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气体流量计|超声流量计|厂家价格|使用中检验技术方法说明

时间:2017/08/17来源:未知

摘要:气体超声流量计在检定周期内进行使用中检验在国内是一项新开展的研究领域。现场使用的超声流量计在检定周期内由于工况条件的变化、自身器件性能的变化、外部影响因素的变化等种种因素的作用,其流量计状态可能发生变化。通过在现场对气体超声流量计进行使用中检验可以发现和处理一些流量计故障和影响计量的潜在影响因素,对延长检定期限有着重要的依据和作用,而且能够促进使用单位加强现场计量管理,避免和减少计量纠纷。

1、引言:
   西南油气田分企业和成都站技术人员实际现场工作中发现,近年来在中国大量的不同、不同厂家、不同规格型号的气体超声流量计被投入使用。不同厂家的流量计有着不同的性能指标和参数要求,现场计量人员难于清楚了解。加之超声流量计本身的复杂性,现场计量管理人员由于自身素质的限制,往往不知道如何合理维护超声流量计的运行,不知道如何核查超声波流量计状态和具体参数,也就不知道如何进行监督管理。由于超声流量计内部无可动部件、自动化程度高、需要人为维护工作量小等因素,使得现场计量管理人员往往把其当成完全“免维护”的仪表,对其表现出的一些报警信息和状态变化毫无反应,导致超声波流量计出现报警或一些简单故障也无人会处理,拖延成一些更大的问题。解决上述问题的关键就在于使用超声流量计使用中检验的两个重要的手段进行实地操作,这样不仅可以现场确定流量计现时状态,提高现场计量管理人员素质,帮助现场人员进行计量监督管理,还可以解决超声流量计现场使用中出现的各种问题报警及故障,保障流量计正常运行。

2、 如何进行超声流量计使用中检验:
 目前对现场流量计进行核查通常使用的方法有2种:一种是采用一台标准流量计与之进行比较;另一种就是以声速法计算为基础配合历史曲线比较,对流量计进行使用中检验。这2种方法各有优缺点,但就现场简便易行来说,毫无疑问后一种方法进行期间核查较为可行。而这种方法的2个***重要手段就是声速计算和历史曲线比较。

2.1、声速计算:
 简单的来说,超声流量计的原理就是利用超声波在流动气体中上下游传播时间差来测量流速,进而计算出流量。其中传播时间差来自于对各声道声速的实际测定,而AGA10号报告中明确指出,只要管道内气体组分确定,压力温度确定,那么就可以算出超声波传播的理论声速,通过比较实测声速和理论声速的不同,就可以发现该流量计是否可能存在计量偏差。实际操作中一个完整的声速计算应包括以下几点:
 
(1)各声道声速测量计算;(2)***大声速差计算;(3)声速偏差计算;(4)重复性计算。
 
2.2、历史曲线的比较:
 所谓历史曲线比较简单的说就是对曾经存在,使用过的、有更改的、现适时表现的各种参数记录,将其与现在存在,正在使用、目前表现出的参数进行对比就可以看出超声波流量计变化的趋势、变化的量、以及变化量是否在一个可以接受的范围内。历史曲线的变化可以辅助说明流量计状态的改变,以及其是否需要重新进行实流检定。成都站经过实验和经验得出初步的结论,一个较完善的历史曲线研究应该至少包括以下几点:
 
(1)要能够核查其原始出厂干检参数和流量计检定证书给出的参数;
(2)记录参数至少应包括自动增益控制信息、信号质量、信噪比、管道流体流态信息等;
(3)一个检定合格的、位于起点的参数记录;
(4)一个定时追溯的、可以核查的、有记录功能的参数记录;
(5)在一定时间内,位于始末位置的 2 个参数记录的比较和分析

