王小健 劉業(yè)娟

上?？蒲罂萍脊煞萦邢薰?（上海 200120）

流量計量系統(tǒng)供需雙方不同流量示值的實例探討

王小健 劉業(yè)娟

上?？蒲罂萍脊煞萦邢薰?（上海 200120）

供需雙方兩臺合格的流量計安裝在同一管路系統(tǒng)上但示值不一致的現(xiàn)象是個棘手的問題，因為涉及的知識面太寬，需要深入分析。列舉了幾個不同實例，找出存在的問題、分析原因并提出解決方案。

渦街流量計 電磁流量計 孔板流量計 不同顯示值 小信號

0 前言

供需雙方兩臺合格流量計安裝在同一管路系統(tǒng)上，但示值不一致。盡管兩只流量計安裝位置不同，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，其進料與出料的質(zhì)量流量應(yīng)該是一致的。從現(xiàn)場實例分析得知，該問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、補償是否合理，還包括小信號切除是否合適。

下面探討幾個實例[1]。

1 兩臺渦街流量計在小流量時相差30%

1.1 存在的問題

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

1.2 原因分析

渦街流量計是常用儀表[2]。該流量計品牌不錯，而且在流速較高時兩套表的計量結(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渦街流量計在1.6MPa時最小可測量流量為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，DN200流量計很可能已經(jīng)進入了小信號切除區(qū)，所以供方流量計計量結(jié)果偏低。

1.3 解決方法

本案例中供方流量計計量結(jié)果偏低的原因是小信號切除。當流量小于3.4t/h時信號都被切除掉了。解決小信號切除的方法有：（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，飽和蒸汽的最大可測流量達到16.5t/h，這樣在低流量用汽時，不至于進入小信號切除區(qū)而測不出流量。（2）調(diào)小儀表的小信號切除值。以DY型渦街流量計為例，儀表出廠前已按訂貨咨詢單所提供的數(shù)據(jù)設(shè)置了小信號切除值，該值就是產(chǎn)品說明書中所承諾的最小流量。如果安裝該臺儀表的現(xiàn)場無明顯振動，可將此切除值調(diào)小，一般可達到出廠設(shè)定值的1/2。在測量蒸汽流量時，該值與表內(nèi)所設(shè)定的蒸汽密度值有關(guān)，將密度設(shè)定值適當減小，可使儀表的允許切除值進一步減小。但要注意，小信號切除值設(shè)定得太小，在管道振動時，容易出現(xiàn)“無中生有”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，一般不宜使用渦街流量計的模擬輸出，因為它與密度有關(guān)，可使用與密度無關(guān)的脈沖輸出。

2 兩臺鹽水計量電磁流量計示值相差懸殊

2.1 存在的問題

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

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)這是一個批量發(fā)料過程。一批鹽水發(fā)送完畢后，離心泵停止運行，但管架上輸送鹽水的管道內(nèi)殘存的鹽水返回儲槽，驅(qū)動離心泵反向旋轉(zhuǎn)。發(fā)送方電磁流量計也有相應(yīng)的流量顯示。

兩臺表的內(nèi)部設(shè)置都是顯示正向總量。

經(jīng)查，發(fā)送方電磁流量計內(nèi)存有三個總量數(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)送方電磁流量計總量顯示內(nèi)容改為總量差，問題將得以解決。

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，因為流過發(fā)送方流量計的正向流量并未全部送到了接收方，其中一部分又返回儲槽。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 重視問題的普遍性

在液體產(chǎn)品批量發(fā)料裝車系統(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，實際裝入容器的液體量比流量計顯示的總量少得多，這是因為夜間停止作業(yè)時，輸送管內(nèi)的液體經(jīng)止回閥漏回大槽。

