培訓(xùn)1流量測量技術(shù)進展國內(nèi)外比較

流量測量馬永志2014年4月增長知識，邁向輝煌為什么需要流量計?主要是由于兩個原因需要流量計：1:當(dāng)需要向用戶收取費用時，必須使用流量計（蒸汽、水、煤氣）2:優(yōu)化工藝過程參數(shù)，以減少能源成本能源成本節(jié)約流量計本身并不能節(jié)約能源。但通過有效的計量、監(jiān)測和合理的能源分配利用，流量計可幫助企業(yè)節(jié)約5%-20%的能耗。假定一個企業(yè)，擁有一臺8噸/小時蒸發(fā)量的燃油鍋爐按每天8小時，每年300天，蒸汽成本150元/噸計總能耗=8×8×300×150=2,880,000元10%的節(jié)約=2880000×10%=288,000元!測量系統(tǒng)的組成及其功能

測量系統(tǒng)的組成

測量系統(tǒng)由四個基本環(huán)節(jié)組成：傳感器（敏感元件）、變換器或變送器、傳輸通道和顯示裝置。流量測量系統(tǒng)組成也一樣??！傳感器變換器傳輸通道顯示裝置被測量測量值目錄一、流量測量技術(shù)與流量測量儀表應(yīng)用二、企業(yè)流量計量監(jiān)側(cè)與管理系統(tǒng)三、師生互動，疑難問題現(xiàn)場解答一、流量測量技術(shù)與流量測量儀表應(yīng)用（一）蒸汽和氣體流量測量技術(shù)新進展、國內(nèi)外流量儀表的優(yōu)勢比較及選型安裝調(diào)試方法（二）幾種典型流體的流量測量（三）熱量和冷量的計量（四）流量批量控制系統(tǒng)、脈動流量測量（五）提高流量測量精準(zhǔn)度的實用方法（六）流量測量系統(tǒng)誤差的生成與處理（七）天然氣與煤氣的流量計量（八）流量儀表及流量過程測量的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)及操作規(guī)程（一）蒸汽和氣體流量測量技術(shù)新進展、國內(nèi)外流量儀表的優(yōu)勢比較及選型安裝調(diào)試方法流量測量技術(shù)新進展：1、電磁流量計一、流量測量技術(shù)與流量測量儀表應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律：電路中感生電動勢的大小跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。（一）蒸汽和氣體流量測量技術(shù)新進展、國內(nèi)外流量儀表的優(yōu)勢比較及選型安裝調(diào)試方法流量測量技術(shù)新進展：1、電磁流量計一、流量測量技術(shù)與流量測量儀表應(yīng)用電磁流量計的測量原理基于法拉第電磁感應(yīng)定律，即通過測量流體流動時切割磁力線所產(chǎn)生的電動勢來推算流體流量。西門子電磁流量計ABB電磁流量計上海羅斯蒙特電磁流量計日本橫河電磁流量計（一）蒸汽和氣體流量測量技術(shù)新進展、國內(nèi)外流量儀表的優(yōu)勢比較及選型安裝調(diào)試方法流量測量技術(shù)新進展：1、電磁流量計一、流量測量技術(shù)與流量測量儀表應(yīng)用電磁流量計主要用于測量導(dǎo)電性液體介質(zhì)的體積流量，通常要求導(dǎo)電性液體介質(zhì)的電導(dǎo)率至少為20μS/cm(μS/cm為

