流量计培训1技术进展国内外比较

1、0页 流流 量量 测测 量量马永志马永志138542838162014年年4月月增长知识，迈向辉煌增长知识，迈向辉煌1页 为什么需要流量计为什么需要流量计? ? 主要是由于两个原因需要流量主要是由于两个原因需要流量计：计： 1:1:当需要向用户收取费用时，当需要向用户收取费用时，必须使用流量计（蒸汽、水、必须使用流量计（蒸汽、水、煤气）煤气） 2:2:优化工艺过程参数，以减少优化工艺过程参数，以减少能源成本能源成本2页 能源成本节约能源成本节约 流量计本身并不能节约能源。流量计本身并不能节约能源。 但通过有效的计量、监测和合理的能源分配利用，流但通过有效的计量、监测和合理的能源分配利用，流量计

2、可帮助企业节约量计可帮助企业节约5%-20%5%-20%的能耗。的能耗。假定假定一个企业，拥有一台一个企业，拥有一台8 8吨吨/ /小时蒸发量的燃油锅炉小时蒸发量的燃油锅炉按每天按每天8 8小时，每年小时，每年300300天，蒸汽成本天，蒸汽成本150150元元/ /吨计吨计总能耗总能耗 = 8 = 8 8 8300300150 = 2,880,000 150 = 2,880,000 元元10%10%的节约的节约 = 2880000 = 2880000 10% 10% = = 288,000 288,000 元元 ! !3页 测量系统的组成及其功能测量系统的组成及其功能 测量系统的组成测量系统

3、的组成 测量系统由四个基本环节组成：传感器（敏测量系统由四个基本环节组成：传感器（敏感元件）、变换器或变送器、传输通道和显示装感元件）、变换器或变送器、传输通道和显示装置。置。 流量测量系统组成也一样！流量测量系统组成也一样！传感器传感器变换器变换器传输通道传输通道显示装置显示装置被测量被测量测量值测量值4页 目录目录一、流量测量技术与流量测量仪表应用一、流量测量技术与流量测量仪表应用二、企业流量计量监侧与管理系统二、企业流量计量监侧与管理系统三、师生互动，疑难问题现场解答三、师生互动，疑难问题现场解答5页 一、流量测量技术与流量测量仪表应用一、流量测量技术与流量测量仪表应用（一）蒸汽和气体流

4、量测量技术新进展、国内外流量仪表（一）蒸汽和气体流量测量技术新进展、国内外流量仪表的优势比较及选型安装调试方法的优势比较及选型安装调试方法（二）几种典型流体的流量测量（二）几种典型流体的流量测量（三）热量和冷量的计量（三）热量和冷量的计量（四）流量批量控制系统、脉动流量测量（四）流量批量控制系统、脉动流量测量（五）提高流量测量精准度的实用方法（五）提高流量测量精准度的实用方法（六）流量测量系统误差的生成与处理（六）流量测量系统误差的生成与处理（七）天然气与煤气的流量计量（七）天然气与煤气的流量计量（八）流量仪表及流量过程测量的相关国家标准、国际标（八）流量仪表及流量过程测量的相关国家标准、国际

5、标准及操作规程准及操作规程6页 （一）蒸汽和气体流量测量技术新进展、国内外（一）蒸汽和气体流量测量技术新进展、国内外流量仪表的优势比较及选型安装调试方法流量仪表的优势比较及选型安装调试方法流量测量技术新进展：流量测量技术新进展：1 1、电磁流量计、电磁流量计一、流量测量技术与流量测量仪表应用一、流量测量技术与流量测量仪表应用 法拉第电磁感应定律：电路中感生电动势的大小跟穿过这法拉第电磁感应定律：电路中感生电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。一电路的磁通量的变化率成正比。BlutSBte7页 （一）蒸汽和气体流量测量技术新进展、国内外（一）蒸汽和气体流量测量技术新进展、国内外流量仪

