一、研究目的
為評(píng)估節(jié)流件干擾對(duì)流量計(jì)的影響,模擬各種現(xiàn)場(chǎng)安裝條件,通過(guò)試驗(yàn)確認(rèn)渦輪流量計(jì)設(shè)計(jì)要求,為更好選用渦輪流量計(jì)提供幫助。
二、試驗(yàn)方案
1.前期準(zhǔn)備:準(zhǔn)備試驗(yàn)樣機(jī)和設(shè)備，調(diào)試試驗(yàn)用氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，預(yù)備各類(lèi)節(jié)流件，如不同長(zhǎng)度的直管段(0D、2D、10D、20D)、彎頭、三通、變徑、閥門(mén)、過(guò)濾器等。
2.試驗(yàn)樣機(jī):DN80氣體渦輪流量計(jì),2臺(tái)，準(zhǔn)確度等級(jí)1.5級(jí),流量范圍(8~160)m3/h。
3.試驗(yàn)設(shè)備:標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置;裝置不確定度Ure=0.3%(k=2)，流量范圍:(5~4000)m3/h。
4.試驗(yàn)方法:利用標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行初始計(jì)量特性測(cè)試，然后進(jìn)行各類(lèi)后續(xù)干擾測(cè)試，流量點(diǎn)qmin、0.2qmax、0.4qmax、0.7qmax和qmax,測(cè)試次數(shù)3次。
5.試驗(yàn)依據(jù):GB/T18940-2003《封閉管道中氣體流量的測(cè)量渦輪流量計(jì)》、GB/T28848--2012《智能氣體流量計(jì)》GB/T32201-2015《氣體流量計(jì)》JJG1037-2008《渦輪流量計(jì)檢定規(guī)程》。
6.試驗(yàn)項(xiàng)目:根據(jù)GB/T28848-2012附錄E要求，流量干擾試驗(yàn)可分為輕度干擾影響試驗(yàn)和嚴(yán)重干擾影響試驗(yàn)，測(cè)試流量點(diǎn)增加為5個(gè)點(diǎn)。
(1)輕度干擾影響試驗(yàn):包括前直管段不足、前后彎管、收縮和擴(kuò)張管徑直連等。
(2)嚴(yán)重干擾影響試驗(yàn):包括過(guò)濾器、調(diào)壓器或其他節(jié)流裝置直連表具、半開(kāi)閥門(mén)等。
三、試驗(yàn)過(guò)程
1初始計(jì)量特性測(cè)試
根據(jù)GB/T18940-2003附錄E的要求，樣機(jī)表.體取壓，在標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上選取5個(gè)流量點(diǎn)對(duì)樣機(jī)進(jìn)行基本計(jì)量特性測(cè)試，每個(gè)流量點(diǎn)測(cè)試3次，記錄樣機(jī)壓力、儀表系數(shù)、示值誤差和重復(fù)性。
2.輕度干擾影響試驗(yàn)
初始計(jì)量特性測(cè)試結(jié)束后，在相同標(biāo)準(zhǔn)裝置上進(jìn)行后續(xù)干擾試驗(yàn)，試驗(yàn)方法與初始計(jì)量特性測(cè)試完全相同，但需要分別設(shè)置各種干擾節(jié)流件。
(1)前直管段影響:流量計(jì)前連接不同長(zhǎng)度直管段(0D、2D、10D、20D),在相同流量點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)試，記錄樣機(jī)壓力、儀表系數(shù)、示值誤差和重復(fù)性。
(2)前后彎管影響:分別在流量計(jì)前端、后端、前后端連接同管徑彎管(平面彎頭、立體彎頭、三通)，在相同流量點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)試，記錄樣機(jī)壓力、儀表系數(shù)、示值誤差和重復(fù)性。
(3)前后變徑影響:分別在流量計(jì)前端、后端、前后端連接變徑(縮徑、擴(kuò)徑),在相同流量點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)試，記錄樣機(jī)壓力、儀表系統(tǒng)、示值誤差和重復(fù)性。
3.嚴(yán)重干擾影響試驗(yàn)
(1)過(guò)濾器影響:流量計(jì)前直接安裝過(guò)濾器，在相同流量點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)試，記錄樣機(jī)壓力、儀表系數(shù)、示值誤差和重復(fù)性。
(2)半開(kāi)閥門(mén)影響:流量計(jì)前直接安裝閥門(mén),半開(kāi)閥門(mén)，在相同流量點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)試，記錄樣機(jī)壓力、儀表系數(shù)、示值誤差和重復(fù)性。
