流量测量方法及使用问题

2020/4/151流量测量方法及使用问题2020/4/152流量仪表的发展现状单相流体：气体，液体中等管径：6mm--300mm（500mm）常温常压：-20—300℃定常流动多相流、特大特小管径、高温高压、脉动流、腐蚀性流体等都存在困难。2020/4/153流量仪表的应用在商品贸易结算中的应用在工业过程控制中的应用民用中的应用2020/4/154贸易结算对流量仪表的要求测量精确度要求测量范围度要求下限流量计费功能要求零流量判断功能要求超计划使用计费功能要求分时段计费功能要求掉电记录功能要求2020/4/155过程控制对流量仪表的要求可靠性要求—含故障诊断稳定性要求—时间稳定性、温度稳定性响应时间抗干扰能力要求—抗振动、抗射频输出信号多样性—模拟、频率、数字输出信号隔离精确度和范围度要求2020/4/156民用流量仪表的要求可靠性要求：不容易坏价格要求：便宜范围度要求：50—1002020/4/157钢铁行业流量测量的特点大量燃料在各种炉窑内燃烧，助燃空气，吹氧，产生煤气测量对象：助燃气体、煤气、烟道气等流量对象特点：压力低、流速低、密度低，大口径；煤气含水、含尘、含焦油；测量难度较大厂用水流量特点：测量结果用于监视与控制，口径大；精确度要求不高，要求稳定可靠要求：仪表适应能力强，不能因凝水、灰尘发生故障2020/4/158电力行业流量测量的特点火电厂和热电厂，高温高压蒸汽和大口径蒸汽管网与发电有关的蒸汽流量测量：高温，高压，流量变化小，节流式流量计。供热管网中的蒸汽流量测量：温度、压力较低，传统节流式，涡街流量计。电厂其它流量测量：给水流量、凝结水流量、减温水流量、送风引风流量、磨煤机进风流量等；精确度要求不高，要求稳定可靠。2020/4/159石油化工行业流量测量的特点市场需求量大、品种要求多、介质多样性、流量范围广测量对象：蒸汽、空气、煤气、化工成品和半成品、以及渣油、液氨、液态烃等难测流体行业特点：资金实力雄厚，流量计高端产品的市场对仪表要求：除贸易结算和过程控制的一般要求外1、防爆要求，即使流体非易燃易爆物质，区域属易燃易爆场所2、抗腐蚀性要求，考虑腐蚀性介质和腐蚀性场所2020/4/1510石油储运行业流量测量的特点市场需求量大、主要为成品油、用于油库和加油站测量对象：汽油、煤油、柴油、润滑油、航空汽油仪表特点与要求：1、被测介质昂贵，对仪表精确度要求高，±0.2%～±0.5%2、防爆要求，流体为易燃易爆物质，还应有防静电接地装置3、计量显示便于观察，有的还应有单价和总价4、批量供应、读卡设备等2020/4/1511供水行业流量测量的应用特点水表市场需求量最大，介质为原水和自来水测量对象：原水和自来水仪表特点与要求：1、用于贸易结算，对仪表精确度要求高，±0.5%R～±2%R2、原水和自来水主管道的口径大，要求仪表流动阻力小3、测量范围度要求高，100：1（家庭为间歇使用）4、使用环境恶劣，常被安装在地下或仪表井中，易被水淹没5、原水洁净程度较差，压力、流速较低选型意见：一般贸易结算的大口径用电磁流量计，家用小口径表用旋翼式水表2020/4/1512天然气行业流量测量的特点天然气在能源结构中的比重逐步上升，发达国家已达30%～40%，国标GB/T18603-2001“天然气计量系统技术要求”1、防爆要求，流体易燃易爆2、不中断供气要求，旁通或并联双路计量，应有检漏装置3、使用工况多样性，气井流体脏污，压力差异大，终端用户处压力很低4、天然气压缩因子，偏离理想气体定律而引入的修正系数5、天然气组分变化引起介质密度，压缩因子变化，影响测量准确度6、天然气计量结果输出：标准体积流量、质量流量和能量流量7、用于贸易结算，对仪表精确度要求高8、实流校准，天然气主干线流量计为高压、大口径，应定期校准2020/4/1513一次能源的消费变化特点世界能源消费结构