6、表的优势比较及选型安装调试方法流量仪表的优势比较及选型安装调试方法流量测量技术新进展：流量测量技术新进展：1 1、电磁流量计、电磁流量计一、流量测量技术与流量测量仪表应用一、流量测量技术与流量测量仪表应用 电磁流量计的测量原理电磁流量计的测量原理基于法拉第电磁感应定基于法拉第电磁感应定律，即通过测量流体流律，即通过测量流体流动时切割磁力线所产生动时切割磁力线所产生的电动势来推算流体流的电动势来推算流体流量。量。8页 西门子电磁流量计西门子电磁流量计9页 ABB电磁流量计电磁流量计10页 上海罗斯蒙特电磁流量计上海罗斯蒙特电磁流量计11页 日本横河电磁流量计日本横河电磁流量计12页 （一）蒸汽和

7、气体流量测量技术新进展、国内外（一）蒸汽和气体流量测量技术新进展、国内外流量仪表的优势比较及选型安装调试方法流量仪表的优势比较及选型安装调试方法流量测量技术新进展：流量测量技术新进展：1 1、电磁流量计、电磁流量计一、流量测量技术与流量测量仪表应用一、流量测量技术与流量测量仪表应用 电磁流量计主要用于测量导电电磁流量计主要用于测量导电 性液体介质的体积流量，通常性液体介质的体积流量，通常 要求导电性液体介质的电导率要求导电性液体介质的电导率 至少为至少为20 S /cm(S/cm20 S /cm(S/cm为为 微西门子每厘米，相当于微西门子每厘米，相当于0.1mS0.1mS /m /m毫西门子

8、每米毫西门子每米) )。13页 （一）蒸汽和气体流量测量技术新进展、国内外（一）蒸汽和气体流量测量技术新进展、国内外流量仪表的优势比较及选型安装调试方法流量仪表的优势比较及选型安装调试方法流量测量技术新进展：流量测量技术新进展：2 2、超声波流量计、超声波流量计一、流量测量技术与流量测量仪表应用一、流量测量技术与流量测量仪表应用 超声波流量计超声波流量计(ultrasonic (ultrasonic flowmeterflowmeter简称简称USF) USF) 是是2020世纪世纪70 70 年代发展起来的一种非接触年代发展起来的一种非接触式流量仪表。它对于所测的流体介质几乎没有要求，不仅适

9、式流量仪表。它对于所测的流体介质几乎没有要求，不仅适用于液体和气体介质的测量，也适用于双相介质的测量，用于液体和气体介质的测量，也适用于双相介质的测量，尤其适用于解决大流量、大口径、暗渠、强腐蚀性等流体尤其适用于解决大流量、大口径、暗渠、强腐蚀性等流体流量测量困难的问题。流量测量困难的问题。14页 （一）蒸汽和气体流量测量技术新进展、国内外（一）蒸汽和气体流量测量技术新进展、国内外流量仪表的优势比较及选型安装调试方法流量仪表的优势比较及选型安装调试方法流量测量技术新进展：流量测量技术新进展：2 2、超声波流量计、超声波流量计一、流量测量技术与流量测量仪表应用一、流量测量技术与流量测量仪表应用

10、超声波流量计主要是通过检测超声波流量计主要是通过检测 超生波穿过流体介质时所搭载超生波穿过流体介质时所搭载 的信息来测量流体流量。的信息来测量流体流量。 目前，超声波流量计存在的局限性在于其所能测量的流体目前，超声波流量计存在的局限性在于其所能测量的流体介质温度受制于换能器与耦合材料介质温度受制于换能器与耦合材料( ( 换能器与管道之间换能器与管道之间) ) 的耐高温程度，而目前我国研制的超声波流量计只能测量的耐高温程度，而目前我国研制的超声波流量计只能测量200 200 以下的流体介质。以下的流体介质。15页 国外主要厂商产品介绍国外主要厂商产品介绍德国德国KROHNE(科隆科隆 )高精度；

11、高精度；低功耗低功耗1 W，可使用，可使用 太阳能；太阳能；DN80流速上限流速上限 57 m/s；DN400流速上限流速上限 30 m/s；示值误差示值误差 0.2%；重复性重复性 0.2； ALTOSONIC IV 4声道气体超声流量计声道气体超声流量计16页 独特的三声道截面设计；独特的三声道截面设计；传感器专利设计；传感器专利设计；数字信号处理数字信号处理(DSP)；流速测量范围流速测量范围020 m/s；当流速大于当流速大于0.5 m/s时，时，示值误差示值误差 0.5%；当流速小于当流速小于0.5 m/s时，时，绝对误差为绝对误差为2.5 mm/s重复性重复性 0.2； UFM 3

