摘要:對(duì)大口徑氣體流量計(jì)闡述了測(cè)管式流量計(jì)的應(yīng)用原理與系統(tǒng)構(gòu)成情況，其次針對(duì)堵塞問(wèn)題提出相應(yīng)的防治措施，最后對(duì)在線檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)分析。嚴(yán)格遵從該檢測(cè)技術(shù)嚴(yán)格遵從標(biāo)準(zhǔn)，可以為解決大口徑氣體等介質(zhì)的計(jì)量提供可行的技術(shù)方案。
近年來(lái)，各種非標(biāo)準(zhǔn)差壓式流量計(jì)依據(jù)自身特點(diǎn)，在氣體測(cè):量工作中取得了有效的應(yīng)用成果，例如環(huán)形孔板流量計(jì)、均速管流量計(jì)、彎管流量計(jì)以及V型錐流量計(jì)等。然而非標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)在應(yīng)用中也存在一-定的劣勢(shì)，那便是部分流量類型未能得到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)支持，同時(shí)在測(cè)量中無(wú)法準(zhǔn)確控制偏差值，因此會(huì)對(duì)最終測(cè)量結(jié)果構(gòu)成一定的影響。此外，當(dāng)前我國(guó)還沒有口徑大于400mm且滿足圓管形式的流量計(jì)，這樣在風(fēng)洞均勻流暢下游中無(wú)法提供準(zhǔn)確檢測(cè)�；诖耍瑢⒋罂趶阶鳛榍腥胍暯�，針對(duì)氣體流量計(jì)的在線檢測(cè)，對(duì)流量計(jì)的制造與發(fā)展具有重要意義。
1相關(guān)原理及系統(tǒng)概述
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO3966《封閉管道流體流量的測(cè)量》中規(guī)定了在充滿流體的封閉管道中，處于穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)的體積流量的測(cè)量方法，并且規(guī)定了可測(cè)定的流速范圍，下限流速為測(cè)頭在風(fēng)洞中標(biāo)定的最低流速，具體數(shù)值為3.0m/s左右，上限流速為≤0.25倍的馬赫數(shù)。
對(duì)于圓管來(lái)說(shuō)，將管道橫截面中的半徑數(shù)值代入到測(cè)定公式中，并且將平均流速視為等于在各個(gè)半徑上測(cè)量各點(diǎn)位實(shí)際數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，這樣當(dāng)管道內(nèi)部的平均流速等于管路半徑平均速度所代表的算術(shù)平均值時(shí)，就可以利用平均流.速對(duì)各個(gè)局部流速的實(shí)際數(shù)值進(jìn)行估算。這樣不僅能夠?qū)Υ罂趶綒怏w流量計(jì)的在線檢測(cè)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考，還能夠?qū)y(cè)頭的應(yīng)用數(shù)量提供參考。考慮到測(cè)頭支桿對(duì)堵塞問(wèn)題的影響，需要根據(jù)測(cè)頭實(shí)際插入深度來(lái)計(jì)算影響數(shù)值，進(jìn)而減少最終檢測(cè)結(jié)果的誤差叫。
在檢測(cè)環(huán)節(jié)采用FC2000系列流量計(jì)算機(jī)進(jìn)行測(cè)定，該型號(hào)計(jì)算機(jī)是一款全參數(shù)補(bǔ)償、多通道、具備歷史記憶與數(shù)據(jù)顯示功能的綜合性計(jì)算系統(tǒng)，同時(shí)該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通.信功能良好，能夠與流量顯示儀表相結(jié)合，這樣可以針對(duì)氣體流量計(jì)測(cè)頭處的壓力、差壓以及溫度變化情況進(jìn)行正確測(cè)量。該流量計(jì)算機(jī)的功能具體如下:
①接受各測(cè)頭的差壓信號(hào)與管道壓力、溫度信號(hào)，并且根據(jù)預(yù)先設(shè)定的校準(zhǔn)系數(shù)對(duì)局部流速進(jìn)行對(duì)比分析，以對(duì)測(cè)頭系數(shù)進(jìn)行非線性修正。②該氣體流量計(jì)算機(jī)能夠根據(jù)ISO3966《封閉管道中流體流量的測(cè)量》規(guī)定計(jì)算出管道中的平均流速，并且根據(jù)管道內(nèi)部不同區(qū)域的流速差值計(jì)算出任意位置的流速。③根據(jù)有關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)準(zhǔn)則，針對(duì)管道內(nèi)部的壓力、
溫度、組分補(bǔ)償?shù)葏?shù)進(jìn)行綜合計(jì)算，并且在大口徑氣體流量計(jì)在線檢測(cè)結(jié)果中得以體現(xiàn)，這樣可以使最終的體積流量.值與檢測(cè)結(jié)果更加正確。
2防堵塞優(yōu)化措施
在開展大口徑氣體流量計(jì)檢測(cè)時(shí)，有時(shí)會(huì)涉及管路堵塞問(wèn)題，這樣會(huì)嚴(yán)重影響到檢測(cè)結(jié)果，因此需要針對(duì)管路堵塞問(wèn)題制定相應(yīng)的優(yōu)化措施，這樣才能從本質(zhì)環(huán)節(jié)提升檢測(cè)結(jié)果的正確率。例如，針對(duì)測(cè)量煤氣等臟污介質(zhì)的要求，測(cè)管式流量計(jì)的測(cè)頭在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要作出調(diào)整優(yōu)化，吸取其他類型流量計(jì)的優(yōu)勢(shì)，在分析均勻管式流量計(jì)取孔容易堵塞機(jī)理的基礎(chǔ)上，可以采用獨(dú)特蹄形切口結(jié)構(gòu)，由于均速管流量計(jì)在測(cè)桿中不同區(qū)域的檢測(cè)數(shù)值存在差異，因此可以在壓孔之間.進(jìn)行測(cè)量，并且針對(duì)這種情況構(gòu)成的介質(zhì)進(jìn)行清除。介質(zhì)在流動(dòng)過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生粉塵，進(jìn)而出現(xiàn)沉積現(xiàn)象，造成管路堵塞[3]。
