新式差压流量计的性能试验与评价ppt课件

采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物一种新式差压流量计一种新式差压流量计的性能试验与评价的性能试验与评价 一种新式差压流量计的性能试验与评价 1采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 摘要摘要：本文介绍了一种新型的节流式差压流：本文介绍了一种新型的节流式差压流量计，数值模拟结果表明，在纺锤体直径段部量计，数值模拟结果表明，在纺锤体直径段部分能形成环形槽道流动，使测量重复性、精确分能形成环形槽道流动，使测量重复性、精确度、量程范围得到大幅提高。同时给出了实验度、量程范围得到大幅提高。同时给出了实验室的测试和验证结果，介绍了在油田现场试验室的测试和验证结果，介绍了在油田现场试验情况，最后给出了结论。情况，最后给出了结论。关关键键词词：流流量量测测量量 差差压压流流量量计计 槽槽道道流流动动 天然气计量天然气计量 摘要：本文介绍了一种新型2采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 前前 言言 节流式差压流量计的应用范围极为广泛，传统的节流式差压流量计的应用范围极为广泛，传统的节流件主要有孔板、喷嘴和文丘利管等。它们用于流节流件主要有孔板、喷嘴和文丘利管等。它们用于流量计量已有近百年的历史，并且积累了大量实践经验，量计量已有近百年的历史，并且积累了大量实践经验，国内和国际标准化组织也制定了有关的标准。由于孔国内和国际标准化组织也制定了有关的标准。由于孔板流量计结构简单、易于复制，通用性强，价格低廉板流量计结构简单、易于复制，通用性强，价格低廉而获得大量应用。但是，孔板流量计存在量程范围窄，而获得大量应用。但是，孔板流量计存在量程范围窄，压力损失大，现场安装要求的直管段过长等缺点。特压力损失大，现场安装要求的直管段过长等缺点。特别别20032003年年3 3月由国际标准化组织（月由国际标准化组织（ISOISO）正式公布了差）正式公布了差压式流量计的最新国际标准压式流量计的最新国际标准ISO5167ISO5167，对差压式流量，对差压式流量计提出了苛刻的要求，使得孔板流量计的缺点更加突计提出了苛刻的要求，使得孔板流量计的缺点更加突出。出。一一 种种 新新 式式 差差 压压 流流 量量 计计 的的 性性 能能 试试 验验 与与 评评 价价一、一、前 言 节流式差压流量计的应用范围极为广泛，传3采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 因因此此，科科研研人人员员对对差差压压式式流流量量计计的的研研究究工工作作一一直直没没有有中中断断。南南京京航航空空航航天天大大学学研研究究出出了了一一种种新新式式节节流流式式差差压压流流量量计计槽槽道道流流量量计计。该该流流量量计计打打破破了了传传统统的的思思维维方方式式，以以流流线线型型纺纺锤锤体体作作为为节节流流件件，将将流流体体逐逐渐渐地地节节流流收收缩缩到到管管道道的的内内边边壁壁，在在调调整整流流动动和和保保持持流流动动稳稳定定方方面面更更胜胜一一筹筹，使使得得从从根根本本上上大大幅幅提提高高测测量量重重复复性性和和准准确确度度成成为为可可能能，同同时时显显著著减减少少了了压压力力损损失失。然然而而，很很多多专专家家对对流流量量计计的的准准确确度度、重重复复性性、量量程程范范围围、前前后后直直管管段段的的要要求求提提出出了了疑疑问问，带着这些问题我们做了测试工作。带着这些问题我们做了测试工作。一一一一种种新新式式差差压压流流量量计计的的性性能能试试验验与与评评价价 前前 言言 因此，科研人员对差压式流量计的研究工作一直没有中断。南京航4采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 纺锤体流量计节流装置的主要结构有如图纺锤体流量计节流装置的主要结构有如图1(a)(b)1(a)(b)所示的两种形式。流线型纺锤体沿测量管所示的两种形式。流线型纺锤体沿测量管轴线安装，其几何形状根据流体力学原理精心设计，轴线安装，其几何形状根据流体力学原理精心设计，中部适当位置有一段足够长的等直径段，与测量管中部适当位置有一段足够长的等直径段，与测量管的内壁之间形成均匀的环形通道。被测流体首先经的内壁之间形成均匀的环形通道。被测流体首先经过导流片，紧接着进入该环形通道，形成标准的环过导流片，紧接着进入该环形通道，形成标准的环形槽道流动（形槽道流动（annular channel flowannular channel flow）。槽道流动）。