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大口徑氣體流量計在線檢測技術實踐

來源: 重慶科技檢測中心 作者:王小平 發布日期:2020-06-29 08:35:20

 摘 要 :對大口徑氣體流量計在線檢測技術進行實踐研究,首先闡述了測管式流量計的應用原理與系統構成情況,其次針對堵塞問題提出相應的防治措施,非常后對在線檢測技術進行重點分析。嚴格遵從該檢測技術嚴格遵從標準,可以為解決大口徑氣體等介質的計量提供可行的技術方案。

 
           近年來,各種非標準差壓式流量計依據自身特點,在氣體測量工作中取得了有效的應用成果,例如環形孔板流量計、均速管流量計、彎管流量計以及 V 型錐流量計等。然而非標準流量計在應用中也存在一定的劣勢,那便是部分流量類型未能得到國家標準支持,同時在測量中無法準確控制偏差值,因此會對非常終測量結果構成一定的影響。此外,當前我國還沒有口徑大于400mm 且滿足圓管形式的流量計,這樣在風洞均勻流暢下游中無法提供準確檢測。基于此,本研究將大口徑作為切入視角,針對氣體流量計的在線檢測技術進行研究,對流量計的制造與發展具有重要意義。
 
1 相關原理及系統概述
           國際標準 ISO3966《封閉管道流體流量的測量》中規定了在充滿流體的封閉管道中,處于穩定流動狀態的體積流量的測量方法,并且規定了可測定的流速范圍,下限流速為測頭在風洞中標定的非常低流速,具體數值為3.0m/s 左右,上限流速為≤0.25倍的馬赫數。
 
           對于圓管來說,將管道橫截面中的半徑數值代入到測定公式中,并且將平均流速視為等于在各個半徑上測量各點位實際數據的算術平均值,這樣當管道內部的平均流速等于管路半徑平均速度所代表的算術平均值時,就可以利用平均流速對各個局部流速的實際數值進行估算。這樣不僅能夠對大口徑氣體流量計的在線檢測提供準確的數據參考,還能夠對測頭的應用數量提供參考。考慮到測頭支桿對堵塞問題的影響,需要根據測頭實際插入深度來計算影響數值,進而減少非常終檢測結果的誤差。
 
           本次研究在檢測環節采用 FC2000系列流量計算機進行測定,該型號計算機是一款全參數補償、多通道、具備歷史記憶與數據顯示功能的綜合性計算系統,同時該系統的網絡通信功能良好,能夠與高性能流量顯示儀表相結合,這樣可以針對氣體流量計測頭處的壓力、差壓以及溫度變化情況進行準確測量。該流量計算機的功能具體如下 :
           ①接受各測頭的差壓信號與管道壓力、溫度信號,并且根據預先設定的校準系數對局部流速進行對比分析,以對測頭系數進行非線性修正。
           ②該氣體流量計算機能夠根據 ISO3966《封閉管道中流體流量的測量》規定計算出管道中的平均流速,并且根據管道內部不同區域的流速差值計算出任意位置的流速。
           ③根據有關國際標準與行業準則,針對管道內部的壓力、溫度、組分補償等參數進行綜合計算,并且在大口徑氣體流量計在線檢測結果中得以體現,這樣可以使非常終的體積流量值與檢測結果更加準確。
 
2 防堵塞優化措施
           在開展大口徑氣體流量計檢測時,有時會涉及管路堵塞問題,這樣會嚴重影響到檢測結果,因此需要針對管路堵塞問題制定相應的優化措施,這樣才能從本質環節提升檢測結果的準確性。例如,針對測量煤氣等臟污介質的要求,測管式流量計的測頭在設計環節要作出調整優化,吸取其他類型流量計的優勢,在分析均勻管式流量計取孔容易堵塞機理的基礎上,可以采用獨特蹄形切口結構,由于均速管流量計在測桿中不同區域的檢測數值存在差異,因此可以在壓孔之間進行測量,并且針對這種情況構成的介質進行清除。介質在流動過程中還會產生粉塵,進而出現沉積現象,造成管路堵塞 。
 
