计量器具选型要点

Slide0计量器具选型要点计量器具选型要点Slide1引言以选则压力表为例：压力测量的准确与可靠性跟压力表的选择和使用方法有着密切的关系。如果选用不当，不仅不能正确反映压力的大小，还可能引起生产事故。首先：确定是选用哪种压力表（普通压力表、耐震压力表、精密压力表、电触点式压力表）然后：准确度和量程（型号）Slide2选型举例压力表的选型：选用压力表的原则是：根据生产工艺，过程中被测介质的性质、现场环境、经济适用等条件，合理地考虑压力表的类型、量程、准确度等级和指示形式。量程选取：为了兼顾压力表的使用寿命和具有足够的测量准确性，一般在被测压力稳定情况下，最大压力值应不超过满量程的3／4，在被测压力波动较大情况下，最大压力值应不超过满量程的2／3，测量脉动压力时，被测压力值应处于压力表测量上限值的1/2处。一般情况下被测压力值不应小于压力表测量上限值的1/3。Slide3选型举例准确度等级选择：压力表的准确度等级主要根据生产上允许的最大误差来确定。只要测量准确度能够满足生产工艺的要求，就不必选用高准确度的压力表。选择准确度等级的计算方法如下：相对对误被测测压力最小值允许测量上限被测测压力最小准确确根据测量最小压力时相对误差例如：以6MPa压力表测量压力最小值不低于2MPa，又要保证相对误差不超过4％，则选用压力表的准确度为：即选用1.0级压力表。·%32.1%462准确度Slide4例如：一块10MPa压力表，最高使用至6.6MPa，要求允许基本误差的绝对值不超过0.15MPa，则选用压力表的精确度为：选型举例根据允许基本误差选择%100测量上限允许基本误差的绝对值准确度即应选用1.5级的压力表。%5.1%1001015.0准确度Slide5选型举例例如：检定一只测量范围为(0~10)MPa，准确度为1.5级的弹簧管式压力表，所用的精密压力表的量程是多少？答：检定一般压力表时，作为标准器的精密压力表的允许误差的绝对值应不大于被检仪表的允许误差绝对值的1/3，其测量上限值一般应比被检仪表的测量上限值大1/3为好。为此：精密表的测量上限应为MPa3.1331110根据弹簧管式精密压力表的产品系列，可选用（0~16）MPa的精密压力表。Slide6选型举例例如：一台测量范围（0～1000）kPa的压力测量仪表，其最大绝对误差10kPa(在整个量程范围内)，另一台测量范围（0～400）kPa的压力测量仪表，其最大绝对误差5kPa，请问哪一台压力检测仪表的准确度更高？量程为1000kPa的仪表准确度=10/1000=0.01=1%量程为400kPa的仪表准确度=5/400=0.0125=1.25%虽然后者的最大绝对误差较小，但这并不说明后者较前者准确度高。第一台表准确度高。测量仪表通常是以最大相对误差百分数来衡量仪表的准确度度，定义为仪表的准确度等级。Slide7思考题测量一个压力为0.6MPa左右的压力源，目前有两块压力表，一台准确度等级为1.0级的（0～1.6）MPa的压力表，另一台1.5级的（0～1.0）MPa的压力表，请问用哪一台压力表的测量的结果更为准确？为什么？？？Slide8讨论压力表参数中有测量压力与仪表耐压，是否是一致的，为什么？如某分离器的安全阀起跳压力是16MPa，压力表的选取是否必须是量程16MPa的压力表？Slide9选课背景1、现场准确计量的需要，尤其是外销、工艺控制等；2、工程设计的需求，满足计量需求、经济合理；3、计量工程师现场工作的需要；4、目前仪表选型存在误区（不是越贵越好，标注的准确度越高越好，每种流量计都有一定的适用范围）；5、计量人员技术研究，论文撰写需要。Slide10选型的原则选型基本原则“计量准确、经济合理、送检方便、容易安装、操作维护简单”（只是相对的，实际中必须有所取舍）流量计的选型时一项复杂的、技术性很强的工作。