于ARM具備的多任務(wù)處理的能力，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理與傳輸。這種方案在傳統(tǒng)超聲波流量計(jì)的硬件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，只需要增加了傳感器的遠(yuǎn)傳模塊就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。傳感器基于Zigbee組網(wǎng)并通過GPRS實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能，使傳感器成為真正意義上的遠(yuǎn)程流量計(jì)。

遠(yuǎn)程超聲波流量計(jì)的基本結(jié)構(gòu)與常規(guī)流量計(jì)并沒有太大區(qū)別，但他的設(shè)計(jì)增加了網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器。其硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2所示。

以LPC2210作為控制器為例，通過SPI接口實(shí)現(xiàn)與MC13192 Zigbee模塊的數(shù)據(jù)傳輸，再通過UART1串口實(shí)現(xiàn)與SIM800 GPRS的數(shù)據(jù)傳輸。

3.2軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

無線收發(fā)功能主要是由GPRS模塊和Zigbee模塊配合實(shí)現(xiàn)的無線收發(fā)模塊的應(yīng)用程序各主要任務(wù)如表1所示：

通過優(yōu)先級(jí)的不同，依次完成各任務(wù)。

四、總結(jié)

通過將二次儀表的設(shè)計(jì)與RTU相結(jié)合，流量計(jì)的可嵌入性得到極大的提升，極大的降低了工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)、流量監(jiān)控系統(tǒng)等運(yùn)用場(chǎng)所中的安裝成本與設(shè)計(jì)難度，提高了數(shù)據(jù)傳輸效率，具有較好的研發(fā)前景。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]桂永芳. 相關(guān)法超聲波流量計(jì)二次儀表的研究[D].浙江大學(xué)，2004.

篇(3)

關(guān)鍵字：液體超聲波流量計(jì)；FPSO；體積管；外輸計(jì)量系統(tǒng)

1、FPSO外輸計(jì)量系統(tǒng)概述

FPSO原油計(jì)量和標(biāo)定系統(tǒng)主要由計(jì)量撬、標(biāo)定撬和控制系統(tǒng)三部分組成。設(shè)計(jì)采取三用一備的方式運(yùn)行，每路外輸管線的計(jì)量能力可達(dá)1800 m?/h，它的功能是將儲(chǔ)油輪油艙中的原油輸送至駁油輪的過程中（圖 1），對(duì)原油進(jìn)行精度達(dá)千分之二的精確計(jì)量和控制，為原油貿(mào)易結(jié)算提供可靠的依據(jù)；同時(shí)具備自動(dòng)取樣功能。

計(jì)量撬主要由DANIEL 3804超聲波流量計(jì)、電動(dòng)馬達(dá)閥（DBB閥）、流量控制閥、自動(dòng)取樣器、除氣過濾器、溫度、壓力變送器等組成；標(biāo)定撬由福爾赫曼FAURE HERMAN 8500渦輪流量計(jì)、電動(dòng)四通閥、電動(dòng)馬達(dá)閥、30寸球形體積管、兩個(gè)500L的水標(biāo)罐等組成；計(jì)量控制系統(tǒng)由上位機(jī)、五臺(tái)流量計(jì)算機(jī)、兩個(gè)控制盤等設(shè)備組成。

2、超聲波流量計(jì)在標(biāo)定過程中出現(xiàn)的問題

2.1采用體積管法和主表法結(jié)合的方式標(biāo)定超聲波流量計(jì)

FPSO的原油外輸計(jì)量系統(tǒng)首次使用超聲波流量計(jì)用于原油外輸?shù)耐赓Q(mào)計(jì)量；用30寸球形體積管標(biāo)定超聲波流量計(jì)，其中流量計(jì)采用DANIEL 3804超聲波流量計(jì)，它的標(biāo)定原理是用球形體積管對(duì)每臺(tái)流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定，當(dāng)球形體積管內(nèi)的球在30寸的管道內(nèi)運(yùn)行一周排出的液體量和超聲波流量計(jì)的讀數(shù)進(jìn)行比較。然后通過四通閥的換向?qū)崿F(xiàn)流程的切換。每臺(tái)流量計(jì)連續(xù)標(biāo)定5～10次，每次結(jié)果都要在允許誤差范圍以內(nèi)。

廠家原設(shè)計(jì)方案中使用體積管直接標(biāo)定超聲波流量計(jì)，通過多方調(diào)研，與國家石油天然氣大流量計(jì)量站、廠家討論液體超聲波流量計(jì)的標(biāo)定方式，考慮到首次使用超聲波流量計(jì)存在一定標(biāo)定風(fēng)險(xiǎn)。因此在設(shè)計(jì)時(shí)特別要求在標(biāo)定回路總管增加一個(gè)12寸的渦輪流量計(jì)以便在體積管直接標(biāo)液超不合格時(shí)進(jìn)行等精度傳遞法標(biāo)定。渦輪流量計(jì)作為主表，用于量值傳遞，先用球形體積管標(biāo)定渦輪流量計(jì)，再用渦輪流量計(jì)標(biāo)定液體超聲波流量計(jì)，使用渦輪流量計(jì)標(biāo)定液體超聲波流量計(jì)可以得到更好的重復(fù)性數(shù)據(jù)。液體超聲波流量計(jì)由于其工作原理與傳統(tǒng)的體積流量計(jì)或者渦輪流量計(jì)不一樣，超聲波流量計(jì)的輸出信號(hào)是不均勻的，需要通過流速和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算。如果使用球形體積管標(biāo)定液體超聲波流量計(jì)重復(fù)性精度在流量計(jì)精度的1/3以內(nèi)，（0.15%*1/3=0.05%），可能影響原油外輸計(jì)量標(biāo)定撬取得國家石油天然氣大流量計(jì)量站的標(biāo)定證書。為了保證計(jì)量標(biāo)定的取證工作順利完成，以及參考國內(nèi)成功經(jīng)驗(yàn)做法；因此選用體積管法和主表法結(jié)合的方式標(biāo)定超聲波流量計(jì)，即等精度傳遞法。

也就是說，標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的準(zhǔn)確度同上一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置的準(zhǔn)確度大致相等。同理，用該標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定其它流量計(jì)也可以得到相似的結(jié)果。只要該流量計(jì)的重復(fù)性足夠好，就可用該流量計(jì)作為傳遞標(biāo)準(zhǔn)將流量量值傳遞給下一級(jí)流量標(biāo)準(zhǔn)裝置或流量儀表。

