德國VSEAR2500流量計工廠同時我們還經營：為了提高孔板流量計的準確度,可采取以下措施。1.標準孔板節流裝置的制造與安裝　　利用標準孔板流量計測量天然氣流量必須嚴格按照SY/T6143-2004標準規定的各項技術指標，對標準孔板節流裝置進行設計、加工制造、檢驗、安裝和使用。特別是孔板直角入口邊緣尖子度和測量管內壁粗糙度的加工和檢驗;孔板前后直管段長度的保證，直管段圓度、臺階以及孔板與測量管同軸度的保證。另外，開發統一的標準孔板流量計的設計軟件,可提高節流裝置設計和儀表選型的技術水平。2.采用可換孔板裝置與定值節流裝置　　可換孔板節流裝置是一種新型節流裝置,節流元件精確地安裝在固定的座體內(座體通過法蘭與管道連接)，在不拆動管道或不停止流體輸送的情況下，可方便地提升孔板，進行檢查、清洗或更換,從而保證了計量準確度。采用液壓升降的裝置,孔板提升輕便,特別適用于大口徑孔板。這種節流裝置還配有清洗室和清洗機構,為解決污垢介質，特別是單井天然氣的準確計量提供了有效手段?！　《ㄖ倒澚餮b置改變了現有節流裝置根據計算結果加工其孔徑的方法,對每種通徑測量管道配以有限數量的節流件,孔徑系列按優先數系選用,每種通徑配35種不同孔徑比β值的孔板。目前節流裝置設計猶如量體裁衣，定值節流裝置則變成成衣選用,采用定值節流裝置有利于產品批量生產，降低生產成本,方便選用和使用，便于監督生產?？蓳Q孔板節流裝置和定值孔板相配套,將改變傳統的生產方式,實現了節流裝置產品系列化、通用化和標準化,有利于提高標準孔板裝置計量的準確度?！　藴士装宕嬖诘娜秉c是入口直角銳利度易在流體沖刷下發生鈍化。據估計,鈍化嚴重的可能使流出系數偏移1%~2%,鈍化后其流出系數較為穩定,這在流量計算中給孔板入口直角銳利度的精確修正帶來很大的困難。標準噴嘴的流出系數是穩定的，另外，在同樣流量和相同β值時噴嘴的壓力損失只有孔板的30%。影響標準噴嘴推廣使用的主要原因是噴嘴制造成本高,在標準中噴嘴的流出系數不確定度較大(約2%)。采用定值節流件,專用加工設備實現批量生產,降低生產成本,而個別校準則可得到高精確度的流出系數,在天然氣流量測量中用噴嘴代替孔板，其優點是明顯的。3.應用合理的流量積算方案　　根據天然氣計量工況條件和用戶對計量精度的要求，應采用對壓力、溫度和天然氣組分變化對流量自動部分補償或全補償的積算方案，計量系統測量儀表配備和精度的選用應符合GB/T18603-2001妖然氣計量系統技術要求》。用智能差壓變送器,壓力變送器、溫度變送器和流量計算機組成在線檢測系統，使溫度和壓力變化得到補償，可以提高測量準確度,降低流態脈動(或波動)引起的流量測量附加誤差?？装辶髁坑嬃砍瘫纫话銥?~3,而實際測量天然氣流量變化有時會超過這個范圍。在這種情況下，其測量準確度顯著下降,如果采用定值節流裝置,寬量程智能差壓變送器與流量計算機配套使用,可方便地擴展流量量程或遷移量程,進而實現傳統孔板流量計的智能化。  高流速時,電磁流量計中的流體為湍流,且雷諾數越大，流體小尺寸結構越小。但流體整體向前的流速不會因為湍流而減小,這樣的情況下可知電磁流量計流體中的非導電物體的尺寸更小。當含水率不變,非導電物體物質半徑變小后對電磁流量計的整體流速分布不變、對流量計的磁場分布影響較小。根據式(1)可知，電磁流量計中非導電物質的半徑大小對流量計的權重函數是有影響的。  當電磁流量計中心橫截面內含有M(M=0,1,2.,-.)個油泡時傳感器的權重函數分布情況,本文算例設定M=3權重函數分布情況計算方式。圖1為電磁流量計傳感器截面內存在3個球形油泡時的結構模型圖。其中,x軸與y軸與圖1描述--致,圖1中只顯示了測量區域部分,測量區域流體中存在3個油泡。