Slide11选型步骤粗选确定用那种类型的仪表（仪表类型）细选确定用什么型号的仪表（仪表型号）Slide12流量计选择原则1、依据流体种类及仪表性能、流体特性、安装条件、环境条件、经济因素五个方面初选可用仪表类型；2、依据用户要求逐步淘汰，余下仪表类型排出次序；3、按五个方面因素再次仔细评比，最后淘汰至一种仪表类型。粗选——仪表类型Slide13粗选——仪表类型2、流量计的分类：类别工作原理仪表名称可测流体种类适用管径mm准确度％安装要求、特点体积流量计差流压量式计流体流过通管道中的阻力件时产生的压力差与流量之间有确定关系，通过测量差压值求得流量节流式孔板液、气、蒸汽50～1000±1～2需直管段，压损大喷嘴50～500需直管段，压损中等文丘里管100～1200需直管段，压损小均速管液、气、蒸汽25～9000±1需直管段，压损小转子流量计液、气4～150±2垂直安装靶式流量计液、气、蒸汽15～200±1～4需直管段，弯管流量计液、气±0.5～5需直管段，无压损容流积量式计直接对仪表排出的定量流体计数确定流量椭圆齿轮流量计液10～400±0.2～0.5无直管段要求，需装过滤器，压损中等腰轮流量计液、气刮板流量计液±0.2无直管段要求，压损小Slide14粗选——仪表类型2、流量计的分类：类别工作原理仪表名称可测流体种类适用管径mm准确度％安装要求、特点体积流量计速流度量式计通过测量管道截面上流体平均流速来测量流量涡轮流量计液、气4～600±0.1～0.5需直管段，装过滤器涡街流量计液、气150～1000±0.5～1需直管段电磁流量计导电液体6～2000±0.5～1.5直管段要求不高，无压损超声波流量计液＞10±1需直管段，无压损质量流量计直接式直接检测与质量流量成比例的量来质量流量热式质量流量计气±1冲量式质量流量计固体粉料±0.2～2科氏质量流量计液、气±0.15间接式同时测体积流量和流体密度来计算质量流量体积流量经密度补偿液、气±0.5温度、压力补偿Slide15粗选——仪表类型仪表类型选型的几个误区：仪表不用选择类型，应该是通用的；技术越新越先进越好；仪表越贵越好，价格越高越好；正确的认识：每种仪表都有一定的适用范围，合适的才是最好的。Slide16粗选——仪表类型错误选型的实例：1、气田热敏式流量计的选用——检定费用2、文96储气库注气用靶式流量计——无法检定3、单井注气用超声波流量计——工作条件（流量测量范围）4、天然气分公司超声波流量计——工作条件（振动）5、普光外夹超声波流量计——工作条件（二氧化碳含量）6、普光旋进旋涡流量计应用——密度问题7、小流量测量问题——旋进旋涡流量计or罗茨流量计（压力、含液、脏污、价格）8、山西煤层气选用孔板、超声波、旋进旋涡流量计流量计——工作条件（粉尘）Slide17粗选——仪表类型选型应了解的信息各种流量计的资料：测量原理、测量范围、工作条件（直管段长度、压力要求——测量压力、耐压等）、准确度等级、压损、检定周期、是否需要实流检定、是否形成标准化、成熟性、优缺点、价格需求：准确度等级要求、工程预算费用、其它特殊要求计量点的工况条件：流量范围、工况（振动、脉动）、天然气气质（组分、腐蚀性、含液、脏污情况）、空间位置要求（直管段）、站控条件（电源、湿度、温度）、计量点是否可停、是否需要双向计量、压损要求Slide18选型信息的来源一、流量计的信息，根据流量计的标准：GB/T21446-2008用标准孔板流量计测量天然气的流量GB/T18604-2014用气体超声波流量计测量天然气的流量SYT/6658-2006用旋进旋涡流量计测量天然气流量各种流量计的国家、行业、企业本标准等，以及现实中的应用经验二、现场需求及现场条件GB/T18603-2014天然气计量系统技术要求现场的实际情况，其他辅助设计的建设情况等（如分离设施、保温设施等）粗选——仪表类型Slide19粗选——仪表类型考虑因素归纳为一下几点：1、仪