2.2 球形體積管標(biāo)定球的材質(zhì)選用

此項(xiàng)目于2014年10月進(jìn)油，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)多次測(cè)試過油標(biāo)流程均正常，最后一次測(cè)試標(biāo)定流程后將四通閥反向，確認(rèn)管內(nèi)原油將球頂?shù)桨l(fā)球腔內(nèi)，體積管電伴熱一直打開，溫度保持在50℃～60℃；

在進(jìn)行油標(biāo)取證時(shí)，將四通閥反向，LUSM和渦輪主表流速均保持在200m?/h，體積管進(jìn)出口壓力與LUSM處壓力均為200kpa左右，排氣并維持此流程約20分鐘后開始正常標(biāo)定流程，無法接收到檢測(cè)開關(guān)信號(hào)，后經(jīng)多次不同流量測(cè)試，均未能接收到檢測(cè)開關(guān)信號(hào)；檢查檢測(cè)開關(guān)接線，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行短接測(cè)試，檢測(cè)開關(guān)信號(hào)均正常；檢查四通閥動(dòng)作，觀察現(xiàn)場(chǎng)閥位指示，正反向均動(dòng)作正常；在500m?/h流速下，四通閥反向保持20分鐘，后停泵，排油，打開發(fā)球腔，沒有找到標(biāo)定球；

懷疑標(biāo)定球可能損壞，再次進(jìn)行以下流程測(cè)試，觀察是否能將球頂?shù)桨l(fā)球腔內(nèi)。在流速1200m3/h，壓力200Kpa左右，四通閥反向，穩(wěn)定運(yùn)行約15分鐘后停泵，泄壓，打開發(fā)球腔，發(fā)現(xiàn)發(fā)球腔到四通閥直管段連接處有黃綠色殘留物如下圖，懷疑是標(biāo)定球溶解殘留。

由廠家參數(shù)表可知U-53最高耐受溫度77℃，在實(shí)際使用過程中體積管溫度將接近或者達(dá)到標(biāo)定球的極限溫度，是標(biāo)定球損壞的一個(gè)誘因。

體積管水標(biāo)時(shí)，油輪尚未出塢，船廠處于北方，年最高溫度低于南海油輪工作環(huán)境，標(biāo)定球不存在超溫情況。當(dāng)油輪到達(dá)工作海域后，南海氣溫高，加之計(jì)量撬電伴熱雙重作用，體積管內(nèi)溫度高于標(biāo)定球最高使用溫度，從而導(dǎo)致標(biāo)定球損壞。

3、主表渦輪流量計(jì)的與S600數(shù)據(jù)傳輸問題

在進(jìn)行油標(biāo)取證過程中出現(xiàn)在線標(biāo)定時(shí)主表（渦輪流量計(jì)）沒有讀數(shù)的情況。按照S600流量計(jì)算機(jī)中的說明，渦輪流量計(jì)典型接線：

調(diào)整回路中R阻值，觀察到在電阻680歐姆時(shí)S600能正確接收脈沖信號(hào)，脈沖高電平在19.5VDC左右，但是只維持了約5分鐘，就開始接收不穩(wěn)定，時(shí)好時(shí)壞；調(diào)整電阻從100-1000歐姆，均未能解決此問題；經(jīng)過排查，檢查接地正常，按目前接線方式，可能受電磁干擾。

經(jīng)分析認(rèn)為，現(xiàn)場(chǎng)渦輪流量計(jì)距離流量計(jì)算機(jī)距離較遠(yuǎn)。流量計(jì)安裝在現(xiàn)場(chǎng)，流量計(jì)算機(jī)安裝于中控機(jī)柜。二者直線距離為129米，電纜長度更長。而且電纜敷設(shè)使用電纜橋架方式，多個(gè)設(shè)備，多種類型電纜均有敷設(shè)在一起。3.9V的脈沖電壓極易受到干擾，造成流量計(jì)算機(jī)檢測(cè)不到。因此較為實(shí)際的方法是提高脈沖電平。由于計(jì)量撬處于2類危險(xiǎn)區(qū)，在原設(shè)計(jì)選型中脈沖放大器選用的是FUER HERMAN FH71-STD（標(biāo)準(zhǔn)型），該型放大器最大的優(yōu)點(diǎn)是滿足本安標(biāo)準(zhǔn)，適于危險(xiǎn)區(qū)使用。缺點(diǎn)是電平較低。如果需要較高電平則需要選擇3線制（OC開路）方案，該方案渦輪流量計(jì)脈沖放大器采用FH71-OC型。優(yōu)點(diǎn)是流量計(jì)算器脈沖輸入端獲得的電平較高，干擾影響小。缺點(diǎn)是FH71-OC不符合本安要求，安裝于2類危險(xiǎn)區(qū)時(shí)需要安裝在防爆接線盒內(nèi)。OC開路方案接線圖。

采取OC開路方案后實(shí)測(cè)到S600流量計(jì)算機(jī)脈沖輸入端，脈沖高電平為12V左右。導(dǎo)通流程測(cè)試渦輪流量計(jì)自始至終沒有出現(xiàn)流量為零情況，主表渦輪流量計(jì)的與S600數(shù)據(jù)傳輸問題得到解決。

2.4 取樣系統(tǒng)存在循環(huán)取樣積水情況

外輸原油經(jīng)取樣循環(huán)泵一部分返回主管線，另一部分流入采樣系統(tǒng)。采樣系統(tǒng)根據(jù)外輸流量，自動(dòng)控制氣體取樣泵按照計(jì)算的取樣間隔進(jìn)行取樣。由圖中所示，主循環(huán)管線為6”，取樣管線為1“。當(dāng)外輸結(jié)束后一部分油品殘留于循環(huán)管線和取樣管線中。在設(shè)備靜置期間，由于管線伴熱的加熱，殘留油品產(chǎn)生了油水分離現(xiàn)象。分離的水份積聚于取樣管線低點(diǎn)處。當(dāng)下次外輸時(shí)積聚的水份被循環(huán)至取樣柜隨即被取樣泵抽入取樣桶，導(dǎo)致外輸開始時(shí)取的油樣含水過高，從而影響整批油樣含水量。在第三次外輸作業(yè)過程中，由于沒有進(jìn)行取樣系統(tǒng)的排殘工作，出現(xiàn)取樣含水超過3%的情況，正常值是小于0.5%，。實(shí)踐證明在下次外輸開始前對(duì)取樣管線中的殘液進(jìn)行放殘，可有效減少水份被取入取樣系統(tǒng)的數(shù)量。原系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了低點(diǎn)排放，但是是作為管線和設(shè)備維修時(shí)排放使用。排放出的殘液需要人工收集，不便于操作，需要對(duì)其進(jìn)行改造。改造方案：在原有排放點(diǎn)基礎(chǔ)上將出口加裝管線延伸至閉排管匯。在外輸開始前打開排液閥門，使排出的殘液直接進(jìn)入閉排，防止取樣管線存水。在實(shí)際使用中又發(fā)現(xiàn)，外輸開始前各個(gè)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，打開排液閥門利用重力排殘，時(shí)間過長，效果不佳。而且閉排管匯入口高于排液管線出口，導(dǎo)致仍有一部分液體殘留在管線中。結(jié)合每次外輸前均需要對(duì)管線充氮?dú)膺M(jìn)行氣密保壓這一情況，利用充氣開始前或者結(jié)束后泄壓的時(shí)機(jī)，使用氮?dú)鈱⑷庸芫€中最后殘留的液體吹除，可取得較好的排殘效果。經(jīng)過排殘操作，清空了管線中的殘液，減少了水份進(jìn)入取樣系統(tǒng)的機(jī)會(huì)，保證所取油樣的準(zhǔn)確性和可靠性，利用商業(yè)結(jié)算避免了商業(yè)糾紛。