槽道流动的特点是压力顺轴线的降落具有良好的线性度，从的特点是压力顺轴线的降落具有良好的线性度，从而提供了非常稳定的低压（静压）。而提供了非常稳定的低压（静压）。二二一一种种新新式式差差压压流流量量计计的的性性能能试试验验与与评评价价槽道流量计基础理论研究槽道流量计基础理论研究 （一）结构（一）结构 纺锤体流量计节流装置的主要结构有如图1(a)(b)所示5采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 对于清洁流体，节流装置可采用对于清洁流体，节流装置可采用(b)(b)形式，形式，高压由纺锤体前缘（前驻点）的高（总）压高压由纺锤体前缘（前驻点）的高（总）压管引出，可以得到最大的差压。管引出，可以得到最大的差压。(a)(a)形式的节形式的节流装置在纺锤体前缘对应的测量管壁处取高流装置在纺锤体前缘对应的测量管壁处取高压，得到的差压较压，得到的差压较(b)(b)形式低，但结构简单，形式低，但结构简单，适用范围广。适用范围广。二二一一种种新新式式差差压压流流量量计计的的性性能能试试验验与与评评价价槽道流量计基础理论研究槽道流量计基础理论研究 （一）结构（一）结构 对于清洁流体，节流装置可采用(b)形式，高压由纺锤体前缘6采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物一一 种种 新新 式式 差差 压压 流流 量量 计计的的 性性 能能 试试 验验 与与 评评 价价 节流装置剖面图节流装置剖面图 图图一一、一种新式差压流量计的性能试验与评价 节流装置剖面图 图一、7采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物一一 种种 新新 式式 差差 压压 流流 量量 计计的的 性性 能能 试试 验验 与与 评评 价价产品样本图产品样本图 图图二二、（二）工作原理（二）工作原理 节流式差压流量计一般工作原理如下：当流体经过一个节流件节流式差压流量计一般工作原理如下：当流体经过一个节流件时，流体速度加快，动能增加，流体的静压力减少，根据流体的时，流体速度加快，动能增加，流体的静压力减少，根据流体的流动连续性原理和伯努利方程，所有的节流式差压流量计都可使流动连续性原理和伯努利方程，所有的节流式差压流量计都可使用同一形式的流量公式：用同一形式的流量公式：(1)(1)(2)(2)式中式中 ：式中：式中：q qv v为体积流量；为体积流量；q qm m为质量流量；为质量流量；C C为流出系数；为流出系数；为可膨胀性系数；为可膨胀性系数；d d为节流件的孔径或等效孔径；为节流件的孔径或等效孔径；D D为上游管道为上游管道内径；内径；为节流比系数，；为节流比系数，；=d/D=d/D为差压；为差压；pp为上游流体密为上游流体密度。度。一种新式差压流量计的性能试验与评价产品样本图 图二、（二）8采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 图图2(a)2(a)为纺锤体附近的流线分布，图为纺锤体附近的流线分布，图3(b)3(b)为相为相同条件下孔板附近的流线分布。可以看出，流体稳同条件下孔板附近的流线分布。可以看出，流体稳定顺滑地流过纺锤体，整个流场内没有出现流动分定顺滑地流过纺锤体，整个流场内没有出现流动分离；而孔板后方存在很大的分离区。流动分离会产离；而孔板后方存在很大的分离区。流动分离会产生大量的旋涡。一方面由于旋涡的粘性耗散会大幅生大量的旋涡。一方面由于旋涡的粘性耗散会大幅增加流体的压力损失；另一方面分离区内压力会产增加流体的压力损失；另一方面分离区内压力会产生脉动，且对来流条件非常敏感。因此，纺锤体流生脉动，且对来流条件非常敏感。因此，纺锤体流量计造成的压力损失会比孔板流量计大幅减小，并量计造成的压力损失会比孔板流量计大幅减小，并且测量压力的重复性会明显提高。且测量压力的重复性会明显提高。二二槽道流量计基础理论研究槽道流量计基础理论研究 （三）流场的数值模拟（三）流场的数值模拟 一一 种种 新新 式式 差差 压压 流流 量量 计计的的 性性 能能 试试 验验 与与 评评 价价1 1、流线分布、流线分布 图2(a)为纺锤体附近的流线分布，图3(b)为相同条9采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物纺锤体与孔板附近的流线分布对比纺锤体与孔板附近的流线分布对比图图二二、图图2 纺锤体与孔板附近的流线分布对比纺锤体与孔板附近的流线分布对比 (）纺锤体与孔板附近的流线分布对比图二、图2 纺锤体与孔板附10采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 从图从图3 3可以看出，在环形槽道区域，压可以看出，在环形槽道区域，压力等值线沿轴向分布非常均匀。