污水流量计如何实现在线比对和校准

污水流量计的在线标准,其校准条件(即流体物性、操作条件、安装和环境条件)通常是在与现场实际使用条件充分一致的情况下进行的。常用方法如图1所示。


1.1流量标准装置法
　本方法首先在能源工业探索实践,当前已在原油和天燃气的贸易交接计量中普遍应用,例如原油交接计量基本上实现在现场用基地式或移动式标准体积管校准;天然气交接计量采用临界流文丘里喷嘴(音速喷嘴)在线校准。
流量仪表在线比对所采用的方法,大体上和流量标准装置法在线校准相似,有容器衡器比对法、参比流量计比对法和外夹装换能器超声流量计比对法等。
1.2示踪法
　示踪法在线校准流量仪表技术在国际上已相当成熟,早在上世纪70年代就颁发了国际标准ISO2975-(1~7)《封闭管道中水流量测量-示踪法》和ISO4053-(1、4)《封闭管道中气体流量测量-示踪法》,其工作原理有两类:一是恒速注入法(也称稀释法);二是瞬时注入示踪剂的传输时间法。传输时间示踪法也可使用在明渠流、非满管流或疑有沉淀物满管流的流量校准。传输法测量满管流液体,在良好条件下有望得到015％的测量准确度,测量气体为017％。
上世纪80年代,江都水利工程管理处和武汉水利电力学院利用稀释法(食盐浓度)校准DN116~3M水泵进水流道差压流量测量的系数。四个泵站实测结果表明流量极限误差一般在215％~4％之间。
　翔盛仪表发布用传输时间示踪法校准700余台测量污水满管和非满管污水流量计、明渠文丘里流槽的报告。美国Kurz公司在技术交流会上称:用SF6示踪剂校准测量烟道排放气的金氏定律热式流量计的流量。
1.3速度面积法
　本法也是在线校准的经典方法,亦有国际标准可咨遵循,有ISO3354《封闭管道中清洁水流量测量-在满道中和规则流动条件下采用流速计的速度面积法》和ISO3966《封闭管道中流体流量测量-采用皮托静压管的速度-面积法》。
上世纪60年代日本就曾在水电站现场用流速仪13个测量点,校准DN1000大管径污水流量计。日本当时还没有具备符合要求的大型水流标准装置。江都泵站曾按ISO标准规定位置布置26台流速计,测量大型水泵315mx115m矩形出水流道平均流速,以校准用差压法测量泵进水道差压的流出系数,测量流速在112~113M/s之间。期间还用食盐浓度法校准流速计面积法,在实验过程中再用食盐浓度法复核流速计面积法的数据。量值传递流程如图所示。

在线验证
　当在线校准和比对两种方法都不能实施时,只能退而采用在线验证,其方法大体上有:物料平衡法、热量平衡法、设备能力估算法和其他参量评估法等。
2.1物料平衡法
　本方法是利用测量系统中流入系统各流量计所测流量值的总和与流出系统各流量计测量值的总和相等,或其差值在合理范围内。例如应用于工程交工验收时验证相关流量计测量结果,水厂出水总管流量和各输送分管总和之间的验证。
2.2热量平衡法
　将与被测流量相关联的数据代入热量平衡方程式,计算出流量理论值,以验证流量测量值。例如锅炉除氧器蒸汽消耗量以进水流量和水升高温度,以热量平衡计算验之。
2.3设备能力估算法
　根据相关设备能力估算流量的一种方法。例如供水企业测量输水泵扬程,按泵的扬程-流量(h-q)特征估算输水量。
2.4其他参量评估法
　本方法是在检验污水流量计流量信号以外其他流量测量要素的参量,是否仍保持在原校准流量时的允许范围内,评估验证所测流量的准确性。如下文两节所述检验污水流量计的磁场强度和测量超声流量计的声速。