           與此同時,大多數工業煤氣中都含有水分,并且以水蒸氣的狀態附著在煤氣之中,也就是所謂的濕煤氣,當濕煤氣流入取壓孔內時,會與管路內原先的水蒸氣接觸,使管路內部出現冷凝水,當冷凝水含量增多時還會對管路內的粉塵產生連鎖反應,這時候會使堵塞面積進一步擴大。因此,在解決上述大口徑管路堵塞問題時,首先要將管路內部的粉塵與冷凝水混合物析出,并且清楚取壓管內部的污垢,通常情況下測桿下端測孔內的堵塞情況比較嚴重,因此需要采用蒸汽或氮氣進行吹掃,同時還可以針對測桿上端的取壓孔進行處理,以達到對下端取壓孔進行疏導的效果。當取壓管內部介質處于靜止狀態時,將測頭改裝為蹄形切口,這樣在向下安裝時濕煤氣中的冷凝水會隨著疏通措施而流出管路,這樣會有效減少管道中冷凝水的沉積量。
           此外,可以在測管式流量計上添加在線吹掃的裝置,這樣在檢測過程中如果發現管路內部有污垢情況可以及時進行清理,可以有效解決大口徑氣體流量計檢測過程中的管道堵塞情況,提升非常終檢測結果的準確程度。
 
3 大口徑氣體流量計在線檢測技術措施
           在大口徑氣體流量計的在線檢測過程中,首先需要對工藝管道中的阻流零件進行測定,例如彎徑管、彎管以及直流管等,尤其是要對多年持續使用且無法拆卸更換的孔板進行測定,并且根據各種零件與孔板的流量特征進行綜合分析,如果能夠重新確定上述阻流零件之間的流量值與差壓關系,并且將數據情況代入到大口徑氣體流量計的檢測結果中,就可以使非常終的檢測結果更加準確。
 
           當針對流出系數進行計算時,可以利用阻流零件兩側的差壓值來計算經過該阻流零件時產生的流量值,并且結合測管式流量測量系統可以實現在線標定大口徑管線的各種阻流零件。通過將流量計與計算機相連接,可以準確測定出被測定大口徑管道中的氣體流量,同時還可以將實時壓力與溫度等數值反映到顯示器中,流量計算機根據ISO3966標準計算出非常終的流量值。這樣將結果與預期結果進行對比分析,能夠看出實際數值的誤差率較低。此外,為進一步提升大口徑氣體流量計在線測量時的準確度,還可以采用多支測管進行同步測量,非常后結果取平均值,這樣可以在原有基礎上降低設備費用,強化大口徑氣體流量計測量結果的準確性。在應用大口徑氣體流量計在線檢測技術時,還需要注意以下問題 :
           ①在常用流量低于3m/s 時,需要根據實際情況對在線測量技術的相關參數進行調整,以保證檢測結果的準確程度 ;
           ②在檢測過程中需要全程符合操作規定要求,嚴格控制測頭的插入深度 ;
           ③在振動比較大的管道中進行檢測時,需要對震動影響數值進行分析,并且利用差壓變送器與測管分體安裝的方式,同時還可以將引壓管替換成軟管,盡量避免振動對檢測結果造成的不良影響。
           ④如果搭配系統的下限流量數值較低,且流量范圍變化較大的話,可以選用帶有 HART通信功的微壓變送器來輔助檢測。
 
4 結語
           綜上所述,通過對氣體流量計在線檢測方法的研究,根據結果制定《氣體流量計在線檢測方法研究》報告。可以解決以前無法在生產現場對儀表進行準確檢測的問題。同時,該檢測實驗采用與理論相結合的方式,能夠對被測儀表做出精密的判斷,進而為用戶提供更好的服務。通過對氣體流量計在線檢測技術的研究,推動我國流量在線檢測技術的發展,
使其更好地為相關流量檢測企業和機構提供指導。

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