12、030KROHNE3声道液体超声流量计声道液体超声流量计17页 两声道通用型两声道通用型：工艺流程的气体超声流量计工艺流程的气体超声流量计强化结构，保护罩；强化结构，保护罩；全金属微型传感器；全金属微型传感器；DN50流速上限流速上限57 m/s；DN600流速上限流速上限30 m/s；低功耗低功耗1 W；示值误差示值误差 1%；重复性重复性 0.2； OPTISONIC 7060KROHNE18页 美国康乐创美国康乐创CONTROLOTRON双声道固定式双声道固定式液体超声流量计液体超声流量计全天候机箱设计全天候机箱设计 1010N 19页 双声道便携式超声流量计双声道便携式超声流量计外贴式

13、安装方便；外贴式安装方便；32位流量计算机位流量计算机 ；宽脉冲时差式和多普勒宽脉冲时差式和多普勒两用两用 ；基本精度基本精度 1%； 1010WPCONTROLOTRON20页 英国英国MICRONICS便携式液体超声流量计便携式液体超声流量计带图表显示功能带图表显示功能LCD； 覆膜触摸式按键覆膜触摸式按键16个；个；管径范围：管径范围：50-1000 mm ；流速：流速：0.12-12.39 m/s ; 重复性：重复性：0.5%; 读数误差：读数误差：1-3% ;长度：长度：236 mm; 宽度：宽度：125 mm; 高度：高度：41 mm; 重量：小于重量：小于1.5 kg; PFSE

14、 21页 在线安装式超声波流量计在线安装式超声波流量计可安装配套温度传感器可安装配套温度传感器从而测得热量。从而测得热量。 U2000 MICRONICS22页 日本富士电机日本富士电机FUJI新式脉冲多普勒法与新式脉冲多普勒法与传播时间差法并用传播时间差法并用的的新一代混合型超声波流量计新一代混合型超声波流量计 脉冲多普勒方式脉冲多普勒方式 ：流速范围：流速范围：00.3 m/s4 m/s；精度：精度：0.51.0。传播时间差方式：传播时间差方式：流速范围：流速范围： 00.3m/s32m/s；精度：精度：1.01.5。FSH/FSW23页 便携型超声波液体流量计便携型超声波液体流量计大屏幕

15、图形显示；大屏幕图形显示； 具备接收信号波形显示功能；具备接收信号波形显示功能； 一体型打印机一体型打印机 ；高精度：高精度：1% of rate；适用管径：适用管径：13mm6000mm；流速范围：流速范围：0.332m/s；FLC/FLD FUJI24页 测量值显示画面测量值显示画面流量趋势图流量趋势图 25页 接收信号波形显示功能接收信号波形显示功能 一体型打印机一体型打印机 26页 美国通用美国通用GE高精度气体流量测量高精度气体流量测量 系统由一个带有两对系统由一个带有两对沿直径单声程安装沿直径单声程安装传感器传感器及流量计的及流量计的测量管本体测量管本体、十倍于管直径的十倍于管直径

16、的直管段直管段和和流场整流板流场整流板组成。组成。 流速范围：流速范围：0.0346m/s；精度：精度：0.10.51Sentinel27页 28页 29页 国内主要厂商产品介绍国内主要厂商产品介绍北京昌民北京昌民多声道气体超声流量计多声道气体超声流量计具有国际专利的非实流具有国际专利的非实流标定技术标定技术（干标）（干标）流速范围：流速范围：0.535 m/s；准确度等级：准确度等级：0.5级；级；重复性：重复性： 0.2；功率：功率：15W；干标即干式标定干标即干式标定(dry calibration),是在气体静止没有流动的情况下是在气体静止没有流动的情况下,通过精确测量流量方程中的各个