微西門子每厘米，相當(dāng)于0.1mS/m毫西門子每米)。（一）蒸汽和氣體流量測量技術(shù)新進展、國內(nèi)外流量儀表的優(yōu)勢比較及選型安裝調(diào)試方法流量測量技術(shù)新進展：2、超聲波流量計一、流量測量技術(shù)與流量測量儀表應(yīng)用超聲波流量計(ultrasonicflowmeter簡稱USF)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種非接觸式流量儀表。它對于所測的流體介質(zhì)幾乎沒有要求，不僅適用于液體和氣體介質(zhì)的測量，也適用于雙相介質(zhì)的測量，尤其適用于解決大流量、大口徑、暗渠、強腐蝕性等流體流量測量困難的問題。（一）蒸汽和氣體流量測量技術(shù)新進展、國內(nèi)外流量儀表的優(yōu)勢比較及選型安裝調(diào)試方法流量測量技術(shù)新進展：2、超聲波流量計一、流量測量技術(shù)與流量測量儀表應(yīng)用超聲波流量計主要是通過檢測超生波穿過流體介質(zhì)時所搭載的信息來測量流體流量。目前，超聲波流量計存在的局限性在于其所能測量的流體介質(zhì)溫度受制于換能器與耦合材料(換能器與管道之間)的耐高溫程度，而目前我國研制的超聲波流量計只能測量200℃以下的流體介質(zhì)。國外主要廠商產(chǎn)品介紹①德國KROHNE(科隆)高精度；低功耗<1W，可使用

太陽能；DN80流速上限57m/s；DN400流速上限30m/s；示值誤差±0.2%；重復(fù)性<0.2％；

ALTOSONICIV4聲道氣體超聲流量計獨特的三聲道截面設(shè)計；傳感器專利設(shè)計；數(shù)字信號處理(DSP)；流速測量范圍0~20m/s；當(dāng)流速大于0.5m/s時，示值誤差±0.5%；當(dāng)流速小于0.5m/s時，絕對誤差為±2.5mm/s重復(fù)性<0.2％；UFM3030KROHNE3聲道液體超聲流量計兩聲道通用型：工藝流程的氣體超聲流量計強化結(jié)構(gòu)，保護罩；全金屬微型傳感器；DN50流速上限57m/s；DN600流速上限30m/s；低功耗<1W；示值誤差±1%；重復(fù)性<0.2％；OPTISONIC7060KROHNE②美國康樂創(chuàng)CONTROLOTRON雙聲道固定式液體超聲流量計全天候機箱設(shè)計

1010N

雙聲道便攜式超聲流量計外貼式安裝方便；32位流量計算機；寬脈沖時差式和多普勒兩用；基本精度±1%；

1010WPCONTROLOTRON③英國MICRONICS便攜式液體超聲流量計帶圖表顯示功能LCD；

覆膜觸摸式按鍵16個；管徑范圍：50-1000mm；流速：0.12-12.39m/s;重復(fù)性：±0.5%;讀數(shù)誤差：±1-3%;長度：236mm;

寬度：125mm;

高度：41mm;

重量：小于1.5kg;PFSE

在線安裝式超聲波流量計可安裝配套溫度傳感器從而測得熱量。U2000

MICRONICS④日本富士電機FUJI新式脈沖多普勒法與傳播時間差法并用的新一代混合型超聲波流量計脈沖多普勒方式： 流速范圍：0~±0.3m/s~4m/s； 精度：0.5％~1.0％。傳播時間差方式： 流速范圍：0～±0.3m/s～32m/s； 精度：1.0％～1.5％。FSH/FSW便攜型超聲波液體流量計大屏幕圖形顯示；具備接收信號波形顯示功能；一體型打印機；高精度：1%ofrate；適用管徑：13mm~6000mm；流速范圍：0.3~32m/s；FLC/FLD

FUJI測量值顯示畫面流量趨勢圖接收信號波形顯示功能一體型打印機⑤美國通用GE高精度氣體流量測量系統(tǒng)由一個帶有兩對沿直徑單聲程安裝傳感器及流量計的測量管本體、十倍于管直徑的直管段和流場整流板組成。流速范圍：0.03~46m/s；精度：0.1％

0.5％～1％Sentinel國內(nèi)主要廠商產(chǎn)品介紹①北京昌民多聲道氣體超聲流量計具有國際專利的非實流標(biāo)定技術(shù)（干標(biāo)）流速范圍：0.5~35m/s；準(zhǔn)確度等級：0.5級；重復(fù)性：0.2％；功率：15W；干標(biāo)即干式標(biāo)定(drycalibration),是在氣體靜止沒有流動的情況下,通過精確測量流量方程中的各個參量來進行的標(biāo)定。濕標(biāo)即實際標(biāo)定(flowcalibration),是在有氣體流動的情況下,在流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上進行的實氣標(biāo)定。URG-1000非滿管型超聲流量計

