大口径气体流量计在线检测技术实践

上海自动化仪表有限公司对大口径气体流量计在线检测技术进行实践研究，首先阐述了测管式流量计的应用原理与系统构成情况，其次针对堵塞问题提出相应的防治措施，非常后对在线检测技术进行重点分析。严格遵从该检测技术严格遵从标准，可以为解决大口径气体等介质的计量提供可行的技术方案。

近年来，各种非标准差压式流量计依据自身特点，在气体测量工作中取得了有效的应用成果，例如环形孔板流量计、均速管流量计、弯管流量计以及 V 型锥流量计等。然而非标准流量计在应用中也存在一定的劣势，那便是部分流量类型未能得到国家标准支持，同时在测量中无法准确控制偏差值，因此会对非常终测量结果构成一定的影响。此外，当前我国还没有口径大于400mm 且满足圆管形式的流量计，这样在风洞均匀流畅下游中无法提供准确检测。基于此，本研究将大口径作为切入视角，针对气体流量计的在线检测技术进行研究，对流量计的制造与发展具有重要意义。

1 相关原理及系统概述

国际标准 ISO3966《封闭管道流体流量的测量》中规定了在充满流体的封闭管道中，处于稳定流动状态的体积流量的测量方法，并且规定了可测定的流速范围，下限流速为测头在风洞中标定的非常低流速，具体数值为3.0m/s 左右，上限流速为≤0.25倍的马赫数。

对于圆管来说，将管道横截面中的半径数值代入到测定公式中，并且将平均流速视为等于在各个半径上测量各点位实际数据的算术平均值，这样当管道内部的平均流速等于管路半径平均速度所代表的算术平均值时，就可以利用平均流速对各个局部流速的实际数值进行估算。这样不仅能够对大口径气体流量计的在线检测提供准确的数据参考，还能够对测头的应用数量提供参考。考虑到测头支杆对堵塞问题的影响，需要根据测头实际插入深度来计算影响数值，进而减少非常终检测结果的误差。

本次研究在检测环节采用 FC2000系列流量计算机进行测定，该型号计算机是一款全参数补偿、多通道、具备历史记忆与数据显示功能的综合性计算系统，同时该系统的网络通信功能良好，能够与高性能流量显示仪表相结合，这样可以针对气体流量计测头处的压力、差压以及温度变化情况进行准确测量。该流量计算机的功能具体如下 ：

①接受各测头的差压信号与管道压力、温度信号，并且根据预先设定的校准系数对局部流速进行对比分析，以对测头系数进行非线性修正。

②该气体流量计算机能够根据 ISO3966《封闭管道中流体流量的测量》规定计算出管道中的平均流速，并且根据管道内部不同区域的流速差值计算出任意位置的流速。

③根据有关国际标准与行业准则，针对管道内部的压力、温度、组分补偿等参数进行综合计算，并且在大口径气体流量计在线检测结果中得以体现，这样可以使非常终的体积流量值与检测结果更加准确。

2 防堵塞优化措施

在开展大口径气体流量计检测时，有时会涉及管路堵塞问题，这样会严重影响到检测结果，因此需要针对管路堵塞问题制定相应的优化措施，这样才能从本质环节提升检测结果的准确性。例如，针对测量煤气等脏污介质的要求，测管式流量计的测头在设计环节要作出调整优化，吸取其他类型流量计的优势，在分析均匀管式流量计取孔容易堵塞机理的基础上，可以采用独特蹄形切口结构，由于均速管流量计在测杆中不同区域的检测数值存在差异，因此可以在压孔之间进行测量，并且针对这种情况构成的介质进行清除。介质在流动过程中还会产生粉尘，进而出现沉积现象，造成管路堵塞 。

与此同时，大多数工业煤气中都含有水分，并且以水蒸气的状态附着在煤气之中，也就是所谓的湿煤气，当湿煤气流入取压孔内时，会与管路内原先的水蒸气接触，使管路内部出现冷凝水，当冷凝水含量增多时还会对管路内的粉尘产生连锁反应，这时候会使堵塞面积进一步扩大。因此，在解决上述大口径管路堵塞问题时，首先要将管路内部的粉尘与冷凝水混合物析出，并且清楚取压管内部的污垢，通常情况下测杆下端测孔内的堵塞情况比较严重，因此需要采用蒸汽或氮气进行吹扫，同时还可以针对测杆上端的取压孔进行处理，以达到对下端取压孔进行疏导的效果。当取压管内部介质处于静止状态时，将测头改装为蹄形切口，这样在向下安装时湿煤气中的冷凝水会随着疏通措施而流出管路，这样会有效减少管道中冷凝水的沉积量。

此外，可以在测管式流量计上添加在线吹扫的装置，这样在检测过程中如果发现管路内部有污垢情况可以及时进行清理，可以有效解决大口径气体流量计检测过程中的管道堵塞情况，提升非常终检测结果的准确程度。

3 大口径气体流量计在线检测技术措施

在大口径气体流量计的在线检测过程中，首先需要对工艺管道中的阻流零件进行测定，例如弯径管、弯管以及直流管等，尤其是要对多年持续使用且无法拆卸更换的孔板进行测定，并且根据各种零件与孔板的流量特征进行综合分析，如果能够重新确定上述阻流零件之间的流量值与差压关系，并且将数据情况代入到大口径气体流量计的检测结果中，就可以使非常终的检测结果更加准确。

当针对流出系数进行计算时，可以利用阻流零件两侧的差压值来计算经过该阻流零件时产生的流量值，并且结合测管式流量测量系统可以实现在线标定大口径管线的各种阻流零件。通过将流量计与计算机相连接，可以准确测定出被测定大口径管道中的气体流量，同时还可以将实时压力与温度等数值反映到显示器中，流量计算机根据ISO3966标准计算出非常终的流量值。这样将结果与预期结果进行对比分析，能够看出实际数值的误差率较低。此外，为进一步提升大口径气体流量计在线测量时的准确度，还可以采用多支测管进行同步测量，非常后结果取平均值，这样可以在原有基础上降低设备费用，强化大口径气体流量计测量结果的准确性。在应用大口径气体流量计在线检测技术时，还需要注意以下问题 ：

①在常用流量低于3m/s 时，需要根据实际情况对在线测量技术的相关参数进行调整，以保证检测结果的准确程度；

②在检测过程中需要全程符合操作规定要求，严格控制测头的插入深度 ；

③在振动比较大的管道中进行检测时，需要对震动影响数值进行分析，并且利用差压变送器与测管分体安装的方式，同时还可以将引压管替换成软管，尽量避免振动对检测结果造成的不良影响。

④如果搭配系统的下限流量数值较低，且流量范围变化较大的话，可以选用带有 HART通信功的微压变送器来辅助检测。

4 结语

综上所述，通过对气体流量计在线检测方法的研究，根据结果制定《气体流量计在线检测方法研究》报告。可以解决以前无法在生产现场对仪表进行准确检测的问题。同时，该检测实验采用与理论相结合的方式，能够对被测仪表做出精密的判断，进而为用户提供更好的服务。上海自动化仪表有限公司通过对气体流量计在线检测技术的研究，推动我国流量在线检测技术的发展，使其更好地为相关流量检测企业和机构提供指导。