一种锅炉主蒸汽流量计在线校核测试系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种锅炉主蒸汽流量计在线校核测试系统，包括数据采集单元、无线传输单元和数据处理单元，数据采集单元获取包括锅炉炉膛燃烧温度、锅炉水位、锅炉燃气流量、锅炉给水温度和压力及流量、锅炉排污水温度和流量、主蒸汽流量计的蒸汽温度和压力及流量在内的基础数据，无线传输单元将基础数据传输到数据处理单元，数据处理单元对无线传输单元传送的基础数据进行数字校正后根据质量平衡法算出主蒸汽流量的计算值并与流量计示值进行比对且在误差超出设定限值范围时进行报警提示，并获得综合流量比例系数实时对主蒸汽流量计示值进行校核修正。本申请能满足工业现场快速对主蒸汽流量计的准确性进行判断和在线校核，实现蒸汽流量准确计量。

An On-line Checking and Testing System for Boiler Main Steam Flowmeter

【技术实现步骤摘要】
一种锅炉主蒸汽流量计在线校核测试系统
本技术涉及计量
，具体涉及一种锅炉主蒸汽流量计在线校核测试系统。
技术介绍
蒸汽作为一种重要的二次能源，是热能的重要载体，不仅可直接参与生产过程的化学反应，还可以利用其热能产生能量或做功。由于蒸汽具有清洁环保、能效高、可传输等特点，已被广泛用于工业生产和人民的日常生活当中。工业蒸汽常用的工作压力为0.26～9.80MPa，温度为150～500℃。根据状态不同，蒸汽可分为过热蒸汽、饱和蒸汽和湿蒸汽三类。由于蒸汽状态复杂和其独特的物理特性使得蒸汽流量计量工作存在一定的难度。因此，提高蒸汽计量的准确度，获取准确可靠的流量数据，加强蒸汽计量管理，对我国合理利用蒸汽资源，促进节能降耗有着非常重要的意义。蒸汽流量计主要针对物理状态确定的蒸汽流量进行计量，当工况(温度、压力)发生变化时，有可能因为相变带来计量误差，特别是对于湿蒸汽，常常存在测不准的问题。蒸汽计量的准确可靠不仅能准确反映用户能耗、监控热能系统的运行状况，且能为实现热能的合理分配，热力系统的最佳运行，耗能设备进行能耗测评和蒸汽用能的节能降耗改造提供可靠的技术依据，而且也是保证蒸汽贸易结算公平公正的基础。蒸汽流量计的检定方法一般可细分为直接测量法和间接测量法，直接测量法又称为实流标定法，必须借助流量标准装置实现，是指用标准流量计测出被检流量计的流量，将二者示值进行比较，得出被检流量计准确度的一种测量方法；间接测量方法是通过测量与流量有关的物理量，间接地校准流量量值获得相应的准确度的一种方法。目前，蒸汽计量普遍使用差压式流量计，依据JJG640-1994《差压式流量计》检定规程规定的检定方法检定：即将差压变送器和压力变送器分别拆卸下来，送计量部门用模拟量静态检定，并且是对差压变送器或压力变送器孤立地进行检定，对孔板、积算仪和显示器基本不检(尤其是作为一次元件的孔板，其几何尺寸的变化直接影响蒸汽流量计量的准确性，但由于拆卸困难，通常数年难以检查维护一次)。另外，差压变送器、压力变送器是静态检定，检定所用代替介质(水和空气)与实际不符，或是输入电流检定点参数用模拟量完成检定。因此，传统的差压式流量计的检定方法并没有检定差压式流量计的计量性能，而仅是检定模拟量来替代检定，差压式流量计对蒸汽计量的实际情况处于未知状态。因此蒸汽流量测不准是普遍存在且亟待解决的问题。传统的差压式流量计需要由节流装置、引压管线、差压变送器、流量积算仪组成一个完整的流量测量系统。对于气体流量的测量还需要配置压力变送器、温度变送器进行温压补偿。