流量計(jì)量系統(tǒng)供需雙方不同流量示值的實(shí)例探討

王小健 劉業(yè)娟

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流量計(jì)量系統(tǒng)供需雙方不同流量示值的實(shí)例探討

王小健 劉業(yè)娟

上海科洋科技股份有限公司 （上海 200120）

供需雙方兩臺(tái)合格的流量計(jì)安裝在同一管路系統(tǒng)上但示值不一致的現(xiàn)象是個(gè)棘手的問(wèn)題，因?yàn)樯婕暗闹R(shí)面太寬，需要深入分析。列舉了幾個(gè)不同實(shí)例，找出存在的問(wèn)題、分析原因并提出解決方案。

渦街流量計(jì) 電磁流量計(jì) 孔板流量計(jì) 不同顯示值 小信號(hào)

0 前言

供需雙方兩臺(tái)合格流量計(jì)安裝在同一管路系統(tǒng)上，但示值不一致。盡管兩只流量計(jì)安裝位置不同，工藝管路及參數(shù)有變化，但因在同一管路系統(tǒng)，從物料平衡上講，其進(jìn)料與出料的質(zhì)量流量應(yīng)該是一致的。從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例分析得知，該問(wèn)題主要涉及儀表選型是否合適、量程是否合適，特別是儀表選型后參數(shù)設(shè)置是否合理、補(bǔ)償是否合理，還包括小信號(hào)切除是否合適。

下面探討幾個(gè)實(shí)例[1]。

1 兩臺(tái)渦街流量計(jì)在小流量時(shí)相差30%

1.1 存在的問(wèn)題

云南某煙草公司的動(dòng)力廠鍋爐房向制煙廠提供1.6MPa蒸汽，管線長(zhǎng)500m,供方安裝了一套E+H公司DN200渦街流量計(jì)，需方安裝了一套橫河DY150，在瞬時(shí)流量大于5t/h時(shí)，兩套表的示值相符，但經(jīng)常運(yùn)行在5t/h以下時(shí)，一星期的統(tǒng)計(jì)值差30%。

1.2 原因分析

渦街流量計(jì)是常用儀表[2]。該流量計(jì)品牌不錯(cuò)，而且在流速較高時(shí)兩套表的計(jì)量結(jié)果相符，這表明儀表有關(guān)數(shù)據(jù)的設(shè)置也是正確的。經(jīng)查閱，DN200渦街流量計(jì)在1.6MPa時(shí)最小可測(cè)量流量為3.4t/h，根據(jù)上面提供的流量數(shù)據(jù)分析，在低流量用氣時(shí)，DN200流量計(jì)很可能已經(jīng)進(jìn)入了小信號(hào)切除區(qū)，所以供方流量計(jì)計(jì)量結(jié)果偏低。

1.3 解決方法

本案例中供方流量計(jì)計(jì)量結(jié)果偏低的原因是小信號(hào)切除。當(dāng)流量小于3.4t/h時(shí)信號(hào)都被切除掉了。解決小信號(hào)切除的方法有：（1）更換更小的通徑，如在1.6MPa的條件下，橫河DN100通徑的DY100型流量計(jì)，飽和蒸汽的最大可測(cè)流量達(dá)到16.5t/h，這樣在低流量用汽時(shí)，不至于進(jìn)入小信號(hào)切除區(qū)而測(cè)不出流量。（2）調(diào)小儀表的小信號(hào)切除值。以DY型渦街流量計(jì)為例，儀表出廠前已按訂貨咨詢單所提供的數(shù)據(jù)設(shè)置了小信號(hào)切除值，該值就是產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中所承諾的最小流量。如果安裝該臺(tái)儀表的現(xiàn)場(chǎng)無(wú)明顯振動(dòng)，可將此切除值調(diào)小，一般可達(dá)到出廠設(shè)定值的1/2。在測(cè)量蒸汽流量時(shí)，該值與表內(nèi)所設(shè)定的蒸汽密度值有關(guān)，將密度設(shè)定值適當(dāng)減小，可使儀表的允許切除值進(jìn)一步減小。但要注意，小信號(hào)切除值設(shè)定得太小，在管道振動(dòng)時(shí)，容易出現(xiàn)“無(wú)中生有”的現(xiàn)象，所以應(yīng)適可而止。另外如將密度值自行調(diào)小時(shí)，一般不宜使用渦街流量計(jì)的模擬輸出，因?yàn)樗c密度有關(guān)，可使用與密度無(wú)關(guān)的脈沖輸出。

