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                  液體超聲波流量計的安裝影響

                  發布:2022/4/20 14:11:18人氣:364
                  超聲波流量計是通過流體流動時對超聲波(或超聲脈沖)的作用來測量體積流量的儀表。根據信號檢測的原理,超聲波流量計可分為傳播速度差法(時差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關法、空間濾法及噪聲法流量計等。液態烴貿易計量采用時差法超聲波流量計。
                   
                  1.超聲波流量計特點和優劣勢
                  (1)適用于各種管徑流量的高精度計量,其管徑和流量越大,準確度越高。流量計的造價基本上與管徑無關,在大口徑、高壓液體流量測量方面更具有優勢。
                  (2)壓損小,無需過濾器。免除了過濾器的清洗費用,不必擔心傳統的容積式流量計在運行過程中存在的卡、堵等阻流現象的發生,而且在大管徑、長距離管道輸送中無須增壓,可減小泵耗,減少管道運行成本。
                  (3)無活動部件,幾乎沒有磨損零件,便于安裝和維護。
                  (4)測量范圍(量程比)寬,可在1:10以上的量程范圍內保持較高的計量準確度。
                  (5)可實現雙向計量。
                  (6)有較好的經濟性。
                  (7)具有測量冗余,即使一個聲道的傳感器或電子元件發生故障,依然可以正常計量,準確度不受影響。
                  (8)多參數測量。
                  超聲波流量計也有一定的局限性,如只能用于清潔的液體,不能測量懸浮顆粒、水和氣泡超過某一范圍的液態烴;多聲道技術由于安裝空間的限制,不能用于小管徑的管道(一般DN≥100mm)等等。
                   
                  2.超聲波流量計安裝影響
                  超聲波流量計的計量性能受到介質條件、工藝條件、安裝條件等因素的影響,這些因素對流量計影響程度有些可以界定,有些隨著超聲波流量計的生產廠商而不同。超聲波流量計是通過測量流動截面上的平均流速來實現流量測量,不合理的安裝方式將會導致流體在到達流量測量面時,速度分布無法達到超聲波流量計正常工作的要求。與傳統的容積式流量計相比,超聲波流量計對安裝條件要求比較高。
                  超聲波流量計在設計時,一般要求被測流體在流量計測量截面流型保持軸對稱分布,并且不存在垂直于軸線方向的速度分量,這實際就是要求流場需達到充分發展的直管流動。為了降低流場非理想情況對計量的影響程度,大部分流量計生產廠家都給出建議的前后直管段zui短長度。
                  安裝在管道中流動調整器可以調整速度分布以減少所需直管段的長度。流動調整器有管束狀整流器、多孔板流動調整器等。由于流動調整器類型繁多,不同類型的流動調整器對流速分布的改變效果是不同的,安裝流量計時需要向廠家咨詢。為考察流動調整器對流量計的影響程度,選用某公司的產品進行了測試,配備19管束流動調整器,前后直管段為前10D,后5D。
                  在試驗中先選取一個流量點,在溫度、壓力基本不變的情況下,對流量計在安裝流動調整器的情況下進行檢定。然后取下流動調整器,重新調節流量、溫度和壓力達到要求的范圍后再進行檢定。對檢定得到的流量計數據進行處理后,在安裝流動調整器的情況下,流量計系數為0.9943,重復性為0.04%,在不安裝流動調整器的情況下,流量計系數為0.9946,重復性為0.07%。
                  根據實驗結果分析,流動調整器對超聲波流量計的性能有重要的影響,在實際使用過程中推薦安裝流動調整器。需要注意的是在不同管道的配置情況下,流動調整器對流動狀態的影響無法被完全評價。因此,在選擇流動調整器時需要根據現場實際情況,咨詢流量計制造廠家的意見。
                  超聲波流量計的上、下游管線的形狀,閥門、泵、連接不對中、凸入的墊片、焊接毛刺或其他障礙物,都可能引起液體旋渦和流速的不均勻分布,從而影響流量計的性能。
                  在安裝超聲波流量計時應當保證前后直管段與能產生旋渦或不均勻流速分布的泵、彎頭、閥門和其他管件之間具有足夠的距離,法蘭和墊片內部要對中,墊片不得伸入液流中。由于在流量計操作過程中,不可避免地涉及到流量調整的情況,為了盡量減少閥門的開度對流量計計量性能的影響,流量調節閥建議安裝到流量計的下游。
                  為檢驗惡劣流態下流量計性能,分別用50%開度蝶閥加10D管徑的上游配置和標準整流器加10D管徑上游配置,對DN150超聲波流量計進行測試。由測試結果可以看出,只要上游直管段長度滿足10D要求,兩種管線配置下的測試誤差均未超過土0.15%,在流量大于200m3/h時,流量計系數變化較小。
                  為了考察安裝對流量計的影響,在流量計安裝時故意將一張墊片伸入到管道中,偏心程度達到10mm左右,進行檢定試驗,并將結果與正常安裝墊片的結果相比較。
                  需要注意的是,不合理的安裝條件對流量計所造成的影響是一個十分復雜問題,其中涉及到許多領域,本實驗僅局限于墊片的安裝方式,僅能一定范圍內對安裝條件的影響進行說明。
                   
                  3.結語
                  通過對各項試驗結果分析表明,超聲波流量計與其他類型的流量計類似,在工作過程中會受到各種條件的影響。為了保證超聲波流量計準確計量,在設計、安裝、操作過程中,需要對可能會影響到流量計計量準確性的因素加以注意,并通過各種手段予以消除或降低。
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