[发明专利]一种大管径大流量测量系统及方法

说明书

本发明提供一种大管径大流量测量系统及方法，包括主管道、进、出口与主管道连接的支管道以及超声波流量计，所述超声波流量计的安装位置处于主管道与支管道入口三通中心线距离≥7d处，并处于主管道与支管道出口三通中心线距离≥3d处；本发明通过平行于主管道轴心线增加一路旁路支管，利用经过校验的高精度超声波流量计对支管道流量进行测量，结合数值模拟方法计算得到不同工况下支管道流量与主管道流量的比例系数，从而间接测量得到主管道流量。

技术领域

本发明属于管道内工质流量测量技术领域，具体涉及一种大管径大流量测量系统及方法。

背景技术

随着测量技术的不断进步，在管道内工质流量测量领域，测量精度相较于上世纪已经有了很大的提高。其中，发展的高精度质量流量计，测量精度可达到±0.5％；高精度超声波流量计，理论测量精度同样可以达到±0.5％。与传统的差压式流量计如孔板、ISA1932标准喷嘴、长径喷嘴等相比，精度有了显著提高。

然而，大管径大流量的测量依然是流量测量领域的难题，主要原因在于应用于大管径大流量测量的流量计校验存在困难。目前，国内尚无直径大于1.5m，流量大于20000m³/h的流量校验试验平台，无法为流量计进行有效校验或标定。流量计在应用前没有经过校验或标定，直接导致实际应用中测量不确定度显著偏大。国内具有国家级校验资质的流量标定实验室，一般只能针对管径不大于600mm，在流量不大于2000m³/h的范围内进行校验、标定。

工程实践表明，针对管径大于1.5m，流量大于20000m³/h的流量测量，实际测量精度一般均达不到±2.0％满足JJF 1358-2012液体超声波流量计校准规范。

然而，大管径大流量工质的测量，对于工业生产的系统安全及效能评价具有重要意义。因此，探索、发展一种低成本、高精度的大管径大流量测量系统及方法，在工业实践中具有很强的实用价值。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种大管径大流量测量系统及方法，通过平行于主管道轴心线增加一路旁路支管，利用经过校验的高精度超声波流量计对支管道流量进行测量，结合数值模拟方法计算得到不同工况下支管道流量与主管道流量的比例系数，从而间接测量得到主管道流量。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种大管径大流量测量系统，包括主管道1、支管道2以及超声波流量计3，所述支管道2与主管道1并行设置，其进出口采用“U”型连接方式连接至主管道1上，所述超声波流量计3的安装位置处于主管道1与支管道2入口开孔心线距离≥7d处，并处于主管道1与支管道2出口三通中心线距离≥3d处，避免由于管道接出、接入弯头对管道内流动存在的干扰；在管道外边面安装；d是支管道2的管径；

所述主管道1的直径为大管径，管径D≥1000mm；流动工质为气态或液态。

所述支管道2的整个支管道中心线在同一平面，并与主管道1的中心线也在同一平面；支管道2具有一段直管段，该直管段中心线与主管道1中心线平行，直管段长度l₂不小于主管道1管径D的7倍长度。

所述的超声波流量计3测量精度为±0.5％，管径适用范围为100mm～600mm；超声波流量计3的校验精度满足设计要求，校验中实验室所使用的管道直径为D₀。

所述的支管道2管径d与超声波流量计3校验中所使用的管道直径D₀尺寸相同。

一种大管径大流量测量系统的测量方法，包括以下步骤；