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燃氣計量的定義及燃氣渦輪流量計使用情況

  計量的定義是:利用技術和法制手段實現單位統(tǒng)一和量值準確可靠的測量。計量同樣無時無刻不體現在我們的身邊,小到生活中食物買賣的重量,大到國土面積大小,這一切的事情都需要的計量。如果沒有的計量我們買菜就會出現缺斤短兩的現象,我們的國土就會被別的惡意縮小,這一切都體現著計量的重要性。 
  計量設備作為計量的實施載體,它的與否直接決定著計量的準確度。無論一個的法制手段多么完善,一旦沒有先進的技術支持,那么一切都是紙上談兵。買菜的時候如果電子秤失準,就算有再嚴格的法律規(guī)定也是無濟于事,這證明了計量有了實施載體后,就會讓使用者非常重視計量設備是否準確、工作狀態(tài)是否良好。 
  北京市燃氣集團常用的流量計有皮模式流量計、羅茨流量計、渦輪流量計和超聲波流量計四大類,這四種流量計根據自身的特點被用到了不同的用戶當中。皮膜表流量計因其本身造價低廉和適用于低流量的特點,被應用到居民用戶和小型的非居民用戶當中;羅茨流量計屬于容積式流量計,由于其計量度高、量程比寬的特點,因此被應用于中小型的非居民用戶當中;渦輪流量計屬于速度式流量計,又由于自身良好的重復性、壓力損失小和量程比寬等特點,被廣泛的應用到大型的非居民用戶當中;超聲波流量計屬于速度式流量計,由于沒有壓力損失、量程比非常寬等特點被廣泛的應用到各大門站當中。根據北京市燃氣集團常用流量計的特點,燃氣大用戶當中選擇的是渦輪流量計和超聲波流量計。 
表 1-1   北京市燃氣大用戶 2017 年流量計使用類型統(tǒng)計

  從表 1-1 中我們看出在北京市燃氣大用戶在 2017 年渦輪流量計的使用數量 191 臺,超聲波流量計使用數量為 7 臺,從使用數量上來說渦輪流量計也在燃氣大用戶當中占著的優(yōu)勢。 

 燃氣渦輪流量計研究現狀:
  渦輪流量是作為大型用戶貿易計量的實惠計量器具,在國內外燃氣相關的、各大燃氣企業(yè)和流量計儀表企業(yè)都對渦輪流量計的故障診斷、運行平穩(wěn)性和在線監(jiān)測上做出了很多的研究。 

國外相關研究情況:
  國外的渦輪流量計廠家也在渦輪流量計的在線監(jiān)測方面做了很多的研究,并且付諸于行動,廠家就針對在線監(jiān)測渦輪流量計生產出一款移動設備,該設備可以實現在線監(jiān)測,臨時對渦輪流量計進行數據采集分析后,判斷出渦輪流量計的運行狀態(tài),但是由于是移動設備就不可能實現不間斷的在線監(jiān)測。另外,此種方法需要專業(yè)人員的操作,因此導致此種在線監(jiān)測的費用很高,單臺單次的在線監(jiān)測費用就達到 2 萬元人民幣左右。 
荷蘭 Elster-Instromet 公司[7]  在 Q.SONIC 貿易計量超聲波使用技術手冊中指出超聲波流量計添加了聲速核查功能,通過大量的自檢測,可以檢測信號的波形、波幅,而且由于聲道的布置形式,可以檢測和修正渦流及流行不對稱,并可以用聲速來檢測流量計和計量過程的偏差。當聲速核查時出現了不可修正的因素時,與超聲波流量計相連接的流量計算設備會產生報警,方便管理人員的時間采取相應的措施。 

渦輪流量計

國內相關研究情況:
  國內對渦輪流量計的研究更加細致,也在很多方面都做了實驗研究,經過調研發(fā)現:渦輪流量計的軸承是***容易受到損壞,并會引起計量誤差的部件之一。 