表性能要求（准确度、稳定性、重复性、有无可动部件）；2、测量范围（仪表的与实际计量需求的比较）；3、气质条件（腐蚀、组分——二氧化碳、含液、脏污、粉尘等）；4、预算费用和流量计价格；5、检定方式（费用、空气检定、天然气检定等）；6、站场的条件（空间与仪表直管段长度的安装要求）；7、材质要求（腐蚀、压力、金属疲劳等）；8、仪表标准化的程度——应用成熟性（国标、行标、企标）；9、周边工况环境（有无大型电子设备干扰、电源稳压情况等）；10、操作维护方面；11、特殊要求（双向计量、压损要求等）。选用的流量计能不能正常工作，能正常工作，能不能准确计量。Slide20粗选——仪表类型仪表类型选择——列表法序号名称工况要求直管段长度检定情况价格测量范围标准化程度二氧化碳含量、粉尘影响准确度、稳定性耐震、耐电磁干扰、耐腐蚀可否双向计量，压损等操作方面1超声波流量计2旋进旋涡流量计3标准孔板流量计4罗茨流量计5弯管流量计6V锥流量计7热式流量计8靶式流量计Slide21粗选——仪表类型孔板流量计超声波流量计旋进旋涡流量计适用流体天然气、液、蒸汽气、液气、液、蒸汽仪表性能量程比相对较窄，但可通过调整孔板进行调整量程比宽100：1相对较宽10:1测量准确度≤1.0%≤0.7≤1.5管道振动要求较低不能安装在振动环境不能安装在振动环境压力损失压力损失达无压力损失压力损失较大管径范围50mm－3000mm大于100mm，最好是大于300mm20mm—200mm仪表稳定性较高高较低仪表故障率较高较低很高经济价格较高很高低廉压力要求无大于等于0.8MPa无流体特性单相流体，计量脏污流体时，必须及时进行维护CO2≤10%不应有固体颗粒物，不能含液不能有固体颗粒维护操作检查，拆卸方便需请专业人员维护方便安装条件相对较高要求高，需厂家配套直管段有要求，相对较低检定、溯源可单项进行溯源，标准孔板几何溯源即可，检定周期一年必须天然气实流检定，检定周期两年实流检定，检定周期一年Slide22粗选——仪表类型2、列出需求表序号工况要求直管段长度检定情况价格测量范围标准化程度二氧化碳含量、粉尘影响准确度、稳定性耐震、耐电磁干扰、耐腐蚀双向计量，压损等操作方面123、对需求按重要与否顺序排列4、对照表一（仪表类型选择表）用排除法进行选择5、如果未能找到合适的仪表，适当放宽或者从工艺上等其他方面做工作，再重新筛选。Slide23选表实例选型实例：储气库单井注气计量仪表1、单井注气计量的特点及需求：（1）双向计量，既是注气管线也是生产管线；（2）高压，压力在12MPa以上；（3）安全相关要求，应无可动部件——防止卡死憋压；（4）最好内部无阻流件——脱落堵塞气井，避免阻流件造成压损（气井注气过程是利用压缩机提升压力注入气井的过程，压力损失直接影响注气效果）；（5）准确性、稳定性、重复性要求相对较高；（6）检定应方便、拆装容易、操作维护简单；（7）耐振动、抗电磁干扰（压缩机）Slide24粗选——仪表类型举例讨论：山西煤层气（粉尘多、易积液冻堵）选型？怎么选？都不满足怎么办？Slide25粗选——仪表选型结束概括各种类型的流量计量原理、结构不同既有独到之处又存在局限性。为达到较好的测量效果，需要针对不同的测量领域，不同的测量介质、不同的工作范围，选择不同种类、不同型号的流量计。Slide26细选——仪表型号确定了仪表类型之后，就应确定仪表的型号：（流量计的大小（流量范围）、本体耐压、准确度等级等）如旋进旋涡流量计、标准孔板选型、超声波流量计等等。选型过程中需要根据现场的参数计算仪表的大小，这里就涉及到一些基础的定义和概念。Slide27天然气流量计量基础知识天然气的计量主要是天然气的流量计量，天然气流量是在天然气在管输流动过程中通过测量天然气的压力、温度、天然气的组成等参数间接测量得出的。天然气流量计量目前主要采用的是体积流量，即计量单位时间内流过管道横截面的天然气体