3、现场进行使用中检验的作用:
(1)可以发现现场超声流量计在运行了一段时间后性能发生大的变化,出现较大误差的情况。某厂家的口径为 DN100 的超声流量计计算声速得到的误差与实流检定的比对结果见图1。
  从图1可以看出:声速计算和该超声流量计的实这些计量参数都会被流量计黑匣子功能记录下来。通过定期核查这些参数及黑匣子记录就可以发现有没有人为变动计量参数,影响计量数值。

图1 2种方法得到的误差比较图



图1 2种方法得到的误差比较图
流检定都得出了相同的结论,其误差严重超标。经检查后发现,该流量计为周检表,其中一个声道工作出现间歇性不正常,各声道之间声速值差异很大,流量计增益值和信号质量都超过了厂家给出的范围,2种方法得到的误差变化曲线趋势不完全相同,但都反映出了该流量计检定不合格;
(2)可以证实流量计在运行过程中状态良好,满足计量准确度要求的情况。某厂家的口径为 DN300 的超声流量计声速计算得到的误差与实流检定的比对结果见图2。从图2可以看出:使用声速计算进行使用中检验和该超声波流量计的实流检定都得出了相同的结论,该流量计符合1.0级准确度等级,2种方法得到的误差变化曲线趋势相同;
图2 2种方法得到的误差比较图


图2 2种方法得到的误差比较图

(3)可以发现流量计运行中出现故障或有可能出现故障的情况。表 1 是在某个站上出现报警显示异常的超声流量计上所采集的数据 。

明显高于C和D两声道;B声道的声速为414.717m/s,明显低于 C 和 D 两声道,此外 A 和 B 两声道显示的状态符号为 0X1000,故判断 A 和 B 两声道出现故障,后来经过处理后发现是超声波探头由于污物堵塞所致;
表1
 
LABEL chordA chordB chordC chordD
         
流速1(ich/s) 10.731 13.604 13.721 10.853
流速2(ich/s) 10.593 13.429 12.935 11.323
流速3(ich/s) 10.841 13.743 13.134 11.692
流速4(ich/s) 10.545 13.368 13.332 10.815
声速(ich/s)流动 1 506.928 1 360.898 1 417.601 1 417.197
声速(m/s)静止 459.514 414.717 432.006 431.832
工况流量(任意)   35 969.61    
ACFH      
       

(4)可以发现某些流量计运行中出现影响计量准确度的情况。 如:某站上投入使用的超声流量计,其实流检定合格。安装在现场汇管下游大约13D处,下游是和孔板流量计串联一起,中间大约是 20D,刚开始时超声波流量计工作不正常,和孔板流量计对比相差大约为10%,通过使用中检验发现管道内的旋涡角在 20°~28°之间,在加装板式带整流器后,管道内的旋涡角在-1°~1°之间,工作正常,孔板和超声波流量计的流量在1%以内;
(5)可以有助于建立该流量计的“体检档案”,加强现场计量管理和监督,防止出现人为因素影响计量数值的情况。图3为超声波流量计内部部分标定参数,对于其中任何一项的修改都会引起计量数值的变化,而改动
图3 部分标定参数
图3 部分标定参数

4、使用中检验方法难以证实的情况:
(1)对于初始检定合格,在使用过程中性能发生了变化,已经超过了准确度要求,但性能变化不大的情况,此方法能否有效的过滤出这种情况难以证实。某厂家的口径为 DN100 的超声流量计声速计算误差与实流检定的比对结果见图4。从图4可以看出:使用声速计算进行使用中检验和该超声流量计的实流检定得出了不完全相同的结论,实流检定得出的流量计相对示值误差表明该流量计不符合1.0级准确度等级,需要修正后才能使用,而使用中检验核算出来的声速误差则没有体现出这点,两者的变化曲线趋势也不完全相同;
(2)难以证实声速计算得到的误差值与实流检定误差值之间的联系;
(3)难以证实不同厂家、不同型号的超声波流量计的历史曲线虽然在厂家指标范围内,但变化量较大,这个量大到多少应该重新进行实流检定以确定其性能。

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