这说明压力等值线沿轴向分布非常均匀。这说明压力沿轴线呈线性下降，压力分布被力沿轴线呈线性下降，压力分布被“标准标准化化”为槽道流动的压力分布。该区域各点为槽道流动的压力分布。该区域各点的压力应该非常稳定，几乎不存在任何脉的压力应该非常稳定，几乎不存在任何脉动。动。二二一一种种新新式式差差压压流流量量计计的的性性能能试试验验与与评评价价槽道流量计基础理论研究槽道流量计基础理论研究 2 2、流体压力分布、流体压力分布 从图3可以看出，在环形槽道区域，压力等值线沿轴向分布非常11采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物纺锤体纺锤体附近的压力等值线分布附近的压力等值线分布 图图三三、图图3 纺锤体附近的压力等值线分布纺锤体附近的压力等值线分布 (）纺锤体附近的压力等值线分布 图三、图3 纺锤体附近的压力12采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 当来流均匀（轴对称），上游平均流速时，纺锤体附当来流均匀（轴对称），上游平均流速时，纺锤体附近流场的速度分布如图近流场的速度分布如图4 4所示，从图所示，从图4 4可以看出，流体进可以看出，流体进入纺锤体等直径段后，速度分布很快被入纺锤体等直径段后，速度分布很快被“标准化标准化”为环为环形槽道流动的速度分布。压力分布随着速度分布的形槽道流动的速度分布。压力分布随着速度分布的“标标准化准化”也被也被“标准化标准化”。在这样。在这样“标准化标准化”的稳定流动的稳定流动中，各点的压力非常稳定，几乎不存在任何脉动。同时，中，各点的压力非常稳定，几乎不存在任何脉动。同时，这一段也是流场中压力最低的区域。在这一段取低压，这一段也是流场中压力最低的区域。在这一段取低压，显然比以往差压流量计在充满大量不稳定旋涡的分离区显然比以往差压流量计在充满大量不稳定旋涡的分离区取低压，能够达到更好的重复性和更高的精确度。取低压，能够达到更好的重复性和更高的精确度。二二一一种种新新式式差差压压流流量量计计 的的性性能能试试验验与与评评价价槽道流量计基础理论研究槽道流量计基础理论研究 3、流体的速度分布流体的速度分布 当来流均匀（轴对称），上游平均流速时，纺锤体附近流场的速13采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物纺锤体纺锤体附近的压力等值线分布附近的压力等值线分布 图图三三、图图4 纺锤体附近的速度等值线分布纺锤体附近的速度等值线分布 (）纺锤体附近的压力等值线分布 图三、图4 纺锤体附近的速14采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 为了验证槽道流量计的可行性，我们选择南为了验证槽道流量计的可行性，我们选择南口径分别是口径分别是DN100mmDN100mm和和DN50mmDN50mm两台槽道流量计两台槽道流量计在检定室进行测试，分别从流量系数与雷诺在检定室进行测试，分别从流量系数与雷诺系数的关系、准确度、重复性、量程范围、系数的关系、准确度、重复性、量程范围、前端直管段的影响、前端闸门的影响六个方前端直管段的影响、前端闸门的影响六个方面进行测试分析，测试地点为油田天然气流面进行测试分析，测试地点为油田天然气流量检定站，测试时间间隔为两个月。量检定站，测试时间间隔为两个月。三三一一种种新新式式差差压压流流量量计计的的性性能能试试验验与与评评价价槽道流量计检定室内测试结果槽道流量计检定室内测试结果 为了验证槽道流量计的可行性，我们选择南口径分别是DN10015采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 试验标准装置是音速喷嘴气体流量标准装置，试验标准装置是音速喷嘴气体流量标准装置，该装置不确定度优于该装置不确定度优于0.3%0.3%；采用负压法检定，；采用负压法检定，测试介质为干燥的空气，流量范围为测试介质为干燥的空气，流量范围为(5-(5-2700)m2700)m3 3h h；测试流量计口径范围为；测试流量计口径范围为DN50mm-DN50mm-DN200mmDN200mm；气密性；气密性C0.05%C0.05%；重复性；重复性0.1%0.1%。该装置由中国计量科学院考核合格，能检定该装置由中国计量科学院考核合格，能检定四种类型的气体计量仪表。四种类型的气体计量仪表。