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现场使用的电磁流量计为何不能象在实验室稳定
发布日期:2018/9/1 9:11:01
 
 
解说现场使用的电磁流量计为何不能象在实验室中那样精准
  流量计在现场应用时受制于工艺条件,不可能和实验室有一样的理想条件,所带来的误差也就在所难免,其中有些影响因素(如流体的物性,性状)是可以通过修正减弱或消除,而有些则不可能,如面对万千种阻力件及其结合所带来的复杂流场,它们难以通过实验室模拟重现,无法修正,而它们却又是影响流量仪表(特别是曾占流量仪表市场中大部分的经典式节流装置)提高准确度最大的障碍。
各种流量计
    排除流量计的原理与结构等自身方面的原因,影响其准确度的外在因素主要归结为以下三个方面:
一、流体的性状
    在工业现场通过流量计的流体不可能如实验室所用流体那么洁净,它们可能会有沉淀物、有腐蚀性。使用一段时间后,还会在管边检测件上产生积垢、磨损、腐蚀。在管壁上的沉淀物将改变管道的壁厚及粗糙度。对标准孔板而言会改变β值,造成±3~10%的误差;对涡轮、转子、容积式流量计的运动件造成磨损、 腐蚀,轻则产生误差,重则无法工作;对电磁流量计的电极、超声流量计的换能器、热式流量计的热电阻的污染会降低其灵敏度,增大误差;对差压式流量计取压孔的造成阻塞,等等。当然这个过程是缓慢的,但绝不能掉以轻心,一般来说只要重视定期维修也可以减轻(或消除)其影响。
二、流体的物性
    在试验中常用的介质为水、空气及油品,而在现场应用中面临的将是数以万计的各种流体,其物性(如密度、黏度、电导体、导热系 数,声速、成分等)均不同于在试验中常用的介质,将或多或少地影响流量计的准确度。但这些流体的物性可以通过一些工程手册查到,并给予修正以减轻其影响。这也是流量仪表智能化
三、流动的特性
    在实验室中,流量仪表应处于较为理想的流动状态中,一般有以下几种类型:
1、牛顿流体:在流程工业中,除食品工业多为牛顿流体。
2、定常流:测量管段中流量不随时间变化的一种流动状态,但有缓慢的变化是允许的,在工业中所说的脉动流(流量随时间变化较快的一种流动状态)即非定常流。在工业现场中由于泵、压气机、 鼓风机、某些调节器、阀门的振荡都将产生脉动流,它将给流量仪表带来较大的误差。早在1956年Head 就提出了这个问题,并提出了脉动系数Ip的概念,以界定脉动流对流量测量的影响,并认为当Ip小于0.03时就可以视为定常流;大于0.03就应给予重视。
    脉动流会给流量计带来误差,这种影响对差压式流量仪表尤为严重。对涡轮流量计脉动流会引起转子转速的变化;对涡街流量计而言,如脉动的频率与涡街频率相近,将产生所谓“同步现象”,也会产生很大的误差。对流体而言,气体的可压缩性优于液体,脉动流在流动中将很快被衰减,对流量仪表的影响将小于液体。人们关注脉动流对流量仪表的影响已近60年,虽然也开展了许多研究力图进行修正,但至今尚缺乏足够的数据。当前常用的方法是在管道中采用滤波器来消除(或减轻)它的影响。
3、单相流体:流量仪表在对单相和多相流体的测量结果有很大的差异,这里我们只讨论单相流量仪表的测量,流量仪表也仅是在单相流量实验室进行校验,而在现场应用中,将不可避免地会遇到多相流体的问题。
    在流程工程中,由于流体流经各种阻力件,将不可避免 地产生摩阻、分离,以及由于截面的变化、压力的下降,使溶于液相中的气相分离出来产生空穴,对于节流装置来说由于孔板的流动变化较为剧烈产生空穴的机率将为文丘利管的8倍,道尔管的三倍,空穴的产生如能限制在一定范围内,所产生测量误差可高达20%,如果失控发展太大,将可能损坏仪表。
    对于气固、及液固两相流来说,对于流量仪表的测量也将带来较大的误差及危害。避免的方法,是尽可能地将流量仪表安装在垂直的管道上方,以避开固相的沉积。
    众所周知,管道中的流速分布影响了绝大部分原理(科氏、容积除外)流量仪表的准确度,所以ISOTC30 规定流量仪表要保持较高的准确度必需安装在充分发展紊流中,当然流量实验室也应具有充分发展紊流,这样校验的流量系数才有意义。一般来说,只要具备了30D(D为管道内径)的直管段长度就可获得充分发展紊流。
    但是在工程日益现代化、大型化的趋势下,工程中管径日益增大,工艺设计从节约场地出发从未考虑流量仪表维持较高准确度所必需的直管段长度,且现场的阻力件品种成千上万,组合形形色色,管道中的流速分布十分复杂,在试验室理想条件下所校验的流量系数,由于流场差异,不可能无误地传递给现场的流量仪表,因此难以得到较高的准确度。
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