17、参量来进行的标定。通过精确测量流量方程中的各个参量来进行的标定。湿标即实际标定湿标即实际标定(flow calibration),是在有气体流动的情况下是在有气体流动的情况下,在流量在流量标准装置上进行的实气标定。标准装置上进行的实气标定。URG-100030页 非满管型超声流量计非满管型超声流量计 URG-1010 北京昌民北京昌民增加液位计测量液位，计算出实际流体的截面积，增加液位计测量液位，计算出实际流体的截面积，从而计算流量。从而计算流量。31页 唐山汇中唐山汇中32页 唐山汇中唐山汇中国内首创插入式超声流量传感器国内首创插入式超声流量传感器 33页 唐山汇中唐山汇中34页 唐山汇中唐

18、山汇中双面双面18声道声道DN500mm液体超声流量计样机液体超声流量计样机35页 （一）蒸汽和气体流量测量技术新进展、国内外流量仪表（一）蒸汽和气体流量测量技术新进展、国内外流量仪表的优势比较及选型安装调试方法的优势比较及选型安装调试方法流量测量技术新进展：流量测量技术新进展：2 2、超声波流量计的特点、超声波流量计的特点 唯一能实现非接触式测量的流量计（夹装式）；唯一能实现非接触式测量的流量计（夹装式）； 可制成可制成便携式仪表便携式仪表； 无阻流件，无压力损失；无阻流件，无压力损失； 准确度准确度0.1%0.1%5%5%； 管道内外壁干净，需足够长的直管段；管道内外壁干净，需足够长的直管

19、段； 传播速度差法流量计需介质洁净，而多普勒流量计需有传播速度差法流量计需介质洁净，而多普勒流量计需有散射粒子，适于散射粒子，适于污水和含气泡污水和含气泡的液体；的液体； 特别适合特别适合大管径大管径测量，其成本与管径基本无关。测量，其成本与管径基本无关。 36页 （一）蒸汽和气体流量测量技术新进展、国内外（一）蒸汽和气体流量测量技术新进展、国内外流量仪表的优势比较及选型安装调试方法流量仪表的优势比较及选型安装调试方法流量测量技术新进展：流量测量技术新进展：3 3、科里奥利质量流量计、科里奥利质量流量计一、流量测量技术与流量测量仪表应用一、流量测量技术与流量测量仪表应用 科里奥利质量流量计科里

20、奥利质量流量计(Coriolis Mass (Coriolis Mass Flowmeter Flowmeter简称简称CMF) CMF) 是基于流体在振动的是基于流体在振动的 测量管中流动时会产生与流体质量流量成测量管中流动时会产生与流体质量流量成 正比的科里奥利力这一原理制成的、一种正比的科里奥利力这一原理制成的、一种 直接式的质量流量计。直接式的质量流量计。 能够直接测量流体介质的质量流量，而不能够直接测量流体介质的质量流量，而不 受其他参数受其他参数( ( 如温度、压力、流体性质等如温度、压力、流体性质等) ) 的影响。的影响。37页 如果在如果在管子同步振动管子同步振动的同时，将流体

21、导入管内，的同时，将流体导入管内，使之沿管内向前流动，则管子将强迫流体与之使之沿管内向前流动，则管子将强迫流体与之一起上下振动。流体为了一起上下振动。流体为了反抗反抗这种这种强迫振动强迫振动，会给管子一个会给管子一个与其流动方向垂直的反作用力与其流动方向垂直的反作用力，在这种被叫做在这种被叫做科里奥利效应力科里奥利效应力的作用下，管子的作用下，管子的震动不同步了，入口段管与出口段管在振动的震动不同步了，入口段管与出口段管在振动的时间先后上会出现差异，（的时间先后上会出现差异，（差异是由于入口差异是由于入口段和出口段流体流向是相反的段和出口段流体流向是相反的），这叫做），这叫做相位相位时间差时间