四、數(shù)據(jù)分析
GB/T32201-2015之5.13.3規(guī)定，對(duì)于精度易受流體擾動(dòng)影響的流量計(jì),由流體擾動(dòng)引起的誤差變化不應(yīng)超過(guò)最大允許誤差的三分之一，如果此類(lèi)流量計(jì)對(duì)安裝管段有要求,以改善流體擾動(dòng)影響，流量計(jì).上應(yīng)有相應(yīng)的標(biāo)識(shí)，且流量計(jì)只能安裝在經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證精度等級(jí)能滿(mǎn)足計(jì)量能要求的管段中。
對(duì)于精度等級(jí)受流體擾動(dòng)影響的流量計(jì)，應(yīng)按GB/T32201-2015之附錄C的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)實(shí)際情況，把半開(kāi)閥門(mén)和前端直連過(guò)濾器視
為嚴(yán)重流體擾動(dòng)，其他視為輕微流體擾動(dòng)。鑒于渦輪流量計(jì)口徑較多，且屬于相似設(shè)計(jì)，故試驗(yàn)表選用常規(guī)的DN80G100規(guī)格渦輪流量計(jì)，其他規(guī)格根據(jù)需要再進(jìn)行試驗(yàn)。
檢定過(guò)程中數(shù)據(jù)處理采用JJC1037-2008進(jìn)行。
1示值誤差
試驗(yàn)儀表DN80G100渦輪流量計(jì)，儀表編號(hào)131222006。檢定結(jié)果如表1和圖1所示。
2.儀表系數(shù)
試驗(yàn)儀表DN80G100渦輪流量計(jì),儀表編號(hào)131222006。檢定結(jié)果如表2和圖2所示。
按照CB/T32201-2015的要求，在輕微擾動(dòng)影響試驗(yàn)中，直管段影響不存在，示值誤差變化量均未超過(guò)0.5%，符合要求。彎頭、三通、擴(kuò)管對(duì)小流量的影響超過(guò)1.0%，不符合要求。在嚴(yán)重干擾試驗(yàn)中，半開(kāi)閥門(mén)影響最大,每個(gè)流量點(diǎn)的影響量均超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求。
3.示值誤差
試驗(yàn)儀表DN80C100渦輪流量計(jì)，儀表編號(hào)131222028。檢定結(jié)果如表3和圖3所示。
4.儀表系數(shù)
試驗(yàn)儀表DN80C100渦輪流量計(jì)，儀表編號(hào)
131222028。檢定結(jié)果如表4和圖4所示。
可以看出，在輕微擾動(dòng)影響試驗(yàn)中，直管段影響不存在，示值誤差變化量均未超過(guò)0.5%,符合要求。部分彎頭、縮管對(duì)小流量的影響超過(guò)1.0%，不符合要求。
在嚴(yán)重干擾試驗(yàn)中，半開(kāi)閥門(mén)影響最大，每個(gè)流量點(diǎn)的影響量均超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求。
五、試驗(yàn)結(jié)論
根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以看出，渦輪流量計(jì)對(duì)于輕微擾動(dòng)存在部分影響，對(duì)于嚴(yán)重干擾中的半開(kāi)閥門(mén)影響最大，且屬于負(fù)偏差，不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。目前大多數(shù)渦輪流量計(jì)設(shè)計(jì)表前整流器，對(duì)于上游直管段要求可以大大降低，按照使用說(shuō)明書(shū)要求的前2DN,后1DN即可滿(mǎn)足要求，但對(duì)于其他輕微擾動(dòng)節(jié)流件則存在隨機(jī)性影響。因此，在儀表選用設(shè)計(jì)時(shí)，還是要避免組合節(jié)流件產(chǎn)生的影響，為此可能需要適當(dāng)延長(zhǎng)直管段長(zhǎng)度;對(duì)于閥門(mén)和過(guò)濾器，建議上游安裝時(shí)遠(yuǎn)離流量計(jì)，至少10DN以上，閥門(mén)最好安裝在流量計(jì)”下游。
鑒于試驗(yàn)表數(shù)量較少，建議增加試驗(yàn)儀表數(shù)量和品種，如增加超聲波流量計(jì)、腰輪流量計(jì)等。試驗(yàn)節(jié)流件需要按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行加工制作，使試驗(yàn)更加充分，數(shù)據(jù)更加翔實(shí)，結(jié)果更加具有說(shuō)服力,借鑒意義更強(qiáng)。
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