URG-1010

北京昌民增加液位計測量液位，計算出實際流體的截面積，從而計算流量。②唐山匯中唐山匯中國內(nèi)首創(chuàng)插入式超聲流量傳感器唐山匯中唐山匯中雙面18聲道DN500mm液體超聲流量計樣機（一）蒸汽和氣體流量測量技術(shù)新進展、國內(nèi)外流量儀表的優(yōu)勢比較及選型安裝調(diào)試方法流量測量技術(shù)新進展：2、超聲波流量計的特點唯一能實現(xiàn)非接觸式測量的流量計（夾裝式）；可制成便攜式儀表；無阻流件，無壓力損失；

準(zhǔn)確度0.1%～5%；管道內(nèi)外壁干凈，需足夠長的直管段；傳播速度差法流量計需介質(zhì)潔凈，而多普勒流量計需有散射粒子，適于污水和含氣泡的液體；特別適合大管徑測量，其成本與管徑基本無關(guān)。（一）蒸汽和氣體流量測量技術(shù)新進展、國內(nèi)外流量儀表的優(yōu)勢比較及選型安裝調(diào)試方法流量測量技術(shù)新進展：3、科里奧利質(zhì)量流量計一、流量測量技術(shù)與流量測量儀表應(yīng)用科里奧利質(zhì)量流量計(CoriolisMass

Flowmeter簡稱CMF)是基于流體在振動的

測量管中流動時會產(chǎn)生與流體質(zhì)量流量成

正比的科里奧利力這一原理制成的、一種

直接式的質(zhì)量流量計。能夠直接測量流體介質(zhì)的質(zhì)量流量，而不

受其他參數(shù)(如溫度、壓力、流體性質(zhì)等)的影響。如果在管子同步振動的同時，將流體導(dǎo)入管內(nèi)，使之沿管內(nèi)向前流動，則管子將強迫流體與之一起上下振動。流體為了反抗這種強迫振動，會給管子一個與其流動方向垂直的反作用力，在這種被叫做科里奧利效應(yīng)力的作用下，管子的震動不同步了，入口段管與出口段管在振動的時間先后上會出現(xiàn)差異，（差異是由于入口段和出口段流體流向是相反的），這叫做相位時間差。這種差異與流過管子的流體質(zhì)量流量的大小成正比。如果通過電路能檢測出這種時間差異的大小，則就能將質(zhì)量流量的大小給確定了?？评飱W利效應(yīng)科里奧利力的重要工程應(yīng)用—質(zhì)量流量計很早就有人試圖利用科氏力測量質(zhì)量流量，但發(fā)明家始終未能解決以簡單方法使流體在直線運動的同時又處于旋轉(zhuǎn)體系中的難題。直至美國的JamesSmith于1977年發(fā)明了基于振動方法的結(jié)構(gòu)，簡單的將兩種運動巧妙的結(jié)合起來的振動管式質(zhì)量流量計，才使CMF走出困境。雙U形管示意圖Micro-Mation公司1982年推出第一臺CMF雙彎管式質(zhì)量流量計之后，各國競相研制，出現(xiàn)了各種形式。半彎管，Ω管，直管，各種精度，口徑。在發(fā)展最快的90年代初期，曾有人預(yù)言它將取代大部分種類的流量計，但終未實現(xiàn)。其原因主要是介質(zhì)種類，計量單位，價格等因素?？剖狭|(zhì)量流量計的結(jié)構(gòu)形式總的類型有：按測量管形狀分，有彎管型和直管型；按測量管配置分，有單管型和雙管型；為便于振動，提高材料彈性，降低剛性，管壁盡量薄。單直管雙直管單U形管雙U形管雙S形管B形管Ω管雙環(huán)管雙U形管質(zhì)量流量計特點與安裝使用