與此同時(shí)，大多數(shù)工業(yè)煤氣中都含有水分，并且以水蒸氣的狀態(tài)附著在煤氣之中，也就是所謂的濕煤氣，當(dāng)濕煤氣流入取壓孔內(nèi)時(shí)，會(huì)與管路內(nèi)原先的水蒸氣接觸，使管路內(nèi)部出現(xiàn)冷凝水，當(dāng)冷凝水含量增多時(shí)還會(huì)對(duì)管路內(nèi)的粉塵產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，這時(shí)候會(huì)使堵塞面積進(jìn)一一步擴(kuò)大。
因此，在解決上述大口徑管路堵塞問(wèn)題時(shí)，首先要將管路內(nèi)部的粉塵與冷凝水混合物析出，并且清楚取壓管內(nèi)部的污垢，通常情況下測(cè)桿下端測(cè)孔內(nèi)的堵塞情況比較嚴(yán)重，因.此需要采用蒸汽或氮?dú)膺M(jìn)行吹掃，同時(shí)還可以針對(duì)測(cè)桿上端的取壓孔進(jìn)行處理，以達(dá)到對(duì)下端取壓孔進(jìn)行疏導(dǎo)的效果。當(dāng)取壓管內(nèi)部介質(zhì)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，將測(cè)頭改裝為蹄形切口,這樣在向“下安裝時(shí)濕煤氣中的冷凝水會(huì)隨著疏通措施而流出管路，這樣會(huì)有效減少管道中冷凝水的沉積量。此外，可以在測(cè)管式流量計(jì)上添加在線吹掃的裝置，這樣在檢測(cè)過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)管路內(nèi)部有污垢情況可以及時(shí)進(jìn)行清理，可以有效解決大口徑氣體流量計(jì)檢測(cè)過(guò)程中的管道堵塞情況，提升最終檢測(cè)結(jié)果的精度。
3大口徑氣體流量計(jì)在線檢測(cè)技術(shù)措施
在大口徑氣體流量計(jì)的在線檢測(cè)過(guò)程中，首先需要對(duì)工藝管道中的阻流零件進(jìn)行測(cè)定，例如彎徑管、彎管以及直流管等，尤其是要對(duì)多年持續(xù)使用且無(wú)法拆卸更換的孔板進(jìn)行測(cè)定，并且根據(jù)各種零件與孔板的流量特征進(jìn)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(guān)系，并且將數(shù)據(jù)情況代入到大口徑氣體流量計(jì)的檢測(cè)結(jié)果中，就可以使最終的檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。
當(dāng)針對(duì)流出系數(shù)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，可以利用阻流零件兩側(cè)的差壓值來(lái)計(jì)算經(jīng)過(guò)該阻流零件時(shí)產(chǎn)生的流量值，并且結(jié)合測(cè)管式流量測(cè):量系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在線標(biāo)定大口徑管線的各種阻流零件。通過(guò)將流量計(jì)與計(jì)算機(jī)相連接，可以正確測(cè)定出被測(cè)定大口徑管道中的氣體流量，同時(shí)還可以將實(shí)時(shí)壓力與溫度等數(shù)值反映到顯示器中，流量計(jì)算機(jī)根據(jù)ISO3966標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出最終的流量值。這樣將結(jié)果與預(yù)期結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，能夠.看出實(shí)際數(shù)值的誤差率較低。此外，為進(jìn)一.步提升大口徑氣體流量計(jì)在線測(cè)量時(shí)的精度，還可以采用多支測(cè)管進(jìn)行同步測(cè)量，最后結(jié)果取平均值，這樣可以在原有基礎(chǔ)上降低設(shè)備費(fèi)用，強(qiáng)化大口徑氣體流量計(jì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
在應(yīng)用大口徑氣體流量計(jì)在線檢測(cè)技術(shù)時(shí)，還需要注意以下問(wèn)題:①在常用流量低于3m/s時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)在線測(cè)量技術(shù)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以保證檢測(cè)結(jié)果的正確程度;②在檢測(cè)過(guò)程中需要全程符合操作規(guī)定要求，嚴(yán)格控制測(cè)頭的插入深度;③在振動(dòng)比較大的管道中進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需.要對(duì)震動(dòng)影響數(shù)值進(jìn)行分析，并且利用差壓變送器與測(cè)管分體安裝的方式，同時(shí)還可以將引壓管替換成軟管，盡量避免振動(dòng)對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成的不良影響。④如果搭配系統(tǒng)的下限流量數(shù)值較低，且流量范圍變化較大的話，可以選用帶有HART通信功能的微壓變送器來(lái)輔助檢測(cè)。
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述，通過(guò)對(duì)氣體流量計(jì)在線檢測(cè)方法的研究，根據(jù)結(jié)果制定《氣體流量計(jì)在線檢測(cè)方法研究》報(bào)告�？梢越鉀Q以前無(wú)法在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)儀表進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)的問(wèn)題。同時(shí)，該檢測(cè)實(shí)驗(yàn)采用與理論相結(jié)合的方式，能夠?qū)Ρ粶y(cè)儀表做出精密的判斷，進(jìn)而為用戶提供更好的服務(wù)。通過(guò)對(duì)氣體流量計(jì)在線檢測(cè)技術(shù)的研究，推動(dòng)我國(guó)流量在線檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，使其更好地為相關(guān)流量檢測(cè)企業(yè)和機(jī)構(gòu)提供指導(dǎo)。
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