2 兩臺(tái)鹽水計(jì)量電磁流量計(jì)示值相差懸殊

2.1 存在的問(wèn)題

電磁流量計(jì)有多種形式[3]，某氯堿廠的鹽水車(chē)間將鹽水用泵打到電解車(chē)間，發(fā)送方和接收方各安裝一套智能電磁流量計(jì)計(jì)量，如圖1所示。流量計(jì)型號(hào)規(guī)格相同，但所計(jì)各批發(fā)料總量卻相差很多，發(fā)送方比接收方高5%以上，大大超過(guò)電磁流量計(jì)允許誤差范圍。

2.2 原因分析

供應(yīng)商代表察看了工藝流程和儀表的安裝后，發(fā)現(xiàn)這是一個(gè)批量發(fā)料過(guò)程。一批鹽水發(fā)送完畢后，離心泵停止運(yùn)行，但管架上輸送鹽水的管道內(nèi)殘存的鹽水返回儲(chǔ)槽，驅(qū)動(dòng)離心泵反向旋轉(zhuǎn)。發(fā)送方電磁流量計(jì)也有相應(yīng)的流量顯示。

兩臺(tái)表的內(nèi)部設(shè)置都是顯示正向總量。

經(jīng)查，發(fā)送方電磁流量計(jì)內(nèi)存有三個(gè)總量數(shù)據(jù)，即正向流量總量QD、反向流量總量QR和正反向總量之差Q。接收方顯示的總量與發(fā)送方顯示的總量差Q相符。所以，將發(fā)送方電磁流量計(jì)總量顯示內(nèi)容改為總量差，問(wèn)題將得以解決。

2.3 解決方法

將發(fā)送方總量顯示修改為正反向總量差，這是與邏輯關(guān)系相符的，因?yàn)榱鬟^(guò)發(fā)送方流量計(jì)的正向流量并未全部送到了接收方，其中一部分又返回儲(chǔ)槽。所以，在減去返回總量之后，才是送到接收方的總量。

接收方流量計(jì)由于不存在反向流，所以其顯示的正向流量總量就是接收到的總量。

2.4 重視問(wèn)題的普遍性

在液體產(chǎn)品批量發(fā)料裝車(chē)系統(tǒng)中，常常遇到與本案例相似的情況，尤其是一天中的第一車(chē)，實(shí)際裝入容器的液體量比流量計(jì)顯示的總量少得多，這是因?yàn)橐归g停止作業(yè)時(shí)，輸送管內(nèi)的液體經(jīng)止回閥漏回大槽。

3 渦街流量計(jì)示值比孔板流量計(jì)示值低30%

3.1 存在的問(wèn)題

江蘇江陰某熱電公司與用戶之間為流量計(jì)量問(wèn)題發(fā)生糾紛。

供方在管的上游安裝了一套孔板流量計(jì)，作為收費(fèi)計(jì)量手段，用戶在下游安裝了一臺(tái)江蘇某廠生產(chǎn)的渦街流量計(jì)，作為監(jiān)督計(jì)量手段。前后兩套儀表均經(jīng)當(dāng)?shù)赜?jì)量機(jī)構(gòu)檢定合格。儀表運(yùn)行兩年以來(lái)，總是上游儀表計(jì)得多，下游儀表計(jì)得少，下游儀表計(jì)量總量只有上游儀表的70%左右。兩臺(tái)表之間距離只有幾十米。蒸汽的供需方流量不一致是大家很關(guān)心的問(wèn)題。

供方提出，需方認(rèn)為下游的渦街流量計(jì)準(zhǔn)確，上游的孔板流量計(jì)不準(zhǔn)，雙方要搞清楚究竟哪個(gè)準(zhǔn)確。

雙方同意，客戶在同一根管道上另外安裝一套孔板流量計(jì)和一套DY型渦街流量計(jì)，如圖2所示，來(lái)證明究竟是孔板流量計(jì)準(zhǔn)確還是渦街流量計(jì)準(zhǔn)確。

3.2 原因分析

（1）量差原因估計(jì)

初步估計(jì)上下游儀表計(jì)量差是由所安裝的渦街流量計(jì)品質(zhì)欠佳引發(fā)的。但在沒(méi)有充分的證據(jù)之前，不能作此結(jié)論。

（2）對(duì)新增的（一根管道上）兩套儀表的要求

①新增孔板流量計(jì)和渦街流量計(jì)各一套，每套儀表均應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

②每套儀表均經(jīng)政府授權(quán)機(jī)構(gòu)計(jì)量檢定合格，其中孔板流量計(jì)經(jīng)實(shí)流檢定合格。

③同一根管道上新增的兩套儀表在瞬時(shí)流量不小于滿量程流量20%的考核條件下，24h計(jì)量結(jié)果相互之間的量差不大于3%。

④對(duì)新增的兩套儀表與原有的兩套儀表之間的誤差多少不作要求。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果