的演变01020304050607080187018801890190019101920193019401950196019701980199020002010202020302040薪柴煤炭石油天然气2020/4/1514天然气计量系统配套仪表准确度要求参数测量计量系统配套仪表准确度等级A级B级C级温度0.5℃0.5℃1℃压力0.2%0.5%1.0%密度0.25%0.75%1.0%压缩因子0.25%0.5%0.5%发热量0.5%1.0%1.0%工作条件下体积流量0.75%1.0%1.5%2020/4/1515西气东输西气东输管道工程基本概况西气东输工程干线西起新疆轮台县的轮南首站，东达上海市白鹤末站，管道自西向东途径新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏和上海9个省（区）市，线路全长约3900公里。其中轮南—靖边段线路长约2363公里，靖边—上海段线路长约1537公里。设计输量120亿立方米/年，设计压力10.0MPa,管径为φ1016mm。全线采用带减阻内途层的X70管道输送用管。管道穿跨越长江1次、黄河3次、淮河1次，其他大型河流8次，建设陆上隧道21条，其中新疆2条（574米），靖边～临汾13条（3862米），临汾～郑州6条（3541米）。全线共设工艺站场35座，线路截断阀室137座，其中压气站10座（燃驱压气站6座，电驱压气站4座）。各压气站和分输站按有人值守无人操作设计，工艺站场可实现远控、站控和就地控制三种运行管理方式；采用SCADA系统(SupervisoryControlandDataAcquisition)进行远程数据采集和监控，所有线路阀室均按远控阀室设计。通信系统采用卫星为主用通信，管道全线同沟敷设硅管，以便为将来管道沿线的通信发展提供光缆通道。为满足西气东输计量标定的需要，在南京附近选择合适地点设一座计量标定站。西气东输管道分公司和调度控制中心设在上海，后备调控中心设在北京。全线共设5个操作区，负责全线（包括支线）的运行管理。2020/4/1516西气东输管线图2020/4/1517西气东输计量仪表西气东输管道工程贸易交接流量计类型及数量流量计类型通径压力等级工作压力（MPa）绝压数量（台）最大标况流量m3/h备注DN300Class6007.341678090轮南首站DN300Class6005.83743300靖边2004年前DN300Class6004.274732000上海末站气体超声流量计DN250Class6004.692南京分输站Class6007.712139000博爱分输站Class6004.312107000用直分输站Class6004.692南京分输站Class6004.532芜湖末站DN200Class6001干线备用Class6009.58253000薛店分输站Class6007.12237100郑州分输压气站Class6004.582马鞍山分输站Class6006.042合肥末站DN150Class6001干线备用Class6004.91224670镇江分输站Class6004.47218330无锡分输站Class6006.042合肥末站DN100Class6001干线备用Class6006.2624900滁洲分输站气体涡轮流量计DN50Class6001干线备用注：1.表中除靖边首站数据为2004年前，其余均为2008年后数据；2.本表未包括燃压机组及站内自用气的流量计量仪表。