二 流量測量的困難問題
流量測量的困難分為兩方面:流體特性和測量特性。
1. 流體特性
臟污流:流體臟污、沉積和堵塞,如煤氣、煙廢氣、污水等;
腐蝕流:管道腐蝕嚴重因而帶來臟污流,儀表耐蝕要求高;
高參數流:高溫、高壓、真空及低溫工作條件下的流量測量;
脈動流:發(fā)動機、壓縮機、泵出口流體脈動、石油天然氣井噴流脈動等;
大流量:管徑達數米,液體流量達108kg/h,氣體流量達106kg/h;
微流量:流量下限極低,液體為10-2kg/h,氣體為10-4kg/h;
高粘性流:流體粘度極高,雷諾數很低,粘度可達數帕斯卡?秒;
混相流:如氣液、液固、氣固及氣液固多相流;
質量流:被測介質工作時狀態(tài)及組分變化很大,體積測量法無法準確測量;
蠕動流:流速極緩慢,雷諾數極低,大小口徑皆有,如瀝青、漿液等。
前面介紹各應用領域皆有一些實例。
2. 測量特性
現場工作條件惡劣,檢測件可靠性差;
流量為動態(tài)量,難以獲得高準確度;
儀表結構大都為法蘭連接,只在停流時才允許拆卸維修,有些生產過程連續(xù)進行,只在大修時才能停流,中間儀表有故障無法檢修;
儀表實驗室校驗的工作條件與現場工作條件相差很大,準確度偏離無法確定;
校驗設備龐大昂貴,校驗費用亦不菲,周期校驗是個難題。
三 流量儀表的種類
有商品的流量計可分十大類,約100種:
1. 差壓式流量計:2.浮子流量計;3.容積式流量計;4.渦輪流量計;5.電磁流量計;6.渦街流量計;7.超聲流量計;8.質量流量計;9.插入式流量計;10.其他流量
國外已商品化的產品國內皆有相應廠家生產,但產品品種規(guī)格及技術含量差距較大;
幾個五年計劃引進產品生產技術,對國內產品制造技術起到促進作用,但消化吸收進而自主創(chuàng)新不夠,在產品不斷更新情況下,單靠引進已不能解決問題;
生產廠廠家數遠大于國外,但產品低水平重復多,幾乎找不到產品;
流量儀表科研單位經費投入少,無力進行有份量的產品開發(fā);
企業(yè)開發(fā)力量薄弱,產品更新換代緩慢;
普遍欠缺流量校驗設備,全國流量量值傳遞系統(tǒng)尚未真正建立起來,影響全國流量量值傳遞的準確一致。
四 流量測量與儀表的主要問題
主要問題有兩個:儀表的可靠性和準確度
1. 可靠性
可靠性包括儀表質量及可維修性,流量儀表是現場儀表,檢測件與被測介質直接接觸,面臨惡劣的工作條件,要求儀表有的可靠是不現實的,但在發(fā)生故障時如能方便維修,維修代價不大,應該說亦是儀表可靠的一個方面。流量儀表工作的特點:
儀表要能經受被測介質化學腐蝕、結垢、磨蝕、堵塞、相變、耐溫、耐壓、……的影響;
由于儀表與管道用法蘭連接成一體,有時拆卸維修更換非常困難,特別是高溫高壓大口徑管道,給周期檢驗造成很大困難;
對于連續(xù)生產過程,不允許中間停流拆卸,檢測件發(fā)生故障無法拆卸檢修,如何處理是個棘手問題;
國內因設備工藝落后,管理不善,流體介質一般比國外要臟污,如天然氣、煤氣、水等,這樣對流量計使用性能提出更高要求。提高流量計可靠性可采用以下辦法:
提高儀表質量;
改變結構形式,如采用不斷流型插入式結構,亦可在測量系統(tǒng)上想辦法,如多管并聯管道便于清洗及更換;
加強現場維護管理
2. 準確度
儀表的重復性是儀表本身的特性,而準確度是外加的特性。一臺流量計準確度高,首先要重復性高,然后用高準確度的量值傳遞系統(tǒng)進行校準求得高準確度的儀表系數(或流出系數)。
對于流量計的準確度要注意這種儀表的特點,英國的流量專家F.C.Kinghom說得好:流量計是使用比制造要艱難得多的少數儀表之一,在實驗室它可以得到極高的準確度,但是在使用現場,一旦條件變化,一切全都白廢。
儀表制造廠產品說明書上列舉的準確度是指實驗室校準的準確度,它稱為基本誤差,儀表在現場工作由于使用條件與實驗室工作條件不同會產生附加誤差,現場的準確度是基本誤差與附加誤差的合成,合成不一定為簡單的代數和,要視具體情況而定。因此,現場儀表誤差估計是一項復雜的工作,只有既熟悉儀表特性和被測對象,又掌握誤差理論的人才能做出正確的估計。