一种通过管线压降测量管道流量的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过管线压降测量管道流量的方法，其特征是：在被测管线上选择一段水平直管段作为测量管；在测量管两端安装压差传感器，中间位置安装压力和温度传感器，分别测量管线压降、流体的压力和温度参数；通过试验的手段获得确定该段测量管阻力系数的常数；利用传感器获得参数以及试验获得的常数根据管线压降公式得到测量管段的平均速度，平均速度乘以管道截面积和流体密度得到实际流量。本发明专利技术方法是基于流体在管道中的流动产生压降获得管道流量，其测量的速度为该段测量管的平均速度，可以有效提高对于管道流体流量测量的精确度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，其特征是：在被测管线上选择一段水平直管段作为测量管；在测量管两端安装压差传感器，中间位置安装压力和温度传感器，分别测量管线压降、流体的压力和温度参数；通过试验的手段获得确定该段测量管阻力系数的常数；利用传感器获得参数以及试验获得的常数根据管线压降公式得到测量管段的平均速度，平均速度乘以管道截面积和流体密度得到实际流量。本专利技术方法是基于流体在管道中的流动产生压降获得管道流量，其测量的速度为该段测量管的平均速度，可以有效提高对于管道流体流量测量的精确度。【专利说明】
本专利技术涉及一种管道流量的测量方法。
技术介绍
目前，在火力发电厂，管道中空气，液态水和水蒸汽的流动特性很难准确测量，而 流量的准确测量对机组的安全稳定运行又具有重要作用。在现有技术中，火力发电厂对于 管道流体的流量测量主要是采用孔板流量计，但孔板流量计的节流部分会对流体的流场产 生影响，是流体流动中一个较大的阻力部件，因此会带来能量的消耗，不利于节能降耗。在 火力发电厂应用中发现孔板流量计测量误差较大，很难真实的反映管道中的实际流量，从 而影响机组的有效控制和可靠运行。部分流量计测量管中某点的速度而不是平均速度，由 于流体在管道中流速分布不均匀，从而导致测量精度降低。一些流量计，结构复杂，制造成 本高，且容易受现场环境影响，比如受到粉尘、震动、潮湿和电磁场的干扰，经过较长时间的 运行，流量计的稳定性、灵敏度以及准确性会发生较明显的变化，需要经常维护，增加了使 用成本。此外，一些接触式测量会影响实际流体介质在管道中的流动，而且插入部件容易脏 污、磨损甚至堵塞测量装置，比如在水质较差的循环水中，孔板流量计的节流部件或涡街流 量计的插入部件容易被循环水中的杂质玷污，磨损或堵塞。
技术实现思路
本专利技术是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种通过管线压降测量管 道流量的方法，基于流体在管道中的流动产生压降获得管道流量，其测量的速度为该段测 量管的平均速度，提高对于管道流体流量测量的精确度。这种测量方法属于非嵌入式测量， 不会干扰流场，不会引起附加的压降，节省能源，且长期运行也不会受到杂质的玷污，磨损 或堵塞，维护成本低。该测量方法实施成本低，测量段结构简单，制造成本低，且能够满足不 同流体介质的流量测量要求。 本专利技术为解决技术问题采用如下技术方案： 本专利技术通过管线压降测量管道流量的方法的特点是： 步骤一、在内径d的被测管线上选择一段长度为5d的水平直管段作为测量段，所 述测量段与上游弯管的距离不小于1〇山与下游弯管的距离不小5d ;在所述测量段上设置 压差变送器，用于获得测量段两端压差△ P，在所述测量段的中间位置设置压力传感器和测 温热电偶，用于获得测量段中的流体压力P和流体温度T ; 步骤二、由式（1)计算获得管道流量Q，实现利用管线压降进行管道流量的在线监 测， 【权利要求】1. ，其特征是： 步骤一、在内径d的被测管线上选择一段长度为5d的水平直管段作为测量段，所述测 量段与上游弯管的距离不小于l〇d，与下游弯管的距离不小5d;在所述测量段上设置压差 变送器，用于获得测量段两端压差△P，在所述测量段的中间位置设置压力传感器和测温热 电偶，用于获得测量段中的流体压力P和流体温度T; 步骤二、由式（1)计算获得管道流量Q，实现利用管线压降进行管道流量的在线监测，式（1)中，流体密度P和运动粘滞系数u根据流体介质的种类、流体压力P和流体温 度T查表获得；a、b和c均为常数；构建实验测试平台获得实验数据，针对实验数据利用最 小二乘法拟合经验公式（2)获取常数a、b和c， l=aRe6〔吾) (2) 式（2)中，λ为管线阻力系数，Re为雷诺数，K为根据管线材质查表可得的绝对粗糙 度。2. 根据权利要求1所述的通过管线压降测量管道流量的方法，其特征是：所述常数a、 b和c按如下方式获得： 建立试验平台，平台中采用水平管线布置，选择与所述测量段在管线材质、内径、厚度 均一致的模拟段，所述模拟段安装在试验平台水平管线的中部位置，模拟段上游的水平管 线长度不小于l〇d，下游水平管线长度不小于5d; 在试验平台上分别获得流体以不同的速度Vi通过模拟段时引起的管线压降APi,同时 记录测量段上的流体压力Pi、流体温度Ti，以及由电磁流量计标准表获得的流体流量实测 值％实； 根据所述流体压力Pi和流体温度Ti以及流体介质的种类查表获得流体密度P,和运 动粘滞系数ui，分别计算获得：获得流体速度Vi，雷诺数Rei以及管线阻力系数λi: 其中：vi%T;Re, ;為;i= 1、2、3、4、5 ; p'jdVi 5PiVi- 最后，通过最小二乘法拟合经验公式（2)获取常数a、b和c。【文档编号】G01F1/34GK104316115SQ201410645487【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日 【专利技术者】丛星亮, 高晋柏, 余永生, 陈剑, 谢红 申请人:国家电网公司, 国网安徽省电力公司电力科学研究院, 国网安徽省电力公司合肥供电公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过管线压降测量管道流量的方法，其特征是：步骤一、在内径d的被测管线上选择一段长度为5d的水平直管段作为测量段，所述测量段与上游弯管的距离不小于10d，与下游弯管的距离不小5d；在所述测量段上设置压差变送器，用于获得测量段两端压差ΔP，在所述测量段的中间位置设置压力传感器和测温热电偶，用于获得测量段中的流体压力P和流体温度T；步骤二、由式(1)计算获得管道流量Q，实现利用管线压降进行管道流量的在线监测，Q=ρπd242ΔPυbdc+1-baKclρb+2---(1)]]>式(1)中，流体密度ρ和运动粘滞系数υ根据流体介质的种类、流体压力P和流体温度T查表获得；a、b和c均为常数；构建实验测试平台获得实验数据，针对实验数据利用最小二乘法拟合经验公式(2)获取常数a、b和c，λ=aReb(Kd)c---(2)]]>式(2)中，λ为管线阻力系数，Re为雷诺数，K为根据管线材质查表可得的绝对粗糙度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丛星亮，高晋柏，余永生，陈剑，谢红，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网安徽省电力公司电力科学研究院，国网安徽省电力公司合肥供电公司，
类型：发明
国别省市：北京;11