2020/4/1518企业能源计量的要求类别目的准确度要求油流量表进出企业的结算各种油0.35%分厂和重点设备考核汽油等0.5%，重油2.5%气体流量进出企业的结算及分厂和重点设备考核煤气天然气2.0%蒸汽2.5%水流量表进出企业及车间和重点设备考核2.5%企业排放污水计量5.0%温度计水温、气温、汽温及废气排放2.0%压力表气体、液体及蒸汽压力1.0%～2.5%2020/4/1519解决得比较好的流量测量问题1、单相介质，尤其是单相液体2、介质温度压力较低3、管径适中，不太大不太小4、无相变、无脉动2020/4/1520几种典型流体的流量测量问题1、蒸汽流量的测量2、气体流量的测量3、液体流量的测量4、微小流量的测量5、大流量测量6、腐蚀性介质的流量测量7、多相流体的流量测量8、脉动流量测量2020/4/1521蒸汽流量的测量重要的二次能源公平贸易、节约能源、提高企业效益仪表选用：节流式差压流量计涡街流量计少量均速管流量计、超声流量计等2020/4/1522差压流量公式1241004.0PdCqm1241241241PdCKPdCqm2020/4/1523线性孔板2020/4/1524单位：吨/小时涡街流量公式3.6mftfqK2020/4/1525蒸汽密度的求取方法温度压力测量口位置的合理选择饱和蒸汽的补偿方案（T、P）引压管液柱高度的影响涡街与差压性能比较蒸汽相变对流量测量的影响蒸汽流量测量中的问题2020/4/1526蒸汽密度的求取方法用数学模型求取蒸汽密度一次函数，指数函数，状态方程计算机查表法蒸汽状态的判别，查表的T、P优先权231231()()()pvFTpFTpFTpRT58891623123000()10,()10,()10kkkkkkkkkFTbFTcFTd2020/4/1527涡街与差压性能比较涡街差压简单、牢固、方便，无导压管简单牢固，稳定可靠，成本低精确度较高（1%～1.5%）流体、口径适用范围广泛测量范围度宽，可达20：1可用于高温高压压损小，为差压式的1/2～1/4对振动不敏感，抗干扰能力强不能用于高温，口径DN400精确度难以提高，范围度窄（3：1）不适用于管道振动，流体脉动的场合导压管线易产生泄漏、堵塞、冻结2020/4/1528气体流量的测量压缩空气、煤气、天然气等仪表选用：节流式差压流量计涡街流量计旋进旋涡流量计气体超声流量计气体涡轮、气体腰轮膜式燃气表等2020/4/1529压缩空气压缩空气为企业中重要的二次能源由空压机或风机产生化工等生产过程的氧化，锅炉窑炉的助燃等流量测量特点：振动大，脉动流，气体带水仪表选型：浮子流量计、节流式、涡街、均速管等2020/4/1530煤气化工产品的原料和居民燃料在煤气生产、输送过程中有大量煤气表煤气测量特点：流速低、压力低、湿度高；气体可能带水、含油；易燃易爆；流量大小变化悬殊。仪表选型：节流式、均速管为主用于主管道，膜式煤气表用于小口径管道。2020/4/1531天然气化工产品的原料和居民燃料天然气测量特点：气井流体脏污，压力差异大，终端用户处压力很低，流量大小变化悬殊；易燃易爆。要求多种输出：标准体积流量、质量流量和能量流量仪表选型：孔板、涡轮、涡街、超声以及转子型的容积式流量计；膜式煤气表用于小口径管道。2020/4/1532液体流量的测量水、油类、高饱和蒸汽压液体等仪表选用：电磁流量计涡轮流量计、节流式差压流量计涡街流量计、旋进旋涡流量计超声流量计容积式流量计旋翼式水表等2020/4/1533水自来水：清洁，测量比较简单原水：往往含沙，易堵塞取压孔等去离子水：电导率很低污水：脏污，有腐蚀性仪表选型：电磁流量计、涡轮流量计、旋翼式水表等有较多应用2020/4/1534油类中低粘度油品：煤油、柴油，温度不高，流体洁净，对测量无苛刻要求；高粘度油品：原油、重油、渣油，温度高，杂质多，测量前需处理；仪表选型：容积式流量计为主体，楔形流量计等节流式、超声、哥氏力等流量计均有使用2020/4/1535科里奥利质量流量计的应用零位漂移问题---固定值，在流量下限，零漂的影响会变得很大；压力损失问题---压力损失较大，大致与容积式流量计相当；状态参数和物性参数对CMF的影响CMF对流体介质的适应性问