一種通過管線壓降測量管道流量的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種通過管線壓降測量管道流量的方法,其特征是:在被測管線上選擇一段水平直管段作為測量管;在測量管兩端安裝壓差傳感器,中間位置安裝壓力和溫度傳感器,分別測量管線壓降、流體的壓力和溫度參數(shù);通過試驗(yàn)的手段獲得確定該段測量管阻力系數(shù)的常數(shù);利用傳感器獲得參數(shù)以及試驗(yàn)獲得的常數(shù)根據(jù)管線壓降公式得到測量管段的平均速度,平均速度乘以管道截面積和流體密度得到實(shí)際流量。本發(fā)明方法是基于流體在管道中的流動(dòng)產(chǎn)生壓降獲得管道流量,其測量的速度為該段測量管的平均速度,可以有效提高對(duì)于管道流體流量測量的精確度。
【專利說明】一種通過管線壓降測量管道流量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種管道流量的測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前,在火力發(fā)電廠,管道中空氣,液態(tài)水和水蒸汽的流動(dòng)特性很難準(zhǔn)確測量,而 流量的準(zhǔn)確測量對(duì)機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行又具有重要作用。在現(xiàn)有技術(shù)中,火力發(fā)電廠對(duì)于 管道流體的流量測量主要是采用孔板流量計(jì),但孔板流量計(jì)的節(jié)流部分會(huì)對(duì)流體的流場產(chǎn) 生影響,是流體流動(dòng)中一個(gè)較大的阻力部件,因此會(huì)帶來能量的消耗,不利于節(jié)能降耗。在 火力發(fā)電廠應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)孔板流量計(jì)測量誤差較大,很難真實(shí)的反映管道中的實(shí)際流量,從 而影響機(jī)組的有效控制和可靠運(yùn)行。部分流量計(jì)測量管中某點(diǎn)的速度而不是平均速度,由 于流體在管道中流速分布不均勻,從而導(dǎo)致測量精度降低。一些流量計(jì),結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造成 本高,且容易受現(xiàn)場環(huán)境影響,比如受到粉塵、震動(dòng)、潮濕和電磁場的干擾,經(jīng)過較長時(shí)間的 運(yùn)行,流量計(jì)的穩(wěn)定性、靈敏度以及準(zhǔn)確性會(huì)發(fā)生較明顯的變化,需要經(jīng)常維護(hù),增加了使 用成本。此外,一些接觸式測量會(huì)影響實(shí)際流體介質(zhì)在管道中的流動(dòng),而且插入部件容易臟 污、磨損甚至堵塞測量裝置,比如在水質(zhì)較差的循環(huán)水中,孔板流量計(jì)的節(jié)流部件或渦街流 量計(jì)的插入部件容易被循環(huán)水中的雜質(zhì)玷污,磨損或堵塞。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處,提供一種通過管線壓降測量管 道流量的方法,基于流體在管道中的流動(dòng)產(chǎn)生壓降獲得管道流量,其測量的速度為該段測 量管的平均速度,提高對(duì)于管道流體流量測量的精確度。這種測量方法屬于非嵌入式測量, 不會(huì)干擾流場,不會(huì)引起附加的壓降,節(jié)省能源,且長期運(yùn)行也不會(huì)受到雜質(zhì)的玷污,磨損 或堵塞,維護(hù)成本低。該測量方法實(shí)施成本低,測量段結(jié)構(gòu)簡單,制造成本低,且能夠滿足不 同流體介質(zhì)的流量測量要求。
[0004] 本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
[0005] 本發(fā)明通過管線壓降測量管道流量的方法的特點(diǎn)是:
[0006] 步驟一、在內(nèi)徑d的被測管線上選擇一段長度為5d的水平直管段作為測量段,所 述測量段與上游彎管的距離不小于1〇山與下游彎管的距離不小5d ;在所述測量段上設(shè)置 壓差變送器,用于獲得測量段兩端壓差△ P,在所述測量段的中間位置設(shè)置壓力傳感器和測 溫?zé)犭娕迹糜讷@得測量段中的流體壓力P和流體溫度T ;
[0007] 步驟二、由式(1)計(jì)算獲得管道流量Q,實(shí)現(xiàn)利用管線壓降進(jìn)行管道流量的在線監(jiān) 測,
【權(quán)利要求】
1. 一種通過管線壓降測量管道流量的方法,其特征是: 步驟一、在內(nèi)徑d的被測管線上選擇一段長度為5d的水平直管段作為測量段,所述測 量段與上游彎管的距離不小于l〇d,與下游彎管的距離不小5d;在所述測量段上設(shè)置壓差 變送器,用于獲得測量段兩端壓差△P,在所述測量段的中間位置設(shè)置壓力傳感器和測溫?zé)?電偶,用于獲得測量段中的流體壓力P和流體溫度T; 步驟二、由式(1)計(jì)算獲得管道流量Q,實(shí)現(xiàn)利用管線壓降進(jìn)行管道流量的在線監(jiān)測,
式(1)中,流體密度P和運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)u根據(jù)流體介質(zhì)的種類、流體壓力P和流體溫 度T查表獲得;a、b和c均為常數(shù);構(gòu)建實(shí)驗(yàn)測試平臺(tái)獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),針對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)利用最 小二乘法擬合經(jīng)驗(yàn)公式(2)獲取常數(shù)a、b和c, l=aRe6〔吾) (2) 式(2)中,λ為管線阻力系數(shù),Re為雷諾數(shù),K為根據(jù)管線材質(zhì)查表可得的絕對(duì)粗糙 度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過管線壓降測量管道流量的方法,其特征是:所述常數(shù)a、 b和c按如下方式獲得: 建立試驗(yàn)平臺(tái),平臺(tái)中采用水平管線布置,選擇與所述測量段在管線材質(zhì)、內(nèi)徑、厚度 均一致的模擬段,所述模擬段安裝在試驗(yàn)平臺(tái)水平管線的中部位置,模擬段上游的水平管 線長度不小于l〇d,下游水平管線長度不小于5d; 在試驗(yàn)平臺(tái)上分別獲得流體以不同的速度Vi通過模擬段時(shí)引起的管線壓降A(chǔ)Pi,同時(shí) 記錄測量段上的流體壓力Pi、流體溫度Ti,以及由電磁流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)表獲得的流體流量實(shí)測 值%實(shí); 根據(jù)所述流體壓力Pi和流體溫度Ti以及流體介質(zhì)的種類查表獲得流體密度P,和運(yùn) 動(dòng)粘滯系數(shù)ui,分別計(jì)算獲得:獲得流體速度Vi,雷諾數(shù)Rei以及管線阻力系數(shù)λi: 其中:vi%T;Re, ;為;i= 1、2、3、4、5 ; p'jdVi 5PiVi- 最后,通過最小二乘法擬合經(jīng)驗(yàn)公式(2)獲取常數(shù)a、b和c。
【文檔編號(hào)】G01F1/34GK104316115SQ201410645487
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】叢星亮, 高晉柏, 余永生, 陳劍, 謝紅 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)安徽省電力公司電力科學(xué)研究院, 國網(wǎng)安徽省電力公司合肥供電公司