多声道超声流量计在大口径低流速双向流管道测量中的应用.docx

1、仪器仪表与应用石油化工白动化.2005.579AUTOMATIONINPETROCHEMICALINDUSTRY多声道超声流量计在大口径低流速双向流管道测量中的应用李力。张琳2（1.中国石化集团宁波工程有限公司.浙江宁波315207,2.中国石化工程建设公司，北京100101）摘要：介绍了取得多国专利的韩国昌民技术有限公司的多声道超声流*计的原理、特点、应用范图以及主耍技术参故：该流聚计在市政水源厂、污水厂、石化炼油厂的大口径低流速、双向浪的管道流量计量中已成功应用.关词：多声道超声StItit；干式标定；传播时间差法；现场热开孔中图分类号:TPTH814文献标识码：B文章编号:1007732

2、4（2005）050079-02韩国昌民技术有限公司在不断研究和积累技术的基础上与韩国标准研究院联合开发制造出多声道超声波流量计和液位计。自1994年以来，已在中国、日本、美国、加拿大、德国、俄罗斯和韩国取得了64项国际专利。昌民技术的多声道超声波流量计投放市场以来它独到的特点得到了广大用户的认可。产品在韩国占有65%以上的市场份额。该产品已获得韩国总统奖，韩国新技术奖，韩国产业资源部奖及优质产品证书。并于2003年5月获得韩国政府颁发的世界名牌产品奖。北京昌民技术有限公司是韩国昌民技术株式会社和北京京仪海福尔自动化仪表有限公司（原北京自动化仪表四厂）共同出资兴建的中韩合资企业。公司依托韩国昌

3、民株式会社的高新技术制造多声道超声波流鼠计和液位计。同时公司被北京市科学技术委员会批准为高新技术企业。从2003年公司成立至今，两年来“多声道超声流最计”系列产品均取得计最器具形式批准证书，投放到中国市场以来，已广泛应用于城镇给排水、工业用水及冷却循环水、石化企业及油田、钢铁企业。特别适用于管道大口径，低流速流体的测址（其他多种流量仪表遇介质低流速时测不出流量，无法使用），使用方为经济核算要求精细测量瞬时量和累计最，顺流和逆流量测量精度均需达标（1.0级，0.75级，0.5级，0.25级，0.2级.0.15级），流量数据长期稳定可靠。UR-1000系列多声道超声流量计有数百套已被广泛应用。1U

4、R-1000系列多声道超声流计简介1.1多声道超声流量计全系列该系列流量计不同规格所对应的应用场合如下。1）UR-1000（UR-EX1000）适用于自来水、工业用水、冷却循环水、软化水、污水、饮料；2）URO-EX1000用于原油、成品油、食用油；3）UR-1010（非满管型）用于给、排水系统；4）UR-2OOO（明渠型）用于河渠、涵洞；5）URG-1000用于天然气、煤气、空气。1. 2产品特点测昴准确度高；双向计最；低流速性好；不断流在线安装，干式标定技术；压力损失小；测量范围大;适用范围广，上下游直管段短；换能器清洗方便;冗余技术和自诊断技术；压力或温度信号可一同变送、二次仪表显示，具

5、有RTU功能及储存功能。1. 3时差法和多声道超声流量计原理1）时差法超声流最计原理。通过传播时间差法测最超声波脉冲传播时间差得出介质流速的速度式流最计。2）多声道超声流量计基本原理。把各声道水平布置，测得流体横截面流速分布函数，引入微积分概念，采用函数差值法，实现多声道测最，通过对截面面积分布和流速分布对应的二重积分计算，使测量误差最小化，详见参考文献口。1.4具有国际专利的非实流标定技术（干标）干式标定（间接标定）是将影响测量结果的几收稿日期,2005-05-26作者简介：李力（1957-）.女，甘肃临潭人,1983年毕业于甘束电视大学电子专业.现在中石化宁波工程公司电控室从事自控工程设计