作为一种经典流量计量器具，孔板流量计是由若干个独立单元组合在一起的，它们之间配置合理与否，安装是否规范都会直接影响孔板的测量准确度。孔板流量计长期运行磨损致使孔板锐角变钝，有研究发现孔板运行前两三年每年磨损半径增加0.04mm，需要五六年后才趋向稳定，导致测量准确度无法保证。譬如在锅炉启停过程中，由于蒸汽管道中残存的冷凝水会产生水锤，也有可能致使孔板变形。孔板存在着不可避免的“锐角磨损”和“积污”问题，随着使用时间的增加流量系数越来越大，仪表示值越来越小，流速较高的场合，这种变化更是惊人。再者，使用时间较长，变送器的零点可能会发生漂移，如果是负漂移，显示的差压将会减小，显示的流量也会减小。因此孔板流量计内的孔板需定期检查、清洗和检测几何尺寸，而蒸汽计量条件苛刻，加之管理不够，很难定期检修，致使许多计量点上的孔板流量计安装后长期失去管理，其结果是造成很大浪费又没有真正解决实际问题。目前，孔板流量计主要采用干检法对二次测量仪表及计量孔板进行不确定度控制。而利用“干检”几何测量法主要是对孔板、二次仪表及流量计算机进行一年一次的周检，来评估整套孔板流量计的系统不确定度，但是不能对以上因素产生的误差进行定性、定量的分析，因此，无法完全定量确定整套计量装置的总不确定度，对由此产生的偏差，不能给出合理的、确定的修正系数。对于蒸汽流量计的在线校核是开展节能降耗、解决流量计准确度下降的关键之举，对于工业生活用汽的计量起到很好的校对作用，可以消除计量误差带来的纠纷等。因此，如何在国家开展能源审计的大好发展形势下，研究一种可靠、简单、在线的检测方法，已成为生产和消耗蒸汽的企业的迫切需要。
技术实现思路
针对现有锅炉主蒸汽流量计送第三方计量机构检定、校准较为困难，且现有技术难以满足对其在线校核需求，无法实现快速便捷检定校准的技术问题，本技术提供一种锅炉主蒸汽流量计在线校核测试系统，该系统借助物联网采集锅炉运行、锅炉给补水系统、主蒸汽流量计的运行参数，基于锅炉产汽系统的质量平衡原理实现锅炉主蒸汽流量计在线校核。为了解决上述技术问题，本技术采用了如下的技术方案：一种锅炉主蒸汽流量计在线校核测试系统，所述锅炉主蒸汽流量计是指工业现场燃气锅炉主蒸汽管道上的蒸汽流量计，所述系统包括数据采集单元、无线传输单元和数据处理单元；其中，所述数据采集单元用于获取包括锅炉炉膛燃烧温度、锅炉水位、锅炉燃气流量、锅炉给水温度和压力及流量、锅炉排污水温度和流量、主蒸汽流量计的蒸汽温度和压力及流量在内的基础数据；所述无线传输单元包括无线发送模块和无线接收模块，所述无线发送模块用于将数据采集单元采集的各种基础数据进行发送，所述无线接收模块用于接收各种基础数据并传输到数据处理单元；所述数据处理单元包括数据服务器和显示器，所述数据服务器用于对无线接收模块传输的各种基础数据进行数字校正后，根据质量平衡法计算出主蒸汽管道蒸汽流量的计算值并与主蒸汽流量计自身流量示值进行比对分析，当主蒸汽流量的计算值与示值的相对误差超出设定限值范围时，对相应参数进行突出显示并进行报警提示，并结合主蒸汽流量计历史数据评估分析给出该主蒸汽流量计性能下降或不准确的概率，且在主蒸汽流量计的量程或常用计量范围内，获得锅炉产汽系统稳定运行条件下综合流量比例系数f用于实时对示值进行在线修正，所述显示器用于对数据服务器接收的各种基础数据和结果数据进行集中显示。进一步，所述数据采集单元包括用于获取锅炉炉膛燃烧温度、锅炉给水管道内介质温度、锅炉排污水管道内介质温度和主蒸汽管道内蒸汽介质温度的温度传感器，用于获取锅炉锅筒水位的水位传感器，用于获取锅炉燃气消耗量、锅炉给水流量、锅炉排污水流量和主蒸汽管道内蒸汽流量的流量计，以及用于获取锅炉给水管道内介质压力和主蒸汽管道内蒸汽介质压力的压力传感器。