3、結(jié)束語

本文通過對(duì)超聲波流量計(jì)首次在FPSO外輸計(jì)量的應(yīng)用中出現(xiàn)的問題跟蹤和處理，對(duì)于液體超聲波流量計(jì)在FPSO外輸計(jì)量的應(yīng)用和設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)考慮：現(xiàn)階段體積管直接標(biāo)定超聲波流量計(jì)還存在不穩(wěn)定的現(xiàn)象，為了避免無法取證的風(fēng)險(xiǎn)可采用等精度傳遞的標(biāo)定方案；球形體積管標(biāo)定球的材質(zhì)選用考慮電伴熱和夏季高溫的情況，選用耐高溫材質(zhì)的標(biāo)定球；在主表渦輪流量計(jì)的選擇方面，考慮外界的干擾因素，可采用高電平的抗干擾能力強(qiáng)三線制流量計(jì)；自動(dòng)取樣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要考慮殘液的排放和吹掃的問題，避免出現(xiàn)貿(mào)易糾紛的問題。

參考文獻(xiàn)

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4、梁國偉，盛健，流量儀表等精度傳遞的實(shí)驗(yàn)研究和準(zhǔn)確度分析[C] 2001’

作者簡介

篇(4)

關(guān)鍵詞：多聲道超聲波流量計(jì)；原理；使用；維護(hù)

中圖分類號(hào)：P631.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

前言：污水處理廠擔(dān)負(fù)著處理蘭州石化公司污水處理和動(dòng)力廠、石化廠生產(chǎn)用水供水的重要作用，污水來水流量和供水流量的測(cè)量至關(guān)重要，流量表使用、維護(hù)的好壞嚴(yán)重關(guān)系著生產(chǎn)，通過對(duì)該流量表四年的使用和維護(hù)，我們發(fā)現(xiàn)了該表在使用中存在的一些問題，通過分析我們解決這些問題，保證了生產(chǎn)正常穩(wěn)定運(yùn)行。

1基本情況簡介

污水處理廠化工污水處理部和低溫水處理部在蘭州石化系統(tǒng)中起著非常重要的作用，多聲道超聲波流量計(jì)用在污水來水量和地下水的輸送流量測(cè)量上。在這兩個(gè)裝置中，我廠共使用了一臺(tái)UR-Ex1000型五聲道超聲波流量計(jì)和兩臺(tái)UR-Ex1000型三聲道超聲波流量計(jì)。

多聲道超聲波流量計(jì)測(cè)流精度高，一般來說一臺(tái)五聲道超聲波流量計(jì)在充滿水的管道中其測(cè)流精度可達(dá)±0.5%。多聲道超聲波流量計(jì)的核心部件是一臺(tái)微處理器（微型計(jì)算機(jī)），因此它能夠?qū)崿F(xiàn)流量的在線自動(dòng)連續(xù)測(cè)量，能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

2多聲道超聲波流量計(jì)的測(cè)流原理

首先，分析一下單聲道即一對(duì)換能器超聲波流量計(jì)的情況。其測(cè)流原理，如圖1所示。

設(shè)換能器、與水流方向的夾角為θ，水的流速為且不考慮橫流的影響，聲道長度為L，超聲波在靜水中的聲速為C。當(dāng)p1發(fā)射超聲波P2接收時(shí)，超聲波的順流傳播時(shí)間為：

（1）

當(dāng)發(fā)射P2發(fā)射P1接收時(shí)，超聲波的逆流傳播時(shí)間為：

（2）

逆順向傳播的時(shí)間差為：

[作者簡介]卓衛(wèi)周（1983-），男，陜西省武功縣人，大學(xué)本科，助理工程師，電話0931-7981178，電郵

（3）

因?yàn)镃OSθ≤1而且V2

（4）

受水溫變化的影響，聲速C在淡水中會(huì)在1400~1500m/s之間發(fā)生變化，為了消除溫度變化的影響，將C用L和T1、T2代換。

因?yàn)?/p>

這里

由式（4）可得：

（5）

由（5）式計(jì)算出來的流速是超聲波傳播路徑上的線平均流速。對(duì)于測(cè)流斷面很小而且流態(tài)很好的場(chǎng)合，如對(duì)于有很長直管段的小口徑管道，當(dāng)流速在一定范圍內(nèi)時(shí)，可以求出線平均流速和面平均流速之間的相關(guān)系數(shù)，進(jìn)而求得流量。但對(duì)于測(cè)流斷面較大、流量也比較大而且流態(tài)分布比較復(fù)雜的情況而言，很難找出線平均流速和面平均流速之間的相關(guān)系數(shù)。在這種情況下，就必須用多聲道超聲波流量計(jì)進(jìn)行測(cè)流。

對(duì)于多聲道測(cè)量，由式（5）求出線平均流速，再用加權(quán)積分計(jì)算出面平均流速和流量，即：

（6）

（7）

式中： 為面平均流速；Ki 為第i 聲道加權(quán)積分系數(shù)（i=1，2，3，4）；Vi 為第i 聲道線平均流速（i=1，2，3，4）；S為管道橫截面面積；Q為測(cè)流斷面流量。

3主要存在問題

從這三臺(tái)流量計(jì)使用至今，出現(xiàn)過如下問題：

（1）聲道長度L測(cè)不準(zhǔn)引起的誤差：因?yàn)榫€流速V與聲道長度L成線性關(guān)系，所以L的任何誤差都將給V帶來相同的誤差。

（2）聲道角θ測(cè)不準(zhǔn)引起的誤差：因?yàn)榕cCOSθ成反比，所以θ的測(cè)量誤差也會(huì)引起線流速的誤差。如當(dāng)θ=45°時(shí)，θ角有1°的誤差將會(huì)造成1.7%的線流速誤差。