22、差。这种差异与流过管子的流体质量流量。这种差异与流过管子的流体质量流量的大小成正比。如果通过电路能检测出这种的大小成正比。如果通过电路能检测出这种时时间差异的大小间差异的大小，则就能将质量流量的大小给确，则就能将质量流量的大小给确定了。定了。科里奥利效应科里奥利效应38页 科里奥利力的重要工程应用科里奥利力的重要工程应用质量流量计质量流量计 很早就有人试图利用科氏力测量质量流量，但发明家始终很早就有人试图利用科氏力测量质量流量，但发明家始终未能解决以简单方法使流体在直线运动的同时又处于旋转未能解决以简单方法使流体在直线运动的同时又处于旋转体系中的难题。体系中的难题。 直至美国的直至美国的Jam

23、es SmithJames Smith于于19771977年发明了基于振动方法的年发明了基于振动方法的结构，简单的将两种运动巧妙的结合起来的振动管式质量结构，简单的将两种运动巧妙的结合起来的振动管式质量流量计，才使流量计，才使CMFCMF走出困境。走出困境。39页 双双U形管示意图形管示意图40页 Micro-Mation公司公司1982年推出第一台年推出第一台CMF双弯双弯管式质量流量计之后，各国竞相研制，出现了管式质量流量计之后，各国竞相研制，出现了各种形式。半弯管，各种形式。半弯管， 管，直管，各种精度，管，直管，各种精度，口径。口径。 在发展最快的在发展最快的90年代初期，曾有人预言它

24、将取年代初期，曾有人预言它将取代大部分种类的流量计，但终未实现。代大部分种类的流量计，但终未实现。 其原因主要是其原因主要是介质种类，计量单位，价格介质种类，计量单位，价格等因等因素。素。41页 科氏力质量流量计的结构形式科氏力质量流量计的结构形式 总的类型有：按测量管形状分，有弯管型和直总的类型有：按测量管形状分，有弯管型和直管型；管型； 按测量管配置分，有单管型和双管型；按测量管配置分，有单管型和双管型； 为便于振动，提高材料弹性，降低刚性，管壁为便于振动，提高材料弹性，降低刚性，管壁尽量薄。尽量薄。42页 单直管单直管43页 双直管双直管44页 单单U U形管形管45页 双双U形管形管4

25、6页 双双S形管形管47页 B形管形管48页 管管49页 双环管双环管50页 双双U形管质量流量计特点与安装使用形管质量流量计特点与安装使用 特点：特点： 直接式质量测量；直接式质量测量； 精度（观测结果、计算值或估计值与真值精度（观测结果、计算值或估计值与真值（或被认为是真值）之间的接近程度）高（或被认为是真值）之间的接近程度）高0.1%； 可测液体、液固、含气少的气液两相流；可测液体、液固、含气少的气液两相流； 价格高昂。价格高昂。51页 （一）蒸汽和气体流量测量技术新进展、国内外流（一）蒸汽和气体流量测量技术新进展、国内外流量仪表的优势比较及选型安装调试方法量仪表的优势比较及选型安装调试

26、方法国外流量仪表：国外流量仪表：u 涡轮流量计在国际上许多国家常用于测气体或粘度较小的液涡轮流量计在国际上许多国家常用于测气体或粘度较小的液体，由于仪表中有转动件，维护工作量大体，由于仪表中有转动件，维护工作量大u 超声近年来增长势头虽咄咄逼人，但涡轮较超声便宜得多，超声近年来增长势头虽咄咄逼人，但涡轮较超声便宜得多，有价格优势；与节流装置相比，量程比（有价格优势；与节流装置相比，量程比（最大测量范围和最最大测量范围和最小测量范围之比小测量范围之比）可达）可达1010：1 1，且较准确，且较准确u 容积式流量仪表为非速度型仪表，安装无直管段要求，准确容积式流量仪表为非速度型仪表，安装无直管段要

27、求，准确度（度（指在一定实验条件下多次测定的平均值与真值相符合的指在一定实验条件下多次测定的平均值与真值相符合的程度程度）一般可达到）一般可达到0.5%0.5%，但较笨重。口径一般小于，但较笨重。口径一般小于0.2m.0.2m.u 新型仪表在不少领域中取代传统仪表，是一个总的发展趋势，新型仪表在不少领域中取代传统仪表，是一个总的发展趋势，但过程将是漫长的。但过程将是漫长的。一、流量测量技术与流量测量仪表应用一、流量测量技术与流量测量仪表应用52页 （一）蒸汽和气体流量测量技术新进展、国内外（一）蒸汽和气体流量测量技术新进展、国内外流量仪表的优势比较及选型安装调试方法流量仪表的优势比较及选型安装