三三一一种种新新式式差差压压流流量量计计的的性性能能试试验验与与评评价价槽道流量计检定室内测试结果槽道流量计检定室内测试结果 （一）试验标准装置介绍（一）试验标准装置介绍 试验标准装置是音速喷嘴气体流量标准装置，该装置不确定度优于16采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 在音速喷嘴气体流量标准装置上分别对在音速喷嘴气体流量标准装置上分别对DN100DN100和和DN50DN50槽道流量计进行检定，排量由高到低均槽道流量计进行检定，排量由高到低均匀的选择十到十三个检定点，在每个检定点上匀的选择十到十三个检定点，在每个检定点上分别记录槽道式流量计所指示的差压、压力分别记录槽道式流量计所指示的差压、压力P P、气体温度气体温度T T和音速喷嘴气体流量标准装置的标准和音速喷嘴气体流量标准装置的标准质量流量，最后由公式（质量流量，最后由公式（6 6）计算出流量系数）计算出流量系数K K和雷诺数和雷诺数Re Re，K K与与ReRe的关系曲线如图（的关系曲线如图（5 5），标），标准流量准流量Q Q与的关系曲线如图（与的关系曲线如图（6 6）。）。三三一一种种新新式式差差压压流流量量计计的的性性能能试试验验与与评评价价槽道流量计检定室内测试结果槽道流量计检定室内测试结果 （二）流量系数与雷诺数的关系试验（二）流量系数与雷诺数的关系试验 在音速喷嘴气体流量标准装置上分别对DN100和DN50槽道17采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物一一 种种 新新 式式 差差 压压 流流 量量 计计的的 性性 能能 试试 验验 与与 评评 价价 DN100DN100图图五五、（a）DN100mm 图5 流量系数K与Re的关系曲线 一种新式差压流量计的性能试验与评价 DN100图五、18采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物一一 种种 新新 式式 差差 压压 流流 量量 计计的的 性性 能能 试试 验验 与与 评评 价价 DN50DN50图图五五、（a）DN50mm 图5 流量系数K与Re的关系曲线 一种新式差压流量计的性能试验与评价 DN50图五、19采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物一一 种种 新新 式式 差差 压压 流流 量量 计计的的 性性 能能 试试 验验 与与 评评 价价 DN100DN100图图六六、（a）DN100mm 图6 压差与流量的关系 一种新式差压流量计的性能试验与评价 DN100图六、20采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物一一 种种 新新 式式 差差 压压 流流 量量 计计的的 性性 能能 试试 验验 与与 评评 价价 DN50DN50图图六六、（a）DN50mm 图6 压差与流量的关系 一种新式差压流量计的性能试验与评价 DN50图六、21采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 从图（从图（5 5）和图（）和图（6 6）中可以看出，流量系数）中可以看出，流量系数随着雷诺数的增大呈现出水平直线关系，说随着雷诺数的增大呈现出水平直线关系，说明槽道流量计的计量性能非常稳定，有较高明槽道流量计的计量性能非常稳定，有较高的测量范围。槽道流量计的差压的平方根与的测量范围。槽道流量计的差压的平方根与标准流量也是直线关系，这对流量计的产业标准流量也是直线关系，这对流量计的产业化生产提供了理论依据，只要测量出槽道流化生产提供了理论依据，只要测量出槽道流量计的差压值就能够准确测量流体的流量。量计的差压值就能够准确测量流体的流量。三三一一种种新新式式差差压压流流量量计计的的性性能能试试验验与与评评价价槽道流量计检定室内测试结果槽道流量计检定室内测试结果 从图（5）和图（6）中可以看出，流量系数随着雷诺数的增大呈22采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 在音速喷嘴气体流量标准装置上，按照差压在音速喷嘴气体流量标准装置上，按照差压式流量计检定规程，分别对式流量计检定规程，分别对DN100DN100和和DN50DN50槽道槽道流量计，从高流量到低流量依次进行检定流量计，从高流量到低流量依次进行检定5 5个个流量点，每个流量点检定三次，在检定范围流量点，每个流量点检定三次，在检定范围内相对误差与流量的关系如图（内相对误差与流量的关系如图（9 9），从图），从图（9 9）可以看出：槽道式流量计用于气体流量）可以看出：槽道式流量计用于气体流量测量准确度可达到测量准确度可达到0.5%0.5%，是目前气体流量测，是目前气体流量测量中准确度比较高的流量仪表之一。