畢托巴流量計在過熱蒸氣計量中的應用研究技術(shù)報告
一、概述1項目的提出與國內(nèi)外現(xiàn)狀畢托巴流量計（以下簡稱流量計）壓力損失小，節(jié)能效果顯著，在蒸氣計量中得到越來越多的應用。由于流量計測出的是管道中心點的介質(zhì)流速，不能直接作為平均流速進行流量計算，必須依據(jù)專用數(shù)據(jù)庫進行修正，該數(shù)據(jù)庫來源于清華大學對管道流體狀態(tài)三十余年的研究成果，通過對不同管道狀態(tài)下的流速分布建成多種實驗模型，形成一個龐大數(shù)據(jù)庫，包括不同介質(zhì)、壓力、溫度下的補償，以及管道直管段不足情況下的實驗修正值，因此計量準確度高。目前國內(nèi)外市場測量蒸氣的流量計量儀表應用較多的是孔板流量計，該流量計壓力損失較大，能耗高，因此就需要一種更加適合的流量計，以滿足蒸氣能源計量的要求。為了能夠科學的使用該流量計在過熱蒸氣上測量，降低能耗，特立項目實驗。2實驗所用裝置概述蒸氣介質(zhì)實驗采用質(zhì)量法蒸氣流量標準裝置，該裝置的不確定度為0.2%（k=2）。最高工作壓力可以達到絕壓0.8MPa，通過自立閥可調(diào)整實驗所需壓力值，能夠在一定程度上模擬流量計的實際使用條件。熱交換器采用螺旋板式換熱器，結(jié)構(gòu)簡單、體積小、換熱效率高?？諝饨橘|(zhì)實驗采用音速噴嘴法空氣流量標準裝置，該裝置的不確定度為0.5%（k=2）。采用正壓法對流量計進行檢測，最高工作壓力可以達到絕壓0.7MPa，通過自立閥可調(diào)整實驗所需壓力值。蒸氣裝置和空氣裝置的小口徑校表區(qū)（DN80以下）是通用的，在進行空氣和蒸氣介質(zhì)實驗時，被檢流量計無需拆裝，僅通過改變流程即可實現(xiàn)空氣和蒸氣介質(zhì)的切換，避免了因為流量計安裝不同對流量計計量性能的影響，徹底消除儀表的安裝誤差，實驗結(jié)果可以真實地體現(xiàn)出介質(zhì)變化對流量計性能的影響。蒸氣、空氣兩套流量標準裝置都具有有效的計量標準考核證書及計量檢定（校準）證書，標準裝置的不確定度、穩(wěn)定性、重復性符合實驗要求的技術(shù)指標，可以證明在標準裝置上進行檢定、實驗是可信的；所用的溫度、壓力測量儀表及標準秤、標準噴嘴都具有有效的計量檢定合格證書。實驗只用其中的DN50、DN80管路。圖1 空氣裝置證書圖2 蒸氣裝置證書圖3 空氣裝置圖4 蒸氣裝置3實驗方案3.1 驗證在氣體流量標準裝置上直接校準出的流量系數(shù)在蒸氣計量中是否適用用空氣流量標準裝置對DN50、DN80各三臺畢托巴流量計進行校準，分別確定其流量系數(shù)ɑ，并換算成儀表系數(shù)ki置入到流量計所配流量積算儀，再用質(zhì)量法蒸氣流量標準裝置進行校準，驗證畢托巴流量計是否可直接用于蒸氣測量。 3.2 相同直管段不同壓力下流量計計量誤差比較實驗使用質(zhì)量法蒸氣流量標準裝置，在滿足直管段要求的情況下，選擇DN50、DN80口徑流量計各兩臺，分別在絕壓0.6MPa、0.7MPa和0.8MPa下進行實驗，分析壓力變化時對流量計計量誤差的影響。3.3 不同直管段相同壓力下流量計計量誤差比較實驗使用質(zhì)量法蒸氣流量標準裝置，試驗壓力基本保持不變，選擇DN50流量計兩臺，分別在前直管段為2D、5D、7D條件下進行實驗；DN80流量計兩臺，分別在前直管段為2D、3D、5D條件下進行實驗，分析不同直管段對流量計計量誤差的影響。3.4 直管段不滿足要求時，修正系數(shù)驗證實驗廠家根據(jù)現(xiàn)場工況條件，分別計算出不同前直管段相應的修正系數(shù)，置入流量積算儀，使用質(zhì)量法蒸氣流量標準裝置進行實驗，驗證修正系數(shù)是否準確。二、實驗裝置不確定度分析1 質(zhì)量法蒸氣流量標準裝置不確定度分析1.1換向器的不確定度：裝置的最短測量時間為30s，測量時流量穩(wěn)定10分鐘。測量10次，換向器的正、反行程時間記為t1i和t2i，檢定數(shù)據(jù)如下表：2 標準表法空氣流量標準裝置不確定度分析三、實驗過程及數(shù)據(jù)分析1 驗證流量系數(shù)的適用性根據(jù)JJG640－1994《差壓式流量計檢定規(guī)程》國家計量檢定規(guī)程規(guī)定，在正壓法氣體流量裝置上，分別對DN50、DN80口徑流量計的流量系數(shù)ɑ進行校準，1.1 校準流量計流量系數(shù)ɑ1.1.1選取三臺DN50流量計，編號分別為001、002、003，進行實驗，數(shù)據(jù)見表1、表2、表3。表1 001號流量計流量系數(shù)