（3）當(dāng)流線方向與測(cè)量斷面軸線不平行時(shí)，類似于聲路角的測(cè)量誤差將表現(xiàn)在流速中。這一效應(yīng)稱為橫流誤差，通常是由上游有彎曲流道、流道形狀及大小的變化或者障礙物離測(cè)量斷面太近引起的。

（4）沿任一聲道傳播的超聲波信號(hào)除正常傳播損失外，還會(huì)由于液體中夾帶汽泡、泥沙，或者由于換能器表面磨損、換能器表面附著水生物，或者掛上雜物等而產(chǎn)生衰減和失真。

（5）在排放化工污水的生產(chǎn)廠出現(xiàn)吹掃檢修時(shí)，來水中固體較大顆粒含量比較多，嚴(yán)重影響流量的測(cè)量波動(dòng)非常大，甚至造成換能器不工作。

（6）換能器的性能退化也會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)量。

（7）供電質(zhì)量存在問題造成元器件損壞無法工作。

4主要問題的分析及解決

總結(jié)引起這些問題的主要原因，主要涉及到以下方面：

（1）首先在流量計(jì)的安裝過程中，采用專用安裝測(cè)量工具或使用高精度的經(jīng)緯儀、鋼尺對(duì)每一對(duì)換能器的聲道長度進(jìn)行多次測(cè)量取平均值作為準(zhǔn)確值，這樣可使聲道長度誤差保持在0.1%以下。采用高精度激光經(jīng)緯儀對(duì)換能器定位，可使聲道角的測(cè)量誤差小于0.03°。在測(cè)流段的多個(gè)相鄰斷面上多次測(cè)量管道的截面積并用其平均值作為準(zhǔn)確值，可基本上保證流量誤差小于0.2%。在有條件的地方，例如對(duì)于直管段很長的鋼管，當(dāng)其半徑不很大而且具備施工條件時(shí)，可在鋼管上安裝“測(cè)量管”，測(cè)量管的內(nèi)徑與被測(cè)管道的內(nèi)徑完全相同。其次是在每次清洗或更換換能器后對(duì)聲道長度L進(jìn)行標(biāo)定。

（2）經(jīng)過為期一年的觀察，三臺(tái)超聲波流量計(jì)在工藝介質(zhì)比較正常的環(huán)境下正常運(yùn)行半年后，其換能器表面就會(huì)被水中的一些雜質(zhì)覆蓋而無法工作。解決方法一是定期對(duì)其換能器進(jìn)行清洗，二是原換能器55mm長度，其表面和管壁會(huì)形成一個(gè)凹槽，如圖1所示容易沉積雜質(zhì)，先把換能器更換為65mm長度后，如圖2所示，就不容易沉積雜質(zhì)可延長正常運(yùn)行時(shí)間。

圖1 圖2

（3）對(duì)于橫流誤差，我們采取兩種方法予以控制：① 將聲道定位在盡可能遠(yuǎn)離測(cè)量流道的彎曲部。當(dāng)這一條件不具備時(shí)，應(yīng)將聲道定位在與彎曲部的平面垂直的位置，以盡量減少橫流誤差。② 另一種可選擇的辦法是在與原聲道相同的高程上增加同等數(shù)量的聲道，但安裝的角度相反，如圖3所示。

假設(shè)：兩個(gè)聲道長度都等于L，原聲道角=θ=Ф=45°，實(shí)際流速方向角=θ'=43°、Ф'=47°，實(shí)際流速=V，測(cè)得：

這里K = 2VL/C2

正確值應(yīng)為：ΔT = KCOSθ

相對(duì)誤差

若設(shè)置第二個(gè)交叉聲道，則第二個(gè)測(cè)量值為ΔT =ΔT'=KCOSФ'

相對(duì)誤差

平均相對(duì)誤差為

E=（E1+E2）/2 ≈-0.0012

可見，在采用交叉聲道測(cè)流時(shí)，橫流誤差可被恰當(dāng)?shù)氐窒?/p>

（4）在生產(chǎn)廠檢修時(shí)經(jīng)過觀察在這段時(shí)間中化工污水入口UR-Ex1000型五聲道超聲波流量計(jì)基本上無法運(yùn)行，因?yàn)檫@種時(shí)差式超聲波流量計(jì)適用于水質(zhì)比較清的介質(zhì)，在生產(chǎn)廠運(yùn)行正常時(shí)運(yùn)行良好，但來水水質(zhì)一發(fā)生變化，大的固體顆粒含量比較多時(shí)就無法正常工作。為解決這種問題在入口處在增加一臺(tái)多普勒式超聲波流量計(jì)，在生產(chǎn)廠出現(xiàn)檢修吹掃時(shí)就可以用它來正常監(jiān)測(cè)來水流量。

（5）經(jīng)過觀察大約兩年時(shí)間換能器就會(huì)出現(xiàn)老化的問題，所以必須定期更換換能器。

（6）在生產(chǎn)運(yùn)行過程中出現(xiàn)過幾次元器件損壞的問題，原因是供電質(zhì)量不好，所以我們?cè)诒淼墓╇娗岸思恿艘粋€(gè)電源保護(hù)器后，大大的提高了元器件的壽命。

5結(jié)論

經(jīng)過我們的認(rèn)真分析和總結(jié)，UR-Ex1000超聲波流量計(jì)存在的問題得以基本上解決，運(yùn)行良好，滿足了工藝生產(chǎn)的要求。

篇(5)

對(duì)于新建工程，地區(qū)公司間的交接計(jì)量隨工程設(shè)計(jì)、建設(shè)同步進(jìn)行。對(duì)于已有輸氣管道，地區(qū)公司間的計(jì)量交接工程多需要在正在運(yùn)行中的管道、站場(chǎng)基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，新系統(tǒng)對(duì)原站場(chǎng)工藝系統(tǒng)的影響和停輸?shù)目尚行砸M(jìn)行詳盡的分析，將影響降到最低，確保向下游供氣安全。本文以某交接計(jì)量工程為例，分析在地區(qū)公司間交接計(jì)量工程設(shè)計(jì)中的幾個(gè)控制要點(diǎn)，從接人點(diǎn)的選擇、設(shè)備的適用性分析等方面進(jìn)行分析論證。

1天然氣交接計(jì)量工程接人點(diǎn)的選擇

根據(jù)區(qū)域管理界面，計(jì)量設(shè)施接人點(diǎn)的選擇必須保證上下游計(jì)量數(shù)據(jù)交接界面清晰，對(duì)站內(nèi)系統(tǒng)影響最小，充分利用站內(nèi)現(xiàn)有設(shè)施，從而控制工程投資。