槽道流量中准确度比较高的流量仪表之一。槽道流量计的量程比最小为量计的量程比最小为7 7：1 1。三三一一种种新新式式差差压压流流量量计计的的性性能能试试验验与与评评价价槽道流量计检定室内测试结果槽道流量计检定室内测试结果 （三）准确度试验结果（三）准确度试验结果 在音速喷嘴气体流量标准装置上，按照差压式流量计检定规程，分23采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物纺锤体与孔板附近的流线分布对比纺锤体与孔板附近的流线分布对比图图七七、图图7 槽道流量计检定流量范围内的误差槽道流量计检定流量范围内的误差（a）DN100mm（a）DN50mm 纺锤体与孔板附近的流线分布对比图七、图7 槽道流量计检定24采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 在相同条件下，在短时间内，分别在、在相同条件下，在短时间内，分别在、0.75、0.4三个流量点，在音速喷嘴气体流量三个流量点，在音速喷嘴气体流量标准装置上重复测量标准装置上重复测量10次，计算每个流量点次，计算每个流量点的重复性，最后从三个流量点的重复性中找的重复性，最后从三个流量点的重复性中找出最大的数据，试验数据如表出最大的数据，试验数据如表1，槽道式流量，槽道式流量计重复性小于计重复性小于0.1%三三一一种种新新式式差差压压流流量量计计的的性性能能试试验验与与评评价价槽道流量计检定室内测试结果槽道流量计检定室内测试结果 （四）（四）重复性试验结果重复性试验结果 在相同条件下，在短时间内，分别在、0.75、0.4三个25采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 标准装置的不确定度标准装置的不确定度:0.3%；三、三、流量点 Qmax0.75Qmax0.4QmaxDN1000.059%0.035%0.055%DN500.066%0.048%0.092%槽道流量计检定室内测试结果槽道流量计检定室内测试结果 标准装置的不确定度:0.3%；三、流量点 Qma26采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 在已经检定准确的在已经检定准确的DN100和和DN50槽道流量槽道流量计入口前端分别依次安装计入口前端分别依次安装1D-8D直管段，在直直管段，在直管段后直接安装由四个标准弯头组成的管段后直接安装由四个标准弯头组成的“U”型型管，对每个直管段分别在、管，对每个直管段分别在、0.7、0.4三个流量点三个流量点在标准装置上标定，每个流量点标定三次，最在标准装置上标定，每个流量点标定三次，最后记录下标准质量流量和仪表显示的质量流量后记录下标准质量流量和仪表显示的质量流量及相关数据，根据仪表的误差找出影响槽道流及相关数据，根据仪表的误差找出影响槽道流量计最小直管段长度，槽道流量计相对误差与量计最小直管段长度，槽道流量计相对误差与直管段长度关系图如图（直管段长度关系图如图（8），从图（），从图（8）中可）中可以看出槽道流量计前直管段最小需要以看出槽道流量计前直管段最小需要5D。三三一一种种新新式式差差压压流流量量计计的的性性能能试试验验与与评评价价槽道流量计检定室内测试结果槽道流量计检定室内测试结果 （五）（五）直管段影响试验直管段影响试验 在已经检定准确的DN100和DN50槽道流量计入口前端27采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物一一 种种 新新 式式 差差 压压 流流 量量 计计的的 性性 能能 试试 验验 与与 评评 价价 槽道流量计的相对误差与直管段关系槽道流量计的相对误差与直管段关系图图八八、（a）DN50mm 图 8 槽道流量计的相对误差与直管段关系 （a）DN100mm 一种新式差压流量计的性能试验与评价 槽道流量计的相对误差与直28采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 在槽道流量计前安装在槽道流量计前安装6D6D直管段直管段,在直管段前在直管段前安装碟型阀门安装碟型阀门,阀们开度分别由满度的阀们开度分别由满度的100%100%、90%90%、80%80%、70%70%、60%60%、50%50%、40%40%、30%30%开启，在开启，在50%50%的流量点上进行检定，每个检定点检定三次，的流量点上进行检定，每个检定点检定三次，最后记录标准流量和仪表显示流量，计算阀门最后记录标准流量和仪表显示流量，计算阀门影响带来的误差，如图（影响带来的误差，如图（9 9），从图（），从图（9 9）可以）可以看出，槽道流量计前端阀门开度对流量计的误看出，槽道流量计前端阀门开度对流量计的误差影响很大，在流量计运行时，流量计前端的差影响很大，在流量计运行时，流量计前端的阀门开度至少大于阀门开度至少大于80%80%。