特點：直接式質(zhì)量測量；精度（觀測結(jié)果、計算值或估計值與真值（或被認(rèn)為是真值）之間的接近程度）高0.1%；可測液體、液固、含氣少的氣液兩相流；價格高昂。（一）蒸汽和氣體流量測量技術(shù)新進展、國內(nèi)外流量儀表的優(yōu)勢比較及選型安裝調(diào)試方法國外流量儀表：渦輪流量計在國際上許多國家常用于測氣體或粘度較小的液體，由于儀表中有轉(zhuǎn)動件，維護工作量大超聲近年來增長勢頭雖咄咄逼人，但渦輪較超聲便宜得多，有價格優(yōu)勢；與節(jié)流裝置相比，量程比（最大測量范圍和最小測量范圍之比）可達(dá)10：1，且較準(zhǔn)確容積式流量儀表為非速度型儀表，安裝無直管段要求，準(zhǔn)確度（指在一定實驗條件下多次測定的平均值與真值相符合的程度）一般可達(dá)到±0.5%，但較笨重?？趶揭话阈∮?.2m.新型儀表在不少領(lǐng)域中取代傳統(tǒng)儀表，是一個總的發(fā)展趨勢，但過程將是漫長的。一、流量測量技術(shù)與流量測量儀表應(yīng)用（一）蒸汽和氣體流量測量技術(shù)新進展、國內(nèi)外流量儀表的優(yōu)勢比較及選型安裝調(diào)試方法國內(nèi)流量儀表：我國研制、開發(fā)流量儀表的力度與國外有較大差距，多滿足于仿制超聲的優(yōu)點較多，既準(zhǔn)確、壓損又小，特別適宜貴重流體的貿(mào)易計量，國內(nèi)外都較重視，只是國內(nèi)多為測液體的，測氣體的雖也有幾家，應(yīng)用于現(xiàn)場尚存在一些問題。熱電式可以測質(zhì)量流量，且靈敏度較高，受到業(yè)內(nèi)的重視，但它的插入式形式只能測干燥，純潔的氣體，準(zhǔn)確度也不是廠家所宣傳的那么高，距實用尚待時日。一、流量測量技術(shù)與流量測量儀表應(yīng)用（一）蒸汽和氣體流量測量技術(shù)新進展、國內(nèi)外流量儀表的優(yōu)勢比較及選型安裝調(diào)試方法發(fā)展趨勢：1、結(jié)構(gòu)日趨簡潔、輕便早期流量儀表為純機械就地顯示，如容積式流量計。不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重，重量/口徑比很大；且其中的轉(zhuǎn)動件因磨損需經(jīng)常維修。隨著工業(yè)管道口徑日益增大，插入式儀表以其結(jié)構(gòu)簡單、輕巧、拆裝簡便，日益受到用戶青睞，而近十年發(fā)展最快的電磁、超聲流量儀表，管道中更是沒有任何轉(zhuǎn)動件、阻力件，結(jié)構(gòu)更為簡潔，且壓損小，準(zhǔn)確度高，是最有發(fā)展?jié)摿Φ牧髁績x表。一、流量測量技術(shù)與流量測量儀表應(yīng)用（一）蒸汽和氣體流量測量技術(shù)新進展、國內(nèi)外流量儀表的優(yōu)勢比較及選型安裝調(diào)試方法發(fā)展趨勢：2、功能力求完善、多樣早期流量儀表為就地顯示（如容積、轉(zhuǎn)子），隨著工業(yè)水平的不斷提高，已不能適應(yīng)工藝要求數(shù)十臺儀表集中顯示、調(diào)節(jié)、控制。有必要將傳感器（也稱一次表，如孔板、噴嘴、內(nèi)錐）與變送器（也稱二次表）分離開。并將流量參數(shù)轉(zhuǎn)換為電參數(shù)，遠(yuǎn)傳至中央控制室。一、流量測量技