y正半軸、負半軸與管壁的交點是流量計的電極位置。  圖1中3個油泡相互不重疊,此時傳感器內部感應電勢仍滿足Laplace方程。為了對該問題進行求解,需建立2種坐標系,一種是以傳感器中心為原點建立的二維直角坐標系(x,y),另一種是以各個油泡中心為原點建立的M個二維極坐標系(ri,θi)。首先在二維直角坐標系下對該問題進行求解(本例M=3),求解感應電勢方程時需借用一個輔助的格林函數G,G滿足Laplace方程且邊界條件  式中,R為電磁流量計半徑的長度值;მG/an為電勢在半徑方向上的導數;δ(θ)為電勢G在流量計管壁處所滿足的條件,其值僅在電極表面處不為0。當流體中存在油泡時,G表達式為   式中,R為測量管的半徑;x與y分別表示測量區域中的位置。  當電磁流量計流體中存在3個油泡時,G=G+G1+G2+G3圖2顯示了流量計流體截面中存在3個不重疊的油泡時,流量計截面內部權重函數wy分布圖;從式(2)以及仿真圖中可以發現油泡所在位置權重函數值是0。當然，存在多個油泡分布在不同位置流體中時權重函數分布情況也可以用上述方法計算。  仿真實驗中,設定不同大小的非導電物質對電磁流量計權重函數進行仿真,如圖3所示為不同大小非導電物質對電磁流量計權重函數的影響。圖3中左邊的分別為權重函數分布圖，右邊分別為權重函數等勢圖,其中R單位為cm。從圖3中可見,當電磁流量計中的非導電物質半徑越來越小，對電磁流量計的權重函數的影響就越小。  為了更清楚地揭示電磁流量計的權重函數與流量計中非導電物質半徑之間的關系,定義c為非導電物質對流量計權重函數的影響的評價指標式中,Wxy為含有油泡等非導電物質時電磁流量計在測量區域坐標(x,y)的權重函數;Wxy0為電磁流量計不含非導電物質時測量區域坐標(x,y)的權重函數;A為權重函數區域(測量區域)。  圖4為不同大小非導電物質對流量計權重函數的影響分析圖。圖4中橫軸為非導電物質半徑,縱軸為權重函數的影響因子c。從仿真結果可以看出流體中的非導電物質半徑較小時,對電磁流量計的權重函數影響越小。在本例中，當流體中非導電物質小于0.02R時,對電磁流量計的權重函數分布幾乎沒有影響。渦輪流量計作為速度式儀表,以動量矩守恒為基礎,渦輪流量計基本力矩平衡方程為[1]: 式中 Tb一軸與軸承的粘性摩擦阻力矩(流動產生的力矩); Td一渦輪流量計轉動的驅動力矩; Th一輪轂表面的粘性阻力矩; Tm一磁電阻力矩和軸與軸承的機械摩擦阻力矩之和; T1一葉片頂端與傳感器外殼的粘性摩擦阻力矩; Tw一輪轂端面粘性摩擦阻力矩; J一渦輪的轉動慣量; ɷ-渦輪轉動的角速度。   當流速較低時,渦輪流量計處于靜止狀態,此時角速度ɷ非常低,接近于0,Tb和Tw也可以忽略不計。在這種情況下，式(1)可以簡化為:   由式(2)可以看出提高驅動力矩是降低渦輪流量計啟動排量的一-條捷徑。如圖1所示，傳統渦輪流量計入口端是直管段和軸向導流片,流體流經渦輪葉片之前只有軸向速度,對渦輪的驅動力矩只是對渦輪葉片作用力的徑向分力產生的力矩。因為渦輪葉片螺旋角為45°,如果將導流片改為螺旋角為-45°的螺旋導流片(圖2),當流體進入導流片時會產生旋轉,方向與渦輪葉片正交,使得流體在軸向流動速度不變的基礎上增加了徑向的旋轉運動,流體的旋轉方向與渦輪葉片的轉動方向一致,在相同流量條件下,增加了流體對渦輪葉片的驅動力,實現降低啟動排量和提高分辨率的目的,整體結構如圖3所示。  渦街流量計也稱之為旋渦流量計或卡門渦街流量計?？梢赃m用于管道內多種流體(氣體液體、蒸氣)的流量測量。其特點是壓力損失小，量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時可以對流體的壓力和溫度參數自動進行修訂。