三三一一种种新新式式差差压压流流量量计计的的性性能能试试验验与与评评价价槽道流量计检定室内测试结果槽道流量计检定室内测试结果 （六）（六）阀门影响实验阀门影响实验 在槽道流量计前安装6D直管段,在直管段前安装碟型阀门,29采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物一一 种种 新新 式式 差差 压压 流流 量量 计计 的的 性性 能能 试试 验验 与与 评评 价价 阀门开度与示值误差关系图阀门开度与示值误差关系图 图图九九、（a）DN50mm 图 9 阀门开度与示值误差关系图 （a）DN100mm 一种新式差压流量计的性能试验与评价 阀门开度与示值误差关系图30采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 在试验室取得试验数据的基础上，我们进行了在试验室取得试验数据的基础上，我们进行了现场应用试验，把槽道流量计分别安装在不同的现场应用试验，把槽道流量计分别安装在不同的油田区块，不同的天然气计量介质，用于不同的油田区块，不同的天然气计量介质，用于不同的计量用途，分别做了槽道流量计与孔板流量计的计量用途，分别做了槽道流量计与孔板流量计的比对试验、槽道流量计与涡轮流量计的比对试验比对试验、槽道流量计与涡轮流量计的比对试验和槽道流量计与槽道流量计长距离的串联比对试和槽道流量计与槽道流量计长距离的串联比对试验。孔板流量计和涡轮流量计都是计量天然气非验。孔板流量计和涡轮流量计都是计量天然气非常成熟的计量仪表，在常成熟的计量仪表，在国内外通常用于天然气贸国内外通常用于天然气贸易计量，如果槽道流量计与以上流量计比对试验易计量，如果槽道流量计与以上流量计比对试验成功，在天然气贸易计量领域将会多一名成员。成功，在天然气贸易计量领域将会多一名成员。四四一一种种新新式式差差压压流流量量计计的的性性能能试试验验与与评评价价槽道流量计用于天然气计量现场应用情况槽道流量计用于天然气计量现场应用情况 在试验室取得试验数据的基础上，我们进行了现场应用试验，31采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 （一）、槽道流量计与孔板流量计的比对试验（一）、槽道流量计与孔板流量计的比对试验把孔板流量计与把孔板流量计与DN100DN100槽道流量计进行串联安装，槽道流量计进行串联安装，通过记录每天仪表显示数据，孔板流量计与槽道通过记录每天仪表显示数据，孔板流量计与槽道流量计显示数据的差别。流量计显示数据的差别。1 1、现场实验基本情况介绍、现场实验基本情况介绍（1 1）安装试验地点：胜利油田河口采油厂天然气）安装试验地点：胜利油田河口采油厂天然气外输站外输站（2 2）计量用途：埕东油田天然气外输量）计量用途：埕东油田天然气外输量（3 3）计量介质条件：计量介质是天然气；压力：）计量介质条件：计量介质是天然气；压力：Pmax=0.2MPaPmax=0.2MPa，Pmin=0.1MPaPmin=0.1MPa，P P常用常用=0.15MPa;=0.15MPa;温温度：度：tmax=65tmax=65，tmin=12,ttmin=12,t常用常用=40,=40,天然气天然气相对空气密度相对空气密度=0.7365,=0.7365,流量流量Qmax=900m3/h,Qmin=500m3/hQmax=900m3/h,Qmin=500m3/h，天然气管道口径，天然气管道口径DN=100mmDN=100mm。四四一一种种新新式式差差压压流流量量计计的的性性能能试试验验与与评评价价槽道流量计用于天然气计量现场应用情况槽道流量计用于天然气计量现场应用情况 （一）、槽道流量计与孔板流量计的比对试验四一种新式差压流32采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物一一 种种 新新 式式 差差 压压 流流 量量 计计 的的 性性 能能 试试 验验 与与 评评 价价 图图十十（4）安装图如下：）安装图如下：槽道流量计与孔板流量计比对实验安装图槽道流量计与孔板流量计比对实验安装图一种新式差压流量计的性能试验与评价 图十（4）安装图如下：槽33采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 2 2、实验结果、实验结果 比对结果如图（比对结果如图（1010），从图中可以），从图中可以看出槽道流量计与孔板流量计计量基本看出槽道流量计与孔板流量计计量基本一致，产生的误差很小，误差的来源主一致，产生的误差很小，误差的来源主要是槽道流量计与孔板流量计使用的天要是槽道流量计与孔板流量计使用的天然气密度略有差别，导致槽道流量计计然气密度略有差别，导致槽道流量计计量数据偏低。