  徐加玉[8]對軸承損壞做了實驗,實驗中針對渦輪流量計軸承摩擦磨損失效、接觸疲勞失效和變形失效三種情況進行測試,結果表明三種情況失效的渦輪流量計全部產生了負誤差,變形失效的誤差高達.14.24%,這對于用氣量的用戶來說,如果長期運行下去,對于燃氣企業(yè)來說就是一個難以估量的損失。盡管知道渦輪流量計的運行狀態(tài)對于貿易結算有很大的影響,但是實驗者給出的減少軸承失效措施只是從燃氣流量計采購、首次檢定、安裝、月薪、日常管理維保、維修、周期檢定等方面制定措施,并沒有實際有效的建議。 

  陳鑠[9]在研究渦輪流量計管道壓力損失模擬時,其研究的對象為正常工作下的渦輪流量計,首先對管道內的壓力損失隨流量變化進行了數值模擬,設計并做了大量實驗,經過對數值模擬和實驗數據進行比對,***終得出結論:壓力損失與流量之間的關系可以用二次多項式表達。這項研究表明了,渦輪流量計在正常情況下的壓力損失與流量之間存在的關系,那么拓展到故障下的渦輪流量計在線運行是否也存在不一樣的、的二次多項式就成了繼續(xù)研究的對象。 
  劉正先[10]對渦輪流量計的結構進行了深入的研究,經過對渦輪流量計進行改裝后,對不同的導流柵和導流體做了實驗,經過實驗發(fā)現當導流柵和導流體發(fā)生改變后,相同流量下的壓力損失存在相應的差異,這種差異也表明了每一個渦輪流量計的壓力損失與流量之間的關系都是有所不同的。 

  經過對國內外相關研究的調研發(fā)現,國內外對于渦輪流量計的在線監(jiān)測及故障診斷多為理論研究,涉及的相關實驗并不多,隨著對渦輪流量計在線監(jiān)測以及故障診斷研究的不斷深入,***終必定會發(fā)展成為全類型的流量計的在線監(jiān)測和故障診斷的研究。在線監(jiān)測以及故障診斷發(fā)展到成熟階段,其技術也必定會與智能調度管網相結合,加快推動燃氣管網智能化的建設。本文以實驗為主結合理論知識,研究渦輪流量計的在線監(jiān)測以及故障診斷功能。 

  首先,渦輪流量計用于流量計算的參數是其軸承轉動的圈數與流量之間的函數關系,但是從渦輪流量計的計算公式上來分析,流量的大小與其產生的壓力損失也存在函數關系。然后,經過了詳細的調研后發(fā)現:渦輪流量計的壓力損失的確與流量之間存在函數關系。***后,因為不同的燃氣企業(yè)選擇的渦輪流量從廠家到型號均不同,燃氣流過渦輪流量計所產生的壓力損失在相同管徑相同壓力和溫度的條件下時也不相同,所以經過論證后設計出了本次實驗。 

  本次實驗***終要確定渦輪流量計的流量與壓力損失之間存在函數關系,并可以作為渦輪流量計的在線監(jiān)測理論依據;經過比對組和實驗組之間的數據區(qū)別,根據各組實驗用渦輪流量計是否存在故障以及故障發(fā)生的部位,確定在線進行故障診斷的可行性。 

本章小結:
  北京市燃氣集團的全年用氣量處在一個飛速發(fā)展的階段,現階段的全年燃氣使用量已經突破百億,這對于計量提出了更高的要求。渦輪流量計憑借自身的有點,被廣發(fā)的應用到大用戶當中,在北京市燃氣集團的大用戶中也是大量的應用,但是目前對于渦輪流量計的在線監(jiān)測手段仍然需要提高。根據國內外對于渦輪流量計的研究和實驗,確認渦輪流量計的壓力損失與流量的函數關系將會成為在線監(jiān)測的突破口。

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