3 渦街流量計示值比孔板流量計示值低30%

3.1 存在的問題

江蘇江陰某熱電公司與用戶之間為流量計量問題發(fā)生糾紛。

供方在管的上游安裝了一套孔板流量計，作為收費計量手段，用戶在下游安裝了一臺江蘇某廠生產(chǎn)的渦街流量計，作為監(jiān)督計量手段。前后兩套儀表均經(jīng)當?shù)赜嬃繖C構(gòu)檢定合格。儀表運行兩年以來，總是上游儀表計得多，下游儀表計得少，下游儀表計量總量只有上游儀表的70%左右。兩臺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)心的問題。

供方提出，需方認為下游的渦街流量計準確，上游的孔板流量計不準，雙方要搞清楚究竟哪個準確。

雙方同意，客戶在同一根管道上另外安裝一套孔板流量計和一套DY型渦街流量計，如圖2所示，來證明究竟是孔板流量計準確還是渦街流量計準確。

3.2 原因分析

（1）量差原因估計

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

（2）對新增的（一根管道上）兩套儀表的要求

①新增孔板流量計和渦街流量計各一套，每套儀表均應(yīng)符合國家標準或行業(yè)標準。

②每套儀表均經(jīng)政府授權(quán)機構(gòu)計量檢定合格，其中孔板流量計經(jīng)實流檢定合格。

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

④對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)場實測結(jié)果

（1）新增的兩套儀表相互之間的計量誤差

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

（2）原有的孔板流量計計量結(jié)果與新增的兩套儀表基本相符。

3.4 討論

（1）關(guān)于誰是誰非問題

關(guān)于提問者急于知道的誰是誰非問題，結(jié)論是明確的。原有兩套表中，孔板流量計示值是準確的，而渦街流量計示值偏低。

（2）關(guān)于孔板流量計和渦街流量計哪一種更好的問題

本案例表明，蒸汽質(zhì)量流量用孔板流量計測量和用渦街流量計測量，都能得到較準確的結(jié)果，都能滿足國家標準GB17167—2006的要求。

（3）原有的兩套流量計檢定均合格但計量結(jié)果差異大

目前，渦街流量計的流量系數(shù)一般是在水流量標準裝置上標定得到的。按照渦街流量計的原理，在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，渦街流量計的流量系數(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，渦街流量計用水標定得到的流量系數(shù)，在儀表用來測量氣體和蒸汽時使用也是對的。

但是，用水標定時，流速最高只有10m/s，而使用時，氣體、蒸汽的流速卻要大大超過10m/s。國外有些品牌的渦街流量計承諾，80m/s的流速仍能保證準確度，但國產(chǎn)品質(zhì)欠佳的渦街流量計，流速大于40m/s時已產(chǎn)生明顯的“漏脈沖”現(xiàn)象，流速越高，“漏脈沖”現(xiàn)象越嚴重。本例中的原有渦街流量計用來測量蒸汽流量時出現(xiàn)示值嚴重偏低的原因，應(yīng)該是由于流速高時的“漏脈沖”性質(zhì)。

4 結(jié)語

隨著現(xiàn)代智能儀表的發(fā)展，數(shù)字時代的進入，儀表功能越來越豐富、越來越寬，但對自控人員的要求亦越來越高，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)計中，流量儀表在選用時不僅要考慮適用性、價格等因素，而且要考慮儀表的精度、小信號切除等工程實際問題，盡可能地提高流量測量準確性[5]。

[1] 紀綱,紀波峰.流量測量系統(tǒng)遠程診斷集錦[M].北京:化學工業(yè)出版社.2012.

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

[3] 周人,何衍慶.流量測量和控制實用手冊[M].北京:化學工業(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量滿管液體流量[S].

[5] 邱宣振主編.工程自動化設(shè)計應(yīng)用手冊[M].北京:國際科教文出版社.2004.

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

Wang Xiaojian Liu Yejuan

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年獲得合肥學院電子信息工程專業(yè)學士學位 現(xiàn)從事石油化工自控設(shè)計工作