該流量計可以將測量結果進行模擬標準信號或數字脈沖信號的輸出,容易與計算機等數字系統配套使用，是一種比較先進、理想的測量儀器。   在流體中設置非流線型漩渦發聲體時,在渦街流量變送器中的三角柱形的旋渦發生體后會上下交替產生正比于流速的兩列旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦(見圖1)。旋渦的釋放頻率與流過旋渦發生體的流體平均速度及旋渦發生體特征寬度有關,用下式表示: 式中ƒ--旋渦的釋放頻率 ,單位為Hz; Ʋ--流過旋渦發生體的流體平均速度,單位為m/s; d一旋渦發生體特征寬度,單位為m; St一斯特勞哈爾數(Strouhal number) ,無量綱，它的數值范圍為0.14 ~ 0.27 St是雷諾數的函數,   通過測量旋渦頻率就可以計算出流過旋渦發生體的流體平均速度Ʋ,再由公式   求出流體流過渦街流量計的流量q。(式中A為流體流過旋渦發生體的截面積。)  評定渦街流量計性能指標主要有4個參數:K系數、量程比、重復性和準確度等級。其中,K系數是指一個測量周期內,流量計輸出的脈沖數與流過流量計的相應流體總體積之比,每臺流量計都.有一個對應的平均K系數,一般都是通過實流標定得出的;量程比是指流量計可測最大流量值與最小流量值的比值;重復性是指在相同測量條件下,重復測量同一個被測量,測量儀器提供相近示值的能力;準確度等級是指符合一定的計量要求，使誤差保持在規定極限以內的測量儀器的等別或級別。   根據上述測試性能指標，對該方案研制的DN25mm、DN32mm和DN50mm共3種口徑的樣機一批共10臺進行測試，10臺樣機啟停質量法水流量標準裝置上全部通過0.5級合格檢定,特別是重復性指標，全部優于0.1%。其中一臺DN25mm口徑樣機的標定結果見表1,其量程比達15:I,最小流速測到0.28m/s,量程范圍明顯高于同口徑的各種容積式流量計,準確度等級高于渦街流量計等其他普通速度式流量計。   2014年，國內某核電站定制了一臺DN25mm口徑渦街流量計，用于計量含結晶和顆粒物的核廢液,經用戶現場標定其準確度等級達到0.4;另一化工企業用戶的一臺DN25mm口徑渦街流量計,用于計量150℃下的甲基鄰苯二銨有機液流量,介質粘度150mPa.s,用戶現場實.流標定其準確度等級達到0.5級。德國VSEAR2500流量計工廠電磁流量計是灌漿過程的主要工藝流程，為在施工中進行有效的控制，需對施工過程中的水和水泥漿液進行計量和控制。  鉆孔、洗孔:灌漿施工首先要在巖層中自上而下分段進.行鉆孔，待單孔終孔，用大量清水洗孔，至回水變清，無流量測量點，故不展開討論。  簡易壓水試驗:洗孔結束，下孔口管，密封孔口，以設計要求的壓力向孔內送水，測定其相應的流量值，并據此計算巖體的透水率。計算結果關系到巖體滲透特性的評價以及灌漿成果資料整理。這一-測量點是十分重要和敏感的，準確是首要指標，水有一-定的電導率，滿足電磁流量計的測量要求，需要重點考慮的是電磁流量計的口徑，因為壓水試驗和灌漿用的是相同的電磁流量計. 灌漿:壓水試驗后,灌漿泵將一定水灰比(比如3:1,2:1,1:1,0.81,0.5:1)的水泥漿液壓送到孔中，--部分進入裂隙而擴散,余下的漿液經回漿管返出孔外,流回到漿液攪拌機中,在規定的壓力下,當注入率不大于0.4L/min時,繼續灌注30min;或不大于1L/min,繼續灌注60min,灌漿可以結束。每臺鉆孔設備都需要兩臺電磁流量計分別記錄進、返漿流量,灌漿量就等于進漿量減去返漿量,現場管線與電磁流量計安裝布置見圖3。  