交接計(jì)量設(shè)施設(shè)置分為在上游公司站場(chǎng)設(shè)置和在下游公司站場(chǎng)設(shè)置兩種情況。

  (1)交接計(jì)量設(shè)施設(shè)置在上游公司站場(chǎng)時(shí)，接人點(diǎn)盡量選擇在出站總線上，通過計(jì)量設(shè)備直接讀取貿(mào)易交接氣量，避免多支路計(jì)量進(jìn)行求和的形式，防止多支路誤差累計(jì)，造成計(jì)量精度降低。

  (2)交接計(jì)量設(shè)施設(shè)置在下游公司站場(chǎng)時(shí)，接人點(diǎn)盡量選擇在進(jìn)站總線上，同樣通過計(jì)量設(shè)備直接讀取貿(mào)易交接氣量，避免多支路誤差累計(jì)，降低計(jì)量精度。

  (3)多條干線交匯的樞紐站場(chǎng)，交接計(jì)量設(shè)施設(shè)置位置要經(jīng)過仔細(xì)研究站內(nèi)工藝流程，進(jìn)行實(shí)地踏勘，理清樞紐站場(chǎng)的聯(lián)通管道，避免氣量重復(fù)計(jì)量和漏計(jì)量情況。

2超聲波流量計(jì)的適應(yīng)性

交接計(jì)量工程所需計(jì)量的天然氣量為各輸氣干線的輸氣量，氣量大、壓力高，所以計(jì)量設(shè)備選擇時(shí)要在滿足計(jì)量精度的前提下還要能適應(yīng)大流量、高壓力天然氣的計(jì)量。

2.1超聲波流量計(jì)計(jì)量原理

貿(mào)易交接系統(tǒng)超聲流量計(jì)采用絕對(duì)時(shí)間差法氣體超聲流量計(jì)，絕對(duì)時(shí)間差法準(zhǔn)確度高，抗干擾能力強(qiáng)，應(yīng)用較廣泛。

絕對(duì)時(shí)間差超聲波流量計(jì)通過測(cè)量超聲波在逆流和順流情況下的傳輸時(shí)間，獲得各聲道天然氣的流速和聲速!”。逆流和順流的傳輸時(shí)間表達(dá)式為:

 

2.2 超聲波流量計(jì)對(duì)氣質(zhì)的適應(yīng)性

管輸天然氣對(duì)超聲波流量計(jì)計(jì)量影響因素主要是天然氣中水份、粉末等臟污介質(zhì)。在天然氣流動(dòng)過程中，這些臟污介質(zhì)會(huì)附著在流量計(jì)上、下游管道和超聲波探頭表面，使流量計(jì)的有效內(nèi)徑減小，導(dǎo)致氣體流量的測(cè)量值較實(shí)際值偏高，影響天然氣的計(jì)量準(zhǔn)確度!2l。超聲波流量計(jì)是利用超聲波在液體中傳播時(shí)所載流體流速的信息來實(shí)現(xiàn)流量的測(cè)量，具有非接觸、高靈敏度的特點(diǎn)，超聲波流量計(jì)對(duì)氣質(zhì)的適應(yīng)性較強(qiáng)，正常運(yùn)行時(shí)氣質(zhì)內(nèi)細(xì)小雜質(zhì)對(duì)超聲波流量計(jì)基本無影響，在方案制定前要了解氣質(zhì)資料，一般運(yùn)行多年的天然氣管道內(nèi)較大的雜質(zhì)顆粒幾乎都被清除掉，以下是收集的某站過濾分離設(shè)備排污情況:

2011年6月7日至6月9日的通球記錄:三天內(nèi)，從管道清管收球結(jié)束時(shí)排污量很少，6月7日收球后排污量為0.178 m3; 6月8日收球后排污量為少量粉塵和油脂;6月9日收球后排污量為黑色粉末狀固體0.5 kg

經(jīng)了解多條輸氣干線運(yùn)行多年后，氣體過濾分離設(shè)備的排污率幾乎為0，不存在大塊的、硬質(zhì)地的污物。根據(jù)氣質(zhì)分析，上游來氣氣質(zhì)適用于超聲波流量計(jì)測(cè)量工況條件，粉末狀固體對(duì)超聲波流量計(jì)的影響微乎其微。

2.3 超聲波流量計(jì)對(duì)氣量的適應(yīng)性

作為大流量天然氣計(jì)量首選的超聲波流量計(jì)目前最大口徑為DN400。計(jì)量系統(tǒng)通常有幾路并聯(lián)的流量測(cè)量管路組成，每條流量測(cè)量管路由上下游截?cái)嚅y、流量計(jì)、上游及下游直管段、流量調(diào)整器(整流器)、流量計(jì)算機(jī)及其他溫度、壓力計(jì)量儀表組成。下面以某設(shè)計(jì)壓力為10.0 MPa的交接計(jì)量工程為例，說明計(jì)量管路系統(tǒng)配置。

超聲波流量計(jì)天然氣通過流速按20 m/s計(jì)算，計(jì)算后根據(jù)圓整后的口徑進(jìn)行復(fù)核，一般設(shè)計(jì)流速在2022 m/，范圍內(nèi)即可。根據(jù)交接氣量，某交接計(jì)量工程流量計(jì)核算見表1。

根據(jù)表1，輸氣干線1采用5路DN400超聲波流量計(jì)(4用1備)設(shè)置，最大流量工況時(shí)超聲波流量計(jì)處流速22.0 m/s，輸氣干線2采用6路DN400超聲波流量計(jì)，5用1備設(shè)置。當(dāng)最大流量工況時(shí)超聲波流量計(jì)處流速約20.2 m/s。當(dāng)在小流量工況時(shí)，通過調(diào)整超聲波流量計(jì)運(yùn)行數(shù)量保證單路流速不會(huì)過低或過高。

3 錐形過濾器在大口徑管道的應(yīng)用

改造工程施工過程中會(huì)出現(xiàn)一些不確定因素，管道的吹掃不到位，可能有焊渣等雜質(zhì)被遺留在管道內(nèi)。過濾掉焊渣等施工中遺留的雜質(zhì)是保證計(jì)量設(shè)備安全運(yùn)行的關(guān)鍵。錐形過濾器具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝、拆卸方便等優(yōu)點(diǎn)，可以在管道上安裝，至于管道內(nèi)部，不占用空間。某交接計(jì)量工程中，設(shè)計(jì)借鑒壓縮機(jī)進(jìn)口管道前設(shè)置的錐形過濾器，將錐形過濾器引進(jìn)大口徑管道，設(shè)置在計(jì)量設(shè)備前，投產(chǎn)初期可用于過濾管道內(nèi)的雜質(zhì)。