从计量性能上看槽道流量量数据偏低。从计量性能上看槽道流量计可以等同于孔板流量计使用。计可以等同于孔板流量计使用。四四一一种种新新式式差差压压流流量量计计的的性性能能试试验验与与评评价价槽道流量计用于天然气计量现场应用情况槽道流量计用于天然气计量现场应用情况 2、实验结果四一种新式差压流量计的性能试验与评价槽道流34采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物一一 种种 新新 式式 差差 压压 流流 量量 计计 的的 性性 能能 试试 验验 与与 评评 价价 槽道流量计与孔板流量计的比对曲线槽道流量计与孔板流量计的比对曲线图图十十图10 槽道流量计与孔板流量计的比对曲线一种新式差压流量计的性能试验与评价 槽道流量计与孔板流量计的35采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 （二）、槽道流量计与涡轮流量计的比对试验（二）、槽道流量计与涡轮流量计的比对试验把把DN50DN50槽道流量计与涡轮流量计串联安装在油田现槽道流量计与涡轮流量计串联安装在油田现场，记录两台流量计显示的数据，计算两台流量计场，记录两台流量计显示的数据，计算两台流量计之间的误差，比较它们之间的差别。之间的误差，比较它们之间的差别。1 1、现场实验基本情况介绍、现场实验基本情况介绍（1 1）安装试验地点：胜利油田河口采油厂渤一站）安装试验地点：胜利油田河口采油厂渤一站（2 2）计量用途：卡炉天然气消耗计量）计量用途：卡炉天然气消耗计量（3 3）计量介质条件：计量介质是天然气；压力：）计量介质条件：计量介质是天然气；压力：Pmax=0.2MPaPmax=0.2MPa，Pmin=0.05MPaPmin=0.05MPa，P P常用常用=0.16MPa;=0.16MPa;温度：温度：tmax=50tmax=50，tmin=3,ttmin=3,t常用常用=15,=15,天然气相对空天然气相对空气密度气密度=0.7637,=0.7637,流量流量Qmax=90m3/h,Qmin=200m3/hQmax=90m3/h,Qmin=200m3/h，天然气管道口径，天然气管道口径DN=50mmDN=50mm。四四一一种种新新式式差差压压流流量量计计的的性性能能试试验验与与评评价价槽道流量计用于天然气计量现场应用情况槽道流量计用于天然气计量现场应用情况 （二）、槽道流量计与涡轮流量计的比对试验四一种新式差压36采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物一一 种种 新新 式式 差差 压压 流流 量量 计计的的 性性 能能 试试 验验 与与 评评 价价 图图（4）安装图如下：）安装图如下：槽道流量计与涡轮流量计的比对试验安装图槽道流量计与涡轮流量计的比对试验安装图 一种新式差压流量计的性能试验与评价 图（4）安装图如下：槽道37采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 2 2、实验结果、实验结果 比对结果如图（比对结果如图（1111），从图中可以看），从图中可以看出槽道流量计与涡轮流量计基本一致，出槽道流量计与涡轮流量计基本一致，特别是最后四天曲线基本重合。从现场特别是最后四天曲线基本重合。从现场的瞬时流量显示看完全一样。从计量性的瞬时流量显示看完全一样。从计量性能上看槽道流量计可以等同于涡轮流量能上看槽道流量计可以等同于涡轮流量计使用。计使用。四四一一种种新新式式差差压压流流量量计计的的性性能能试试验验与与评评价价槽道流量计用于天然气计量现场应用情况槽道流量计用于天然气计量现场应用情况 2、实验结果四一种新式差压流量计的性能试验与评价槽道流38采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物一一 种种 新新 式式 差差 压压 流流 量量 计计 的的 性性 能能 试试 验验 与与 评评 价价 槽道流量计与孔板流量计的比对曲线槽道流量计与孔板流量计的比对曲线图图1111图11 槽道流量计与涡轮流量计的比对曲线一种新式差压流量计的性能试验与评价 槽道流量计与孔板流量计的39采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 比对试验，试验自比对试验，试验自20062006年年1010月月1212号开始，号开始，历经四个月的时间，试验结果如图历经四个月的时间，试验结果如图（1212），从试验过程看槽道流量计性），从试验过程看槽道流量计性能稳定、故障率底、抗干扰强、准确能稳定、故障率底、抗干扰强、准确度高、量程范围宽。