由于現場灌漿泵泵量多為6m³/h(100L/min),故電磁流量計的量程選為100L/min,由電磁流量計的測量原理可知[4],其流速的下限由.同噪聲或偏移的信噪比S/N(信號與噪聲)來決定，上限則由測量管內襯里的磨損和配管的經濟速度等來決定印。由于水泥漿液中帶有水泥固體顆粒,考慮到對電磁流量計襯里和電極的磨損，選用流速≤5m/s,另一方面水泥漿液又具有易粘附、沉淀、結垢的特性,故電磁流量計測量管內的流速應不低于0.5m/s,以起到對電極和內襯的自清掃作用。一般當測量管內實際流速<0.1m/s時,感應電動勢已變得十分微弱(零點幾μV~幾μV),此時噪聲.的影響逐步變為主導,甚至淹沒信號電動勢4],由流速與相對誤差的關系圖(圖4)可知，為了保證儀表的檢測精度,流速應大于0.5m/s.故推薦使用流速范圍為0.5~5m/s.  灌漿施工時吸漿量大小一般在0~100L/min,進、返漿,上電磁流量計相應的流量范圍為30~100L/min,從流量、流速與口徑三者關系表(表1)可知:電磁流量計口徑選擇DN25比較合適。DN25的測量范圍是14.72~147.18L/min,同時DN25和現場灌漿管道口徑一致,配套安裝時,不需要變徑。同時電磁流量計的時間常數也應該設置小一些,一般在1~3s,以提高測量的靈敏度。  封孔:待灌漿結束后,按照施工技術要求壓漿封孔,無流量測量點,故不展開討論。1、渦街流量計的測量范圍較大,一般10:1,但測量下限受許多因素限制:Re>10000是渦街流量計工作的最基本條件,除此以外,它還受旋渦能量的限制,介質流速較低,則旋渦的強度、旋轉速度也低,難以引起傳感元件產生響應信號,旋渦頻率f也小,還會使信號處理發生困難。測量上限則受傳感器的頻率響應(如磁敏式一般不超過400Hz)和電路的頻率限制,因此設計時一定要對流速范圍進行計算、核算,根據流體的流速進行選擇。使用現場環境條件復雜,選型時除注意環境溫度、濕度、氣氛等條件外,還要考慮電磁干擾。在強干擾如高壓輸電電站、大型整流所等場合,磁敏式、壓電應力等儀表不能正常工作或不能準確測量。2、振動也是該類儀表的一大勁敵。因此在使用時注意避免機械振動,尤其是管道的橫向振動(垂直于管道軸線又垂直旋渦發生體軸線的振動),這種影響在流量計結構設計上是無法抑制和消除的。由于渦街信號對流場影響同樣敏感,故直管段長度不能保證穩定渦街所必要的流動條件時,是不宜選用的。即使是抗振性較強的電容式、超聲波式,保證流體為充分發展的單向流,也是不可忽略的。3、介質溫度對渦街流量計的使用性能也有很大的影響。如壓力應力式渦街流量計不能長期使用在300℃狀態下,因其絕緣阻抗會由常溫下的10MΩ~100MΩ急降至1MΩ~10KΩ,輸出信號也變小,導致測量特性惡化,對此宜選用磁敏式或電容式結構。在測量系統中,傳感器與轉換器宜采用分離安裝方式,以免長期高溫影響儀表可靠性和使用壽命。渦街流量計是一種比較新型的流量計,處于發展階段,還不很成熟,如果選擇不當,性能也不能很好發揮。只有經過合理選型、正確安裝后,還需要在使用過程中認真定期維護,不斷積累經驗,提高對系統故障的預見性以及判斷、處理問題的能力,從而達到令人滿意的效果。德國VSEAR2500流量計工廠  高流速時,電磁流量計中的流體為湍流,且雷諾數越大，流體小尺寸結構越小。但流體整體向前的流速不會因為湍流而減小,這樣的情況下可知電磁流量計流體中的非導電物體的尺寸更小。當含水率不變,非導電物體物質半徑變小后對電磁流量計的整體流速分布不變、對流量計的磁場分布影響較小。根據式(1)可知，電磁流量計中非導電物質的半徑大小對流量計的權重函數是有影響的。  