3.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

交接計(jì)量工程管徑較大，運(yùn)行壓力較高，錐形過濾器不僅要保證過濾要求，還有適應(yīng)大口徑和高壓力的工況，設(shè)計(jì)錐型過濾器時(shí)首先要考慮設(shè)備強(qiáng)度和在氣流沖擊下的穩(wěn)定性。通過設(shè)置加強(qiáng)筋、加強(qiáng)圈保證錐形過濾器的強(qiáng)度，在錐部設(shè)置支撐管和支撐片減小其在氣流沖擊下的晃動(dòng)，避免設(shè)備的疲勞損壞。將錐型改為管狀，便于支撐片安裝以增強(qiáng)迎氣方向的強(qiáng)度。

3.2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

  (1)工藝流程設(shè)計(jì)時(shí)要注意錐形過濾器多為啟動(dòng)初期臨時(shí)使用，氣流方向沿著錐形從大到小的方向流動(dòng)，雜質(zhì)和污物便于清理。

  (2)工藝設(shè)計(jì)時(shí)錐形過濾器考慮檢修可以設(shè)置旁通管。

  (3)設(shè)置差壓表，便于檢測(cè)過濾器是否堵塞。

  (4)錐形過濾器需要安裝在管路里，前后設(shè)置檢修拆裝用法蘭，錐形過濾器人口法蘭緊固件選擇時(shí)要考慮法蘭、墊片、錐形過濾器支撐環(huán)的厚度，選擇合適的螺栓長度。

篇(6)

關(guān)鍵詞：流量計(jì)水計(jì)量儀表流量儀表

一、如何選型

要使用好流量儀表，選型是關(guān)鍵。目前大口徑流量儀表生產(chǎn)廠家超過100家，型號(hào)超過50種。要根據(jù)你的流量范圍、安裝環(huán)境、經(jīng)濟(jì)條件、管理水平、進(jìn)行國內(nèi)外不同流量儀表的性價(jià)比來確定理想的型號(hào)。

1、水廠泵房進(jìn)出廠水計(jì)量儀表

水廠的進(jìn)出廠水管安裝流量計(jì)準(zhǔn)確可靠性，是關(guān)系到水廠的經(jīng)濟(jì)核算、產(chǎn)銷差（漏損率）的合理計(jì)算，也是供水企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營的最主要的依據(jù)。由于水廠泵房能保證供電，安裝條件好，因此，首選應(yīng)該考慮的是帶標(biāo)準(zhǔn)管的電磁流量計(jì)，其次才是聲契穿透式超聲波流量計(jì)。因?yàn)殡姶帕髁坑?jì)測(cè)量精度高（±0.3-0.5%），直管段要求相對(duì)短，所測(cè)量內(nèi)徑不會(huì)因使用時(shí)間長產(chǎn)生變化，維修相對(duì)簡單等優(yōu)點(diǎn)。

2、貿(mào)易結(jié)算收費(fèi)流量儀表

以前我們通常使用的貿(mào)易結(jié)算流量儀表都是機(jī)械水表，隨著科技發(fā)展，越來越多的電子水表（流量計(jì)）作為大口徑計(jì)費(fèi)水表的更新?lián)Q代產(chǎn)品。電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、渦街電磁流量計(jì)等（注：新的水表檢定規(guī)程已包含此類型電子水表），尤其是帶標(biāo)準(zhǔn)管的電磁流量計(jì)和超聲波流量計(jì)，這些流量計(jì)最大的特點(diǎn)是：

(1)測(cè)量精度高，通?！?％－±0.3％，其中帶標(biāo)準(zhǔn)管的電磁流量計(jì)測(cè)量精度最高、最線性。

(2)根據(jù)實(shí)際情況，可選用免市電供電流量計(jì)，采用鋰電供電時(shí)間長達(dá)6年以上。

(3)測(cè)量范圍寬（可高達(dá)1000:1），也就是說其使用最大流量值比機(jī)械表的過載流量值大，而始動(dòng)流量值比機(jī)械表小。

(4)基本免維護(hù)。尤其是免受雷擊。

(5)具有準(zhǔn)確無誤的累積量、瞬時(shí)量輸出以及通訊接口，便于數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，這也是機(jī)械表無法比擬的。

3、分區(qū)域計(jì)量流量儀表

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自來水企業(yè)深層次的科學(xué)管理，區(qū)域計(jì)量的必要性和重要性也逐漸體現(xiàn)出來。區(qū)域計(jì)量主要有三個(gè)作用：即

(1)合理調(diào)度市區(qū)管道流量，滿足用戶水量需求，同時(shí)為企業(yè)節(jié)約能源，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。安裝市區(qū)主管道流量儀表為控制水廠水泵機(jī)組的流量和市區(qū)供水管道流向、流量的合理調(diào)度方案提供了依據(jù)；

(2)對(duì)企業(yè)內(nèi)部供銷進(jìn)行責(zé)任、經(jīng)濟(jì)考核；

(3)對(duì)企業(yè)漏損率進(jìn)行分解。對(duì)一些漏損率高的區(qū)域進(jìn)行科學(xué)分析，找出原因，例如漏水、偷水、或計(jì)量不準(zhǔn)確等等，并及時(shí)采取相應(yīng)措施，降低漏損率。

為了準(zhǔn)確、可靠監(jiān)控計(jì)算區(qū)域用水量，為深入了解研究漏損率的變化，近年來不少自來水公司增加區(qū)域管道流量、流向、壓力、水質(zhì)的檢測(cè)等在線測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)踐證明，分區(qū)計(jì)量給自來水公司帶來了很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益而區(qū)域計(jì)量范圍越小越好，但選好流量儀表也是關(guān)鍵。要根據(jù)不同的要求、不同的環(huán)境、不同的經(jīng)濟(jì)條件、不同的管理水平來確定使用那種類型的流量計(jì)。