6、工作.工程师，普担任多个项目负责人；张琳（1936-）,男.河北石家庄人.1961年毕业于北京石油学院臼动化系仪衰专业，工作于中国石化工程建设公司，仪表自控专业高级工程师，任中国石油和石化工程研究会研究员,兼任中国仪器仪表学会科技评估部顾何.何参数、截面（断面）参数、时间参数及积分演算等因素进行实测和量化处理，将各种因素影响下的偏差进行合成得到流量计的测量不确定度，这种间接标定流量计不确定的方法，称为干式检定技术。干式检定可在不停流的情况下在线对流最计的测量不确定度进行标定。目前，国家级超声流量计检定规程正在由国家计量院编写，将在不长的时间内正式出台。1.5现场热开孔式安装5声道接触式测量，不

7、受管壁厚度及管壁结垢影响；安装时现场管道不需要断水，可带水带压作业；施工周期短，安装安全可靠，维修维护方便。2典型应用1在北京自来水第八水厂的应用北京孙河加压站接收的是北京顺义潮白河的供水，由于水源地下水位逐年下降，供水能力由48X104n?减少到目前的32X104rr?左右，来自加压站DN1400,DN2000水管流速为0.51m/s0当供水不足时，管道内介质的流速小于0.45m/se过去曾安装外夹式超声流最计，因计量数据不稳定，准确度误差较大，受干扰情况严重，仅使用不到一年被迫停用。后经调查和对比，该加压站先后在DN2000和DN1400的管线上在不断水状态下安装了UR-1000型5声道超

8、声流量计2台。仪表精度为±0.5%,低流速（20.03m/s）时可测量。经过20个月的使用，现场采用了体积法实测对比。该仪表达到了计量精度要求，解决了测量管道中低流速无法计量的难题。日常计量应用仪表稳定性、重复性好。被用户高兴地肯定为“全功能计量仪表为后续高效管理提供了可靠数据。相继又为该厂自来水出口管线上安装了DN1400的3台5声道UR-1000型超声流虽计，低流速送出量测最精度准确、重复性稳定可靠。该站将实际消耗量除掉，达到出入口计最数据基本平衡（误差在1%之内），为经济核算节能效益提供了可靠数据，如图1所示。2.2在天津大港炼油厂的应用图1北京自来水八厂应用示图2004年9月

9、，大港炼油厂新鲜水进厂供水管DN400选装了UR-EX1000型5声道超声流虽计1台。作为新鲜水的监督表使用，流量计测M精度士0.5%,使用至今仪表精度准确，运行稳定正常。该厂计量中心认为该声道超声流量计是大港炼油厂应用多种进口流量仪表当中最准确最感定的仪表，为计量核算提供了可靠数据，如图2所示。图2天津大港炼油厂应用示图2.3在石家庄妹油厂的应用2004年12月底，在石家庄炼油厂加氢装置循环水管线的进口和出口各安装1台DN500UR-EX1000防爆型多声道超声流量计，防爆等级为C型，测量精度达士0.2%,进出口2台控制器显示表并排安装（入口总S：557577t,瞬时流量：1719.2t/h

10、,流速：2.273m/s；出口总量：556509t,瞬时流量718.0t/h,流速：2.265m/s）,观察对比一目了然，使用至今计最准确运行稳定可靠，加强了成本经济核算，提高了管理水平。2. 4在华北油田（原油外输）的应用2001年9月在华北油田蒙一站安装UROEX100。防爆型多声道超声流量计（DN150）,替代了以前用的2台口径为150mm的齿轮流量计，计虽精度由原来的0.5级提高到0.2级，减少了外输误差，该站每天的外输量约5000nf,减少外输误差15m3/d）,经长期使用，用户认为从准确度、可靠性、维护量、安全性等方面均优于以前使用的齿轮流量计。2.5在中原乙烯厂的应用2005年4