當電磁流量計中心橫截面內含有M(M=0,1,2.,-.)個油泡時傳感器的權重函數分布情況,本文算例設定M=3權重函數分布情況計算方式。圖1為電磁流量計傳感器截面內存在3個球形油泡時的結構模型圖。其中,x軸與y軸與圖1描述--致,圖1中只顯示了測量區域部分,測量區域流體中存在3個油泡。y正半軸、負半軸與管壁的交點是流量計的電極位置。  圖1中3個油泡相互不重疊,此時傳感器內部感應電勢仍滿足Laplace方程。為了對該問題進行求解,需建立2種坐標系,一種是以傳感器中心為原點建立的二維直角坐標系(x,y),另一種是以各個油泡中心為原點建立的M個二維極坐標系(ri,θi)。首先在二維直角坐標系下對該問題進行求解(本例M=3),求解感應電勢方程時需借用一個輔助的格林函數G,G滿足Laplace方程且邊界條件  式中,R為電磁流量計半徑的長度值;მG/an為電勢在半徑方向上的導數;δ(θ)為電勢G在流量計管壁處所滿足的條件,其值僅在電極表面處不為0。當流體中存在油泡時,G表達式為   式中,R為測量管的半徑;x與y分別表示測量區域中的位置。  當電磁流量計流體中存在3個油泡時,G=G+G1+G2+G3圖2顯示了流量計流體截面中存在3個不重疊的油泡時,流量計截面內部權重函數wy分布圖;從式(2)以及仿真圖中可以發現油泡所在位置權重函數值是0。當然，存在多個油泡分布在不同位置流體中時權重函數分布情況也可以用上述方法計算。  仿真實驗中,設定不同大小的非導電物質對電磁流量計權重函數進行仿真,如圖3所示為不同大小非導電物質對電磁流量計權重函數的影響。圖3中左邊的分別為權重函數分布圖，右邊分別為權重函數等勢圖,其中R單位為cm。從圖3中可見,當電磁流量計中的非導電物質半徑越來越小，對電磁流量計的權重函數的影響就越小。  為了更清楚地揭示電磁流量計的權重函數與流量計中非導電物質半徑之間的關系,定義c為非導電物質對流量計權重函數的影響的評價指標式中,Wxy為含有油泡等非導電物質時電磁流量計在測量區域坐標(x,y)的權重函數;Wxy0為電磁流量計不含非導電物質時測量區域坐標(x,y)的權重函數;A為權重函數區域(測量區域)。  圖4為不同大小非導電物質對流量計權重函數的影響分析圖。圖4中橫軸為非導電物質半徑,縱軸為權重函數的影響因子c。從仿真結果可以看出流體中的非導電物質半徑較小時,對電磁流量計的權重函數影響越小。在本例中，當流體中非導電物質小于0.02R時,對電磁流量計的權重函數分布幾乎沒有影響。金屬管浮子流量計的安裝應嚴格按照說明書中的有關技術要求去做,并注意以下幾個問題: 1.金屬管浮子流量計在安裝時應留有足夠的空間,進口應有5倍管道直徑以上的直管段,出口段為250mm,安裝位置應選擇在沒有震動、便于觀察和維修的場所。 2.為保證在任何時候測量管內都充滿料液,金屬管浮子流量計應安裝在上料管的垂直段,液體流向為由下而上,不得倒流。為了便于檢查、修理和更換,安裝時采用聯接旁通,并且在金屬管浮子流量計下側留有清洗口。 3.由于在管道吹掃時有些鐵銹、焊漬清洗不凈,有時介質中含有鐵磁顆粒,應在入口處安裝磁過濾器以避免這些雜質會被吸附在浮子上使浮子卡住。 4.若金屬管浮子流量計管徑小于工藝管道管徑,應在LZ兩端安裝漸縮管,然后和工藝管道相連。 5.為了提高整個測量系統的抗干擾技術性能,信號和電源電纜要分開敷設,分別套在鋼管內,尤其要遠離動力電纜,信號電纜兩接頭的外露部分要保持非常短。 6.為保證測量精度,消除外界干擾,金屬管浮子流量計的接地線采用不小于4mm2的銅線與大地相連,埋設深度在1m左右。

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