對(duì)于作為主管道水量檢測(cè)、調(diào)度的計(jì)量儀表，這些流量計(jì)口徑一般較大，測(cè)量精度不高，另一方面考慮不影響大面積供水，建議新安裝時(shí)選用帶標(biāo)準(zhǔn)管電磁流量計(jì)，而舊管道可考慮安裝投資相對(duì)小、安裝方便的插入式超聲波流量計(jì)或插入式電磁流量計(jì)；對(duì)于產(chǎn)銷差分區(qū)考核，監(jiān)控漏損率變化的流量儀表最好采用測(cè)量精度高的標(biāo)準(zhǔn)管電磁流量計(jì)和超聲波流量計(jì)，這些儀表供電方式如果市電難于保證、安裝困難的情況下，建議選用技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)越的免市電的流量計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)管的鋰電電磁流量計(jì)目前可提供最大DN600mm（鋰電電磁流量計(jì)目前市場(chǎng)價(jià)要比市電供電的電磁流量計(jì)貴1-2倍），超聲波流量計(jì)DN400mm，當(dāng)然，遠(yuǎn)傳系統(tǒng)和壓力儀表等配套設(shè)備也必須選用免市電的裝置。

對(duì)于采用市電供電的流量計(jì)，建議生產(chǎn)廠家提供24伏直流供電，配備性能好的24伏充電器、儲(chǔ)電池，停電計(jì)時(shí)器，并采取適當(dāng)?shù)姆览卓垢蓴_措施，這樣有利于流量計(jì)的可靠運(yùn)行。

二、流量儀表的科學(xué)管理

流量儀表的科學(xué)管理包括遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)管理、儀表檢定（校準(zhǔn)）、修理和維護(hù)等。隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，遠(yuǎn)程檢測(cè)從原來的單一無線電臺(tái)發(fā)展到現(xiàn)在的GPRS、CDMA、GSM、ADSL、PSTN（電話網(wǎng)絡(luò)）等數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，下面談?wù)劰P者的體會(huì)。

大口徑流量儀表的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳分兩大類：在線遠(yuǎn)傳和間斷遠(yuǎn)傳。有些流量儀表如水廠、區(qū)域計(jì)量、用水大戶、城鄉(xiāng)結(jié)合部等，這些儀表需要永遠(yuǎn)在線檢測(cè)，選型考慮GPRS、CDMA、PSTN以及電臺(tái)更合適些；從安裝工作量、投資成本和運(yùn)行的可靠性考慮，采用GPRS、CDMA移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)為優(yōu)先選擇。而小數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，只需每天監(jiān)測(cè)用水情況，選擇GSM較為合適。目前有一種GSM遠(yuǎn)傳裝置，采用鋰電供電三年左右（電池價(jià)格不到100元），防水等級(jí)IP68，體積象電話機(jī)那么大。每天激活一次，就可以把24小時(shí)正點(diǎn)的累積流量、瞬時(shí)流量、供電情況、門禁等六個(gè)參數(shù)通過GSM把信息打包傳送到你的電腦進(jìn)行分析、儲(chǔ)存、打印。這種裝置價(jià)格和運(yùn)行成本相對(duì)較低，還可以作為便攜移動(dòng)式數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳儀表，它也算是現(xiàn)代科技發(fā)展的成果。因此對(duì)于貿(mào)易結(jié)算流量計(jì)和大口徑水表采用這種遠(yuǎn)傳裝置已完全滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?/p>

儀表的數(shù)據(jù)管理可以根據(jù)需要配置不同的遠(yuǎn)傳裝置進(jìn)行在線遠(yuǎn)傳和間斷遠(yuǎn)傳，必要時(shí)將數(shù)據(jù)載入信息中心數(shù)據(jù)庫永久保存、打印和傳遞到部門領(lǐng)導(dǎo)以及總公司決策者。

三、流量計(jì)的檢定：

流量計(jì)的檢定（校準(zhǔn)）目前國家沒有在線（校準(zhǔn)）檢定規(guī)程的情況下，建議給排水協(xié)會(huì)盡快出臺(tái)流量計(jì)在線校準(zhǔn)辦法試行1―2年，然后根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行完善報(bào)建設(shè)部作為部頒標(biāo)準(zhǔn)。流量計(jì)如無異常情況或進(jìn)行使用中檢驗(yàn)均符合要求的在線校準(zhǔn)周期一般為兩年，而對(duì)于DN400mm以上流量計(jì)，建議每年校準(zhǔn)一次，尤其是采用非標(biāo)準(zhǔn)管的流量計(jì)，要特別注意管內(nèi)徑變小致使流量計(jì)偏快的現(xiàn)象，而這種現(xiàn)象用便攜式超聲波進(jìn)行比對(duì)是檢查不出來的（除非流量計(jì)前或后有標(biāo)準(zhǔn)管段）。對(duì)于拆卸送校驗(yàn)臺(tái)強(qiáng)檢的流量計(jì)，考慮到國家多年來對(duì)強(qiáng)檢計(jì)量器具的執(zhí)行規(guī)定和綜合管理成本，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)管傳感器，其襯里已采取防腐措施的大口徑流量儀表（如電磁、超聲波水表等）建議延長到4年。

這里還值得一提的是，一些權(quán)威計(jì)量部門不僅為了保證儀表計(jì)量的準(zhǔn)確性，還看重校準(zhǔn)（檢定）費(fèi)的高昂收入紛紛籌備建立流量校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，并下文縮短周期拆卸送檢，增加企業(yè)工作量和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，造成不符合實(shí)際、不和諧的現(xiàn)象。

篇(7)

關(guān)鍵詞 超聲流量計(jì)；大口徑流量計(jì)；傳播速度；在線檢定

中圖分類號(hào)：TH814 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2013）17-0088-01

為測(cè)量流體流量，通過檢測(cè)流體流動(dòng)對(duì)超聲脈沖作用的儀表稱之為超聲流量。與電磁流量計(jì)相同，超聲流量計(jì)屬于無阻礙流量計(jì)，因其儀表流通通道中不存在任何阻礙件，該類流量計(jì)適用于解決測(cè)量流量困難等問題，尤其在測(cè)量大口徑流量方面具有十分突出的優(yōu)勢(shì)。安裝于測(cè)量管道上的轉(zhuǎn)換器和超聲換能器組成了超聲流量計(jì)。作為大口徑管線在線校準(zhǔn)儀表，與其它儀表相比，超聲波流量計(jì)具有著明顯優(yōu)勢(shì)：1）超聲波流量計(jì)穩(wěn)定性好、維修率低，不存在可動(dòng)部件；2）無壓力損失量，不會(huì)對(duì)流動(dòng)形成阻礙；3）便于安裝、攜帶等；4）可進(jìn)行管外安裝校準(zhǔn)，前提是在不會(huì)對(duì)被檢儀表正常工作產(chǎn)生影響的情況下。在水利水電行業(yè)的電站、泵站、渠道、輸水管道流量計(jì)量中、在市政行業(yè)污水、中水、自來水、原水的計(jì)量中，都廣泛應(yīng)用了各種超聲流量計(jì)。超聲流量計(jì)在確保測(cè)量準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)上，有效提升了管網(wǎng)輸水效率。超聲流量計(jì)還具有準(zhǔn)確測(cè)量、在線標(biāo)定、現(xiàn)場(chǎng)安裝、大口徑等特點(diǎn)。

