大口径煤气流量计量方案流程

大口径煤气流量计量方案

大口径煤气流量计量一直是冶金、焦化、城市管网等行业重要的计量点，也是计量的难点。究其原因主要有四个方面：一、介质较脏污，容易在检测元件表面堆积污物，从而大大影响测量的精度；二、介质压力低，流速低，工艺要求测量的压损比较小；三、介质为混合物，组分的变化对测量的影响比较大；四、管线多为主干线，仪表的安装与维护不能影响正常生产。理想的煤气计量系统应当具有带气安装维修、在线清洗、测量范围宽、测量精度可靠、符合相关标准、数据存储、监督管理以及网络通讯的功能。这里向大家介绍针对不同场合，不同测量精度要求而制定的四种大口径煤气流量测量系统：

■ 多管并联标准节流件测量系统

■ 测管流量测量系统

■ 在线比对标定管道已有阻流件的流量测量系统

■ 变径整流器与插入式涡街构成的流量测量系统

系统一：多管并联标准节流件测量系统

■ 概述

该系统应用于重要贸易结算，测量精度要求较高计量点。系统采用多管并联的孔板作为一次测量元件，采用流量计算机进行流量计算、数据存储、监督管理以及网络通讯。

由于介质脏污，对孔板测量精度影响较大，因此一次测量元件采用多管并联的孔板，可以定期切换清洗，且不影响正常输气。二次仪表选用流量计算机。流量计算机的补偿运算严格遵从GB/T18215.1-2000《城镇人工煤气主管道流量测量》国家标准等有关标准，除进行基本的温压补偿外，对严重影响煤气计量精度的密度、湿度等因素，进行了修正，同时对孔板的流出系数C、流束膨胀系数ε进行实时逐点计算，使系统的测量范围大大提高。所使用的流量计算软件已通过国家权威部门的认证。另外流量计算机还具有强大的数据存储、监控和通讯功能，可以通过电话或计算机网络与上位机组建起集散式计量管理网络，特别是对于现场仪表的误操作或人为的非法操作（如对仪表断电，非法修改参数设置，对流量、温度、压力信号进行断路和短路等）具有监控功能。

流量测量部分由 3个并联的孔板组成，可以定期切换清洗。3个差压信号以及补偿的温度压力信号均送到同一台流量计算机中。

■ 系统功能及技术指标：

● FC2000流量计算机可同时进行3块孔板的流量的测量；可输入煤气的全组分或接入实时密度计，进行实时密度修正；可接入实时湿度计，进行实时度修正，补偿计算符合有关国际建议与国家行业标准。

●对节流式流量计的流出系数 C、流束膨胀系数ε进行实时逐点计算，使系统在10:1的测量范围内精度为±1%。

● 系统具有完善的计量监管功能：

▲ 记录仪表被断电的时间

▲ 记录所有对仪表设置的改动内容

▲ 能查看累积起始时间和累积量被清零的时间

▲ 仪表的设置操作需要供需方双重密码正确方可进行

▲ 连接打印机即可打印出仪表设置、报警、审计、历史数据等书面内容▲ 能储存1000条历史数据，100条审计记录，100条报警记录以供查阅▲ 连网的流量计算机可以实现远程实时监控

●通讯功能： RS232、RS485、有线Modem（程控电话网）、无线Modem、Ethernet（以太）网等。

●最大累积流量显示： 999,999,999工程单位

系统二：插入式测管流量测量系统

■ 概述

该系统采用插入式测管流量计来进行测量。插入式测管流量计是根据ISO396“封闭管道中流体流量的测量—采用皮托管的速度面积法”国际标准而设计制造的专门用于大口径煤气流量测量的先进仪表。该套流量计由插入式测量管和测管流量计算机构成。该系统具有测量范围宽、压力损失小、可不断气安装检修、不易结污、可在线清洗等突出性能，适用于脏污、低压、低流速大口径煤气介质的流量测量。