（1）新增的兩套儀表相互之間的計(jì)量誤差

新增兩套流量計(jì)投入運(yùn)行后，從一星期的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，每天的計(jì)量誤差均小于示值的2%。

（2）原有的孔板流量計(jì)計(jì)量結(jié)果與新增的兩套儀表基本相符。

3.4 討論

（1）關(guān)于誰(shuí)是誰(shuí)非問(wèn)題

關(guān)于提問(wèn)者急于知道的誰(shuí)是誰(shuí)非問(wèn)題，結(jié)論是明確的。原有兩套表中，孔板流量計(jì)示值是準(zhǔn)確的，而渦街流量計(jì)示值偏低。

（2）關(guān)于孔板流量計(jì)和渦街流量計(jì)哪一種更好的問(wèn)題

本案例表明，蒸汽質(zhì)量流量用孔板流量計(jì)測(cè)量和用渦街流量計(jì)測(cè)量，都能得到較準(zhǔn)確的結(jié)果，都能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB17167—2006的要求。

（3）原有的兩套流量計(jì)檢定均合格但計(jì)量結(jié)果差異大

目前，渦街流量計(jì)的流量系數(shù)一般是在水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上標(biāo)定得到的。按照渦街流量計(jì)的原理，在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，渦街流量計(jì)的流量系數(shù)不受流體物性（密度、黏度）和組成的影響，即儀表系數(shù)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀和幾何尺寸有關(guān)[4]。因此，渦街流量計(jì)用水標(biāo)定得到的流量系數(shù)，在儀表用來(lái)測(cè)量氣體和蒸汽時(shí)使用也是對(duì)的。

但是，用水標(biāo)定時(shí)，流速最高只有10m/s，而使用時(shí)，氣體、蒸汽的流速卻要大大超過(guò)10m/s。國(guó)外有些品牌的渦街流量計(jì)承諾，80m/s的流速仍能保證準(zhǔn)確度，但國(guó)產(chǎn)品質(zhì)欠佳的渦街流量計(jì)，流速大于40m/s時(shí)已產(chǎn)生明顯的“漏脈沖”現(xiàn)象，流速越高，“漏脈沖”現(xiàn)象越嚴(yán)重。本例中的原有渦街流量計(jì)用來(lái)測(cè)量蒸汽流量時(shí)出現(xiàn)示值嚴(yán)重偏低的原因，應(yīng)該是由于流速高時(shí)的“漏脈沖”性質(zhì)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)代智能儀表的發(fā)展，數(shù)字時(shí)代的進(jìn)入，儀表功能越來(lái)越豐富、越來(lái)越寬，但對(duì)自控人員的要求亦越來(lái)越高，不僅要了解工藝要求，而且還要考慮儀表選型后參數(shù)設(shè)置的合理性。所以在工程設(shè)計(jì)中，流量?jī)x表在選用時(shí)不僅要考慮適用性、價(jià)格等因素，而且要考慮儀表的精度、小信號(hào)切除等工程實(shí)際問(wèn)題，盡可能地提高流量測(cè)量準(zhǔn)確性[5]。

[1] 紀(jì)綱,紀(jì)波峰.流量測(cè)量系統(tǒng)遠(yuǎn)程診斷集錦[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2012.

[2] 姜仲霞,姜川濤,劉桂芳.渦街流量計(jì)[M].北京:中國(guó)石化出版社.2006.

[3] 周人,何衍慶.流量測(cè)量和控制實(shí)用手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2013.

[4] GB/T2624-2006.用安裝在圓形截面管道中的差壓裝置測(cè)量滿管液體流量[S].

[5] 邱宣振主編.工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè)[M].北京:國(guó)際科教文出版社.2004.

Discussi on onthe Inconsistent Flow Display Values of Supplier and User in a Flow Measuring System

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The inconsistent values shown on the two qualified flow meters installed on the same pipeline(one from the supplier and the other from the user side)is a tough problem,an in-depth study is required due to the wide range of knowledge involved.Enumerates several examples,introduces the existing problems,analyzes the causes and poses the solutions.

Vortex flow meter; Electromagnetic flow meter; Orificeplate flow meter;Inconsistent display values; Small signal

TH 814

2014年3月

王小健 男 1987年生 2010年獲得合肥學(xué)院電子信息工程專業(yè)學(xué)士學(xué)位 現(xiàn)從事石油化工自控設(shè)計(jì)工作