1 在線檢定事項(xiàng)

1.1 正確安裝流量計(jì)

在實(shí)際安裝過程中，由于現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，常會(huì)遇到管道口和流量計(jì)口徑不符、泵、彎頭、閥門距離流量計(jì)太近、直管段長度不夠等問題，因此就容易導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生。與實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定誤差相比，檢定中被檢流量計(jì)實(shí)際誤差要大，就是這個(gè)原因所致。因此，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)流標(biāo)定是非常重要的。在此，介紹正確安裝標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)位置，在進(jìn)行安裝時(shí)，應(yīng)避開有害漩渦，與下游、上游擾動(dòng)源保持一定距離，上游擾動(dòng)源有如閥、支管、異形管、彎頭等各類阻流關(guān)鍵和螺線式焊縫管。換能器安裝與下游直管段5D位置，安裝在上游直管段10D的位置。上游擾動(dòng)源會(huì)引發(fā)旋轉(zhuǎn)流和流速分布畸變。如彎管閥門等因素形成的下游擾動(dòng)會(huì)引發(fā)上溯傳播。而當(dāng)閥、泵等設(shè)備存在于上游時(shí)，建議設(shè)置直管段長度30D為宜。

1.2 管道測(cè)量參數(shù)的正確設(shè)置

若未正確設(shè)置管道參數(shù)，則會(huì)使被檢流量計(jì)產(chǎn)生極大誤差?，F(xiàn)場(chǎng)管道外徑可采用外徑尺進(jìn)行實(shí)測(cè)，并將正確的管道參數(shù)輸入，±1毫米是允許范圍內(nèi)的測(cè)量誤差。管道壁厚采用超聲波測(cè)厚儀進(jìn)行實(shí)測(cè)，±0.1毫米是允許范圍內(nèi)的測(cè)量誤差。留意管道內(nèi)是否存在結(jié)垢或里襯的現(xiàn)象，若有，應(yīng)將里襯參數(shù)正確輸入，注意對(duì)輸入正確管道材料的選擇。對(duì)被測(cè)流量計(jì)的參數(shù)進(jìn)行檢查，若發(fā)生實(shí)際測(cè)量參數(shù)與原管道參數(shù)不相符的情況時(shí)，為了預(yù)防誤差的產(chǎn)生，應(yīng)將實(shí)測(cè)參數(shù)正確輸入。

1.3 檢查信號(hào)值及聲速顯示值

若實(shí)際水溫聲速與聲速顯示值相差較大，原因?yàn)閷?shí)際管道參數(shù)與管道參數(shù)設(shè)置不符所致，應(yīng)重新檢查管道參數(shù)的設(shè)置。如果產(chǎn)生異常信號(hào)，應(yīng)盡量避開振動(dòng)干擾和強(qiáng)磁場(chǎng)，并對(duì)其周圍是否存在干擾源進(jìn)行檢查。若信號(hào)值偏弱，應(yīng)對(duì)換能器安裝正確與否進(jìn)行重新檢查。

1.4 去除零點(diǎn)漂移

為將零點(diǎn)漂移消除，換能器的耦合劑可采用聲學(xué)性能較好的凡士林或黃油代替；采用動(dòng)態(tài)調(diào)零或靜態(tài)調(diào)零作為標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)對(duì)流量信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。

2 在線檢定方法

在自來水公司供水及水庫供水中，口徑超過DN300大口徑水流量計(jì)為最常使用的流量計(jì)。因多數(shù)大口徑水流量計(jì)為插入式超聲波流量計(jì)或者電磁流量計(jì)，因此，插入管道或者法蘭連接等方式的連接為儀表的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的儀表送檢、運(yùn)輸、以及拆裝過程較為繁瑣，且僅在停流時(shí)，才能夠拆卸。除此之外，該流量計(jì)的實(shí)驗(yàn)室校驗(yàn)的工作條件間與現(xiàn)場(chǎng)工作條件相差較大，因此無法確定流量計(jì)準(zhǔn)確度偏離。采用溶劑法對(duì)大口徑水流量計(jì)進(jìn)行檢定是不現(xiàn)實(shí)的，因此大口徑水流量計(jì)的測(cè)量流量相當(dāng)大，當(dāng)然，現(xiàn)象具備標(biāo)定好的水池除外。所以，可采用直接比較法來檢定被檢流量計(jì)，且標(biāo)準(zhǔn)表法是最好的在線檢定方法。

在整體檢定過程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)在線檢定的標(biāo)準(zhǔn)、要求，標(biāo)準(zhǔn)表的選型是非常重要的，要根據(jù)安裝盡量簡便、不用破管、寬量程、穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)，來進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)表的選用。流量計(jì)的類型多種多樣，安裝便攜式超聲波流量計(jì)的換能器不需要停留截管，其采用了外夾式的方式，與其他流量計(jì)不同，該換能器僅需安裝與已設(shè)管道外部即可。與其他流量計(jì)相比，該換能器為在線檢定大口徑水流量計(jì)奠定了基礎(chǔ)。超聲流量計(jì)在確保測(cè)量準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)上，有效提升了管網(wǎng)輸水效率。超聲流量計(jì)還具有準(zhǔn)確測(cè)量、在線標(biāo)定、現(xiàn)場(chǎng)安裝、大口徑等特點(diǎn)。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷推進(jìn)，也促進(jìn)了超聲波技術(shù)的發(fā)展，具備了無壓力損失、不用破管、適合多種材料和口徑的管道、量程范圍廣、穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)的超聲波便攜式流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表的可能。因此，在對(duì)大口徑水流量計(jì)進(jìn)行量值傳遞時(shí)應(yīng)用超聲流量計(jì)為最佳選擇。

3 結(jié)束語

與電磁流量計(jì)一樣，超聲流量計(jì)屬于無阻礙流量計(jì)，因其儀表流通通道中不存在任何阻礙件，該類流量計(jì)適用于解決測(cè)量流量困難等問題，尤其在測(cè)量大口徑流量方面具有十分突出的優(yōu)勢(shì)。作為標(biāo)準(zhǔn)表傳遞量值可采用超聲波流量計(jì)，不僅合理、科學(xué)地保護(hù)水資源、極大程度上量化水資源有償使用，同時(shí)也保護(hù)了用、取水雙方的利益，減輕了企業(yè)送檢費(fèi)用，從而使周期檢定大口徑水流量計(jì)成為現(xiàn)實(shí)。

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