进一步，所述温度传感器为热电阻或热电偶。进一步，所述流量计为孔板流量计、电磁流量计或涡街流量计。进一步，所述无线发送模块和无线接收模块为WIFI模块、ZigBee模块或GPRS模块。进一步，所述当主蒸汽流量的计算值与示值的相对误差超出设定限值范围时，对相应参数进行突出显示并进行报警提示，并结合主蒸汽流量计历史数据评估分析给出该主蒸汽流量计性能下降或不准确的概率，且在主蒸汽流量计的量程或常用计量范围内，获得锅炉产汽系统稳定运行条件下综合流量比例系数f用于实时对示值进行修正的同时，所述数据服务器还包括根据历史监测数据和内部构建的数学控制模型，通过模糊算法中专家库判断引起主蒸汽流量计示值监测数据异常的原因，并根据蒸汽的需求量和主蒸汽流量的计算值的实时监测，给出锅炉连续稳定运行的调整反馈策略。进一步，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锅炉主蒸汽流量计在线校核测试系统，所述锅炉主蒸汽流量计是指工业现场燃气锅炉主蒸汽管道上的蒸汽流量计，其特征在于，所述系统包括数据采集单元、无线传输单元和数据处理单元；其中，所述数据采集单元用于获取包括锅炉炉膛燃烧温度、锅炉水位、锅炉燃气流量、锅炉给水温度和压力及流量、锅炉排污水温度和流量、主蒸汽流量计的蒸汽温度和压力及流量在内的基础数据；所述无线传输单元包括无线发送模块和无线接收模块，所述无线发送模块用于将数据采集单元采集的各种基础数据进行发送，所述无线接收模块用于接收各种基础数据并传输到数据处理单元；所述数据处理单元包括数据服务器和显示器，所述数据服务器用于对无线接收模块传输的各种基础数据进行数字校正后，根据质量平衡法计算出主蒸汽管道蒸汽流量的计算值并与主蒸汽流量计自身流量示值进行比对分析，当主蒸汽流量的计算值与示值的相对误差超出设定限值范围时，对相应参数进行突出显示并进行报警提示，并结合主蒸汽流量计历史数据评估分析给出该主蒸汽流量计性能下降或不准确的概率，且在主蒸汽流量计的量程或常用计量范围内，获得锅炉产汽系统稳定运行条件下综合流量比例系数f用于实时对示值进行在线修正，所述显示器用于对数据服务器接收的各种基础数据和结果数据进行集中显示。...

【技术特征摘要】
1.一种锅炉主蒸汽流量计在线校核测试系统，所述锅炉主蒸汽流量计是指工业现场燃气锅炉主蒸汽管道上的蒸汽流量计，其特征在于，所述系统包括数据采集单元、无线传输单元和数据处理单元；其中，所述数据采集单元用于获取包括锅炉炉膛燃烧温度、锅炉水位、锅炉燃气流量、锅炉给水温度和压力及流量、锅炉排污水温度和流量、主蒸汽流量计的蒸汽温度和压力及流量在内的基础数据；所述无线传输单元包括无线发送模块和无线接收模块，所述无线发送模块用于将数据采集单元采集的各种基础数据进行发送，所述无线接收模块用于接收各种基础数据并传输到数据处理单元；所述数据处理单元包括数据服务器和显示器，所述数据服务器用于对无线接收模块传输的各种基础数据进行数字校正后，根据质量平衡法计算出主蒸汽管道蒸汽流量的计算值并与主蒸汽流量计自身流量示值进行比对分析，当主蒸汽流量的计算值与示值的相对误差超出设定限值范围时，对相应参数进行突出显示并进行报警提示，并结合主蒸汽流量计历史数据评估分析给出该主蒸汽流量计性能下降或不准确的概率，且在主蒸汽流量计的量程或常用计量范...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗林聪，王刚，邢鑫，朱君，
申请(专利权)人：重庆市计量质量检测研究院，
类型：新型
国别省市：重庆,50