28、调试方法国内流量仪表：国内流量仪表：u 我国研制、开发流量仪表的力度与国外有较大差距，多满我国研制、开发流量仪表的力度与国外有较大差距，多满足于仿制足于仿制u 超声的优点较多，既准确、压损又小，特别适宜贵重流体超声的优点较多，既准确、压损又小，特别适宜贵重流体的贸易计量，国内外都较重视，只是国内多为测液体的，的贸易计量，国内外都较重视，只是国内多为测液体的，测气体的虽也有几家，应用于现场尚存在一些问题。测气体的虽也有几家，应用于现场尚存在一些问题。u 热电式可以测质量流量，且灵敏度较高，受到业内的重视，热电式可以测质量流量，且灵敏度较高，受到业内的重视，但它的插入式形式只能测干燥，纯洁的气体，

29、准确度也不但它的插入式形式只能测干燥，纯洁的气体，准确度也不是厂家所宣传的那么高，距实用尚待时日。是厂家所宣传的那么高，距实用尚待时日。一、流量测量技术与流量测量仪表应用一、流量测量技术与流量测量仪表应用53页 （一）蒸汽和气体流量测量技术新进展、国内外（一）蒸汽和气体流量测量技术新进展、国内外流量仪表的优势比较及选型安装调试方法流量仪表的优势比较及选型安装调试方法发展趋势：发展趋势：1 1、结构日趋简洁、轻便、结构日趋简洁、轻便u 早期流量仪表为纯机械就地显示，如容积式流量计。不仅早期流量仪表为纯机械就地显示，如容积式流量计。不仅结构复杂笨重，重量结构复杂笨重，重量/ /口径比很大；且其中的

30、转动件因磨损口径比很大；且其中的转动件因磨损需经常维修。随着工业管道口径日益增大，插入式仪表以需经常维修。随着工业管道口径日益增大，插入式仪表以其结构简单、轻巧、拆装简便，日益受到用户青睐，而近其结构简单、轻巧、拆装简便，日益受到用户青睐，而近十年发展最快的电磁、超声流量仪表，管道中更是没有任十年发展最快的电磁、超声流量仪表，管道中更是没有任何转动件、阻力件，结构更为简洁，且压损小，准确度高，何转动件、阻力件，结构更为简洁，且压损小，准确度高，是最有发展潜力的流量仪表。是最有发展潜力的流量仪表。一、流量测量技术与流量测量仪表应用一、流量测量技术与流量测量仪表应用54页 （一）蒸汽和气体流量测量

31、技术新进展、国内外（一）蒸汽和气体流量测量技术新进展、国内外流量仪表的优势比较及选型安装调试方法流量仪表的优势比较及选型安装调试方法发展趋势：发展趋势：2 2、功能力求完善、多样功能力求完善、多样u 早期流量仪表为就地显示（如容积、转子），随着工早期流量仪表为就地显示（如容积、转子），随着工业水平的不断提高，已不能适应工艺要求数十台仪表业水平的不断提高，已不能适应工艺要求数十台仪表集中显示、调节、控制。有必要将传感器（也称一次集中显示、调节、控制。有必要将传感器（也称一次表，如孔板、喷嘴、内锥）与变送器（也称二次表）表，如孔板、喷嘴、内锥）与变送器（也称二次表）分离开。并将流量参数转换为电参数，远传至中央控分离开。并将流量参数转换为电参数，远传至中央控制室。制室。一、流量测量技术与流量测量仪表应用一、流量测量技术与流量测量仪表应用55页 （一）蒸汽和气体流量测量技术新进展、国内外（一）蒸汽和气体流量测量技术新进展、国内外流量仪表的优势比较及选型安装调试方法流量仪表的优势比较及选型安装调试方法发展趋势：发展趋势：2 2