11、月在该厂裂解炉装置急冷油DN300管道上安装1台UROEXIOOO多声道超声流量计，防爆等级为B级，高温（-20-190-C）测量，目前运行稳定可靠，受到用户好评。3结束语依托韩国昌民技术研发、生产的多声道超声流量计逐步被广大用户接受。北京昌民技术有限公司以客户满意为宗旨，提供专业规范的全方位服务。为适应中国市场需要，大力支持中国现代化建设，该公司成立两年后，韩国昌民公司的技术研发（下转第82页）848T的8个输入通道，显示测徵值和报警信息等内容；差值转换块4个，用来显示每两个通道输入的差值。图2848T到中控室的示意图848T软件组态分两步：第1步是通道组态，在Deltavexplore中H

12、）卡的Portl或Port2下，添加新的总线设备848T,定义设备的地址，一条线上设备的地址不能重复。再根据已安装848T的ID号，对848T进行定义（Commission）e然后进行通道组态来定义传感器类型、工程单位、阻尼等，使其与现场的实物对应。组态完毕后对Hi卡和848T下装，在DeltaVexplore中就可看到现场测量温度值、848T的本体温度和报警等信息.第2步是进行功能块组态（AlMAI）,要在操作画面中显示温度，进行操作，还需要在DeltaVControlStudio中组态MAI和AL在MAI中把已组态好的848T的8个通道分别分配到它的8个输出中。在AI中要引用MAI的“OU

13、T18"值，来灵活定义各个温度参数的标准模板，以方便操作。主要是针对工艺要求对温度的最程、精确度、报警值设定，组态完毕后再下装。4调校与使用848T在开车投运前，要进行系统整体联校，用电阻箱或信号发生器，在现场848T端进行。分度号、般程要与现场温度检测仪表对应。接线时要注意热电偶和热电阻的区别。其他的按照温度校验的有关标准进行。在联校的过程中，在改变校验通道后，该通道的校验值应随信号发生器的值改变，但如果DCS±的示值不变或报警或报错，这可能是DCS软件组态时造成的，或者现场更换848T时造成的。为了避免以上问题的发生，要注意以下（上接第80页）部已于2004年年底迁入中

14、国北京。为中国用户的各种特殊需要作专门的服务；为降低成本（逐步减价）和服务方便及时，于2005年初再次加大资本投入，逐步扩大，在中国（北京大兴工业开发区生产基地）加工制造该系列仪表的主要零部件，并不断发展专门的技术服务队伍。愿为中国的跨世纪工程两点。1）在改变848T的组态时，必须先把STB的模式由“AUTO"切到“OUTofService"状态；修改完毕后再由“OUTofService*,切到“AUTO”状态。2）在使用过程中更换848T时，要先把848T“Descommision”下装后再卸掉。然后把新848T装上后再将其-Commission”，下装后进行组态投入运行

15、。该装置中除了参与联锁控制口外，所有的温度检测点都使用了现场总线仪表温度传感器涉及到的类型较全。比较典型的有气化炉炉膛热电偶（B型），氨合成的合成塔测温热电偶（K型）等，其他有温度较低的为Pt100的热电阻。目前已投运的70多台848T运行良好。5结束语该公司现场总线技术及其仪表848T的使用是成功的，尽管仅限于温度检测方面，但其使用规模是较大的，积累了使用FF总线技术的经验。它使用方便，热电阻和不同分度号的热电偶可任意混合使用。848T的使用，显著降低了系统采购成本，初步估算可节省约30km电缆，其中含有补偿电缆。同时也大大减少了施工安装和调试费用，加快了工程进度。另外，节省了中央控制室的面积。存在的问题：由于目前所用卡不能实现冗余，对一些重要的控制回路及参与联锁（在DCS中实现）的参数，不能进入总线系统。所以，参与联锁和控制的温度检测点，仍然