插入式测量管是基于皮托管测量原理针对煤气介质的特点而采用专利结构设计的差压式点流速测量管。它将管道中某点的流体流速转变成一个对应的差压信号，由于其测量的是管道中某点的流速，因此其可以用于不规则管道流量的测量（由测管流量计算机进行截面系数修正），这对绝大多数因污物堆积而改变了流通截面积的煤气管道而言有重要的现实意义。其采用新一代的专利设计结构，独有的测头形式具有测量压力损失小、污物不易堆积的性能；可不断气安装

检修；可在线清洗等优点，避免了传统均速管无法测量变形管道流量，易堵塞，无法彻底在线清洗的缺点。

测管流量计算机是一款具有高精度流量计算、数据显示存储、信息记录、网络通讯功能的新一代计量仪表，是与插入式测管配套使用的二次显示仪表。其接收插入式测量管的差压信号，根据标定出的插入式测管的仪表系数分5段计算出该点的流速，然后根据ISO3966国际标准中的“封闭管道中流体流量的测量—采用皮托管的速度面积法”计算出工况流量。仪表可设置“截面修正系数”对变形管道进行修正。仪表还可根据有关国际标准与建议、国家与行业标准进行温度、压力、组分补偿、计算出标况体积流量或质量流量。

■ 系统应用

1.插入式测量管的测量系统

该系统由一套插入式测管和一台测管流量计算机构成。测管流量计算机根据ISO3966国际标准中的“封闭管道中流体流量的测量—采用皮托管的速度面积法”计算出平均流速。

直管段要求表：

系统精度

系统连接图

2. FJPE3型测管的测量系统

该系统由三支插入式测管和一台测管流量计算机构成。测管流量计算机根据ISO3966国际标准中的“封闭管道中流体流量的测量—采用皮托管的速度面积法”计算出平均流速。

直管段要求表：

系统精度

系统三：在线比对标定管道已有阻流件的流量测量系统

■ 概述

该系统是用皮托管在线标定大口径煤气工艺管道上已有阻流件的流量测量系统。在实际的工艺管道上有很多阻流件，例如管线上的弯管、变径管和废弃的孔板等。这些阻流件有着和孔板近似的流量特性，即流体流过它们时，在它们的两侧会产生一个压差，我们只要知道了这些阻流件差压值与流量值的数学关系就可以通过测量差压推导出流量了。我们所熟知的标准节流件的流出系数 C、以及流量补偿的计算式均是通过大量的标定数据得来的。因此，同样可以采用标定的方法来确定管道中已有的阻流件的流出系数C、以及流量补偿的计算式。确定了这些计算式后，通过测量差压、压力、温度、组分（密度）、湿度等参数，就可以间接地计算出流量了。

在该流量测量方法中我们采用 ISO3966国际标准中的“封闭管道中流体流量的测量—采用皮托管的速度面积法”对工艺管道上已有的阻流件进行现场实流比对标定。该方法具有以下特点：①应用在流速大于2m/s，口径1000以上的场合。②测量系统的量程范围与实际工况量程范围完全一致。③无附加压力损失。④安装维护简单，可在不断流情况下施工。⑤测量系统抗介质脏污。⑥系统造价低。⑦测量精度可达2.5%。⑧同一套比对标定设备可重复使用。

■ 比对过程中实际流量值的获得

该比对场合必须考虑到比对过程中管道施工应尽可能的少，可以在线进行安装，方法要有国际标准支持等问题。在该流量比对系统中采用 ISO3966国际标准中的“封闭管道中流体流量的测量—采用皮托管的速度面积法”获得实际流量值，通过标定后的皮托管的精度可达到0.1%。按照标准的规定，在同一管道截面上选取一系列的测量点，用皮托管测量出这一系列测量点的点流速，最后用算术法计算出平均流速和体积流量。皮托管的外径可以作的较小（Φ25以内），通过使用在线打孔器和设计出可在线插入/拔出皮托管的密封连接件，即可实现皮托管在线安装和调整插入深度，这对很难断流的大口径煤气流量测量有着很重要的实际意义。

■ 比对的同步性

比对标定法必须保证比对过程中时间的同步。即必须有设备能记录下较长时间段内工艺管道上已有的阻流件的差压值和该时刻皮托管的差压值，以及该时刻的温度、压力值。该流量比对系统中采用具有很大存储空间和强大运算能力