度高、量程范围宽。四四一一种种新新式式差差压压流流量量计计的的性性能能试试验验与与评评价价槽道流量计用于天然气计量现场应用情况槽道流量计用于天然气计量现场应用情况 (三三)槽道流量计长距离串联比对试验槽道流量计长距离串联比对试验四一种新式差压流量计的性能试验与评价槽道流量计用于天然气计量40采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物一一 种种 新新 式式 差差 压压 流流 量量 计计的的 性性 能能 试试 验验 与与 评评 价价 槽道流量计长距离比对试验曲线槽道流量计长距离比对试验曲线图图1212图12 槽道流量计长距离比对试验曲线 一种新式差压流量计的性能试验与评价 槽道流量计长距离比对试验41采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 该流量计完全避免了流动分离，压该流量计完全避免了流动分离，压力损失较孔板流量计显著减小；该流量力损失较孔板流量计显著减小；该流量计的节流件具有良好的流线型，不仅避计的节流件具有良好的流线型，不仅避免脏物的堆积，而且不易磨损免脏物的堆积，而且不易磨损,但是对但是对上游的阻尼元件要求较为严格；从在现上游的阻尼元件要求较为严格；从在现场比对试验可以看出场比对试验可以看出,该流量计可以等该流量计可以等同于孔板流量计和涡轮流量计使用，槽同于孔板流量计和涡轮流量计使用，槽道流量计是一种新式差压流量计，在天道流量计是一种新式差压流量计，在天然气计量领域又多了一名成员，并且可然气计量领域又多了一名成员，并且可以作为标准表使用。以作为标准表使用。五五一一种种新新式式差差压压流流量量计计的的性性能能试试验验与与评评价价结论结论 五一种新式差压流量计的性能试验与评价结论 42采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 从槽道流量计流场的数值模拟和检定室从槽道流量计流场的数值模拟和检定室的测试结果可以看出，该流量计能够很快把流的测试结果可以看出，该流量计能够很快把流体调整为标准的环形槽道流动，在该稳定的流体调整为标准的环形槽道流动，在该稳定的流动区域内取低压，从根本上保证了流量系数的动区域内取低压，从根本上保证了流量系数的稳定稳定,也保证了测量的重复性和精确度提高，也保证了测量的重复性和精确度提高，经检定室测试经检定室测试,该流量计流量系数平稳该流量计流量系数平稳,重复性重复性为为0.1%0.1%，测量天然气流量的准确度为，测量天然气流量的准确度为0.5%,0.5%,量量程范围为程范围为7:1,7:1,准确度和量程范围都有提高的空准确度和量程范围都有提高的空间；该流量计具有自整流的功能，从而可以大间；该流量计具有自整流的功能，从而可以大大缩短传统差压流量计所必须的上下游较长的大缩短传统差压流量计所必须的上下游较长的直管段，经检定室直管段影响试验前直管段可直管段，经检定室直管段影响试验前直管段可以降低到以降低到5D5D；五五一一种种新新式式差差压压流流量量计计的的性性能能试试验验与与评评价价结论结论 五一种新式差压流量计的性能试验与评价结论 43采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 参考文献：参考文献：1 1 邓茂焕邓茂焕.节流式差压流量计的发展和现状节流式差压流量计的发展和现状J.J.工业计量工业计量,2002,(6):30-32.,2002,(6):30-32.2 2 蔡武昌等编著蔡武昌等编著.流量测量方法和仪表的选用流量测量方法和仪表的选用M.M.北京北京:化学工业出版社化学工业出版社.2001.47.2001.47.3 3 孙延祚孙延祚.“v”.“v”型内锥式流量计型内锥式流量计J.J.天然气天然气工业工业,2004,24(3):105-110.,2004,24(3):105-110.4 4 刘跃刘跃.内锥流量计的探讨内锥流量计的探讨J.J.自动化仪表，自动化仪表，20042004，25(3):38-42.25(3):38-42.5 5 徐有恒等编著徐有恒等编著.基础流体实验基础流体实验M.M.上海上海:复复旦大学出版社旦大学出版社.1990.13-18.1990.13-18.五五一一种种新新式式差差压压流流量量计计的的性性能能试试验验与与评评价价结论结论 五一种新式差压流量计的性能试验与评价结论 44