流量測量儀表研究應用淺析

一臺流量計出廠校驗其誤差優(yōu)于±0.5%,但是新的儀表安裝到現(xiàn)場開表后誤差可能增至±5％～±10％并不罕見。造成這種情況的原因多種多樣，如選型不合理，量程不合適，上下游直管段長度不足，安裝不正確，流體物性偏離設計狀態(tài)太大，工況條件超過允許值，脈動流影響，振動等環(huán)境條件太嚴酷等，還可以舉出很多。因此流量測量是一個系統(tǒng)問題，包括檢測裝置、顯示裝置、前后直管段、輔助設備。而應用技術(shù)的研究，還包括測量對象本身，僅僅流量計本體性能好并不能保證獲得要求的測量效果。

流量測量儀表應用技術(shù)研究的目標是正確的使用，主要有下面幾個具體內(nèi)容。

1、提高開表率

在儀表設備管理中，開表率的定義是：（儀表總臺數(shù)一未正常使用的儀表臺數(shù)）/儀表總臺數(shù)。因此，提高開表率就是要減少無法投入正常使用的儀表。在設計院中，自控專業(yè)所設計的測量系統(tǒng)，開表率是反映設計人員工作質(zhì)量和技術(shù)熟練程度的重要指標之一，經(jīng)驗豐富和認真負責的設計人員，能使開表率達到95％以上，遠傳壓力表或通過整改達到95％以上。但是在市場經(jīng)濟的條件下，工程公司往往對業(yè)主實行交鑰匙承包做法，要求做到的開表率就不是95％，而是100％，所設計的儀表系統(tǒng)如果不能正常投入使用，要為工程公司責任，那就是進行整改或更換儀表，這就意味著經(jīng)濟損失。因此，儀表應用技術(shù)的研究具有現(xiàn)實的經(jīng)濟意義。

開表率是儀表應用技術(shù)水平和儀表本身品質(zhì)的綜合表現(xiàn)。測量方法和儀表對測量對象、使用環(huán)境的匹配、協(xié)調(diào)、優(yōu)化、以及在此之前的設計選型和安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)都是影響開表率的重要因素。

這些年來，我國的流量測量儀表應用技術(shù)獲得了長足的進步，流量測量儀表的開表率有了很大提高，這一方面是由于儀表人員整體技術(shù)水平有了明顯提高，責任意識有所增強，更重要的是儀表的品質(zhì)比以前計劃經(jīng)濟年代有了大幅度提高，進口儀表和引進國外先進技術(shù)組裝的儀表比重在上升，尤其是儀表普通實現(xiàn)智能化后，測量范圍可調(diào)比大大擴展，以前由于測量范圍選擇不合適而無法投入正常使用的儀表，通過變更量程一般都能投入使用。

2、保證測量精確度

流量測量精確度指的是流量測量系統(tǒng)所獲得的精確度，它同流量計本身的精確度是有區(qū)別。僅僅流量計本身性能好，精確度高，并不一定能獲得較高的測量精確度。

要保證流量測量系統(tǒng)的精確度，除了合理的選型，正確安裝與調(diào)試，及時的維護和保養(yǎng)之外，應用智能化技術(shù)對測量部分可能引入的誤差進行恰到好處的補償和校正也是一項有效的方法。例如對液體的溫度膨脹系數(shù)進行補償，不銹鋼壓力表對氣體的溫度、壓力和壓縮系數(shù)進行補償，對差壓式流量計的雷諾數(shù)影響和流束膨脹系數(shù)進行補償，對各種流量計流量系數(shù)的非線性進行補償，對容積式流量計、渦街流量計的溫度影響進行補償，對超聲流量計的速度分布進行補償?shù)?。這種補償和校正是用系統(tǒng)的方法將檢測部分所固有的、依靠其本身無法得到克服的誤差進行處理，使之消除或得到基本消除。實踐表明，這一方法簡單有效，很有發(fā)展前途。

在保證測量精確度諸多的方法中，在線實流校準占有重要地位。以前大多采用離線方法校準流量計，使用該方法檢定的流量計經(jīng)誤差修正后雖然精確度較高，但因其檢定時管路的參比條件與實際使用時不同，檢定時流體性質(zhì)與實際使用的流體有差異，檢定時的環(huán)境條件與儀表使用場所的實際環(huán)境不相同，從而造成附加的使用誤差，降低了測量精確度。在線實流校準法是解決這一問題的有效方法。例如，油品計量站在建設階段就預留標準體積管連接口，接入標準體積管后，通過閥門切換可以實現(xiàn)對計量站中各臺流量計實現(xiàn)在線實流校準?，F(xiàn)在，在天然氣的分配站也要求采用在線實流校準的方法。

3、提高流量測量系統(tǒng)的可靠性

用于安全聯(lián)鎖報警的流量儀表如果不可靠，應該聯(lián)鎖動作時不動作，容易釀成事故，不該動作時亂動作，容易導致不應有的停車，造成損失。工業(yè)爐窯中的燃料流量計如果不可靠，造成流路堵塞，容易導致爐子熄火，釀成事故。用于過程控制的流量儀表如果不可靠，容易為調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)出錯誤信息，導致調(diào)節(jié)系統(tǒng)失調(diào)，破壞生產(chǎn)過程的穩(wěn)定，影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量和物耗，造成損失。用于財務結(jié)算計量的流量計如果不可靠，容易引起計量失準，引發(fā)計量糾紛和為企業(yè)帶來損失。可以看出，流量儀表的可靠性是極為重要的。

提高流量測量可靠性的途徑主要是提高儀表本身的可靠性，選用可靠性高的儀表進行可靠性設計。近年來，流量測量儀表的可靠性獲得了顯著的提高，主要表現(xiàn)在一下幾方面。

（1）儀表本身的可靠性有了顯著提高。

（2）通過改進儀表的結(jié)構(gòu)設計，使系統(tǒng)可靠性獲得提高。例如采用不斷流插入式結(jié)構(gòu)，可在不影響工藝操作的情況下更換流量計。

超聲流量傳感器的夾裝式結(jié)構(gòu)，電磁流量傳感器電極的帶壓更換結(jié)構(gòu)，渦街流量傳感器采用管外安裝超聲探頭的結(jié)構(gòu)等，都能在儀表損壞后的修理過程大大縮短修復時間。

（3）引入冗余技術(shù)。如采用雙傳感器，并對傳感器的正常與否進行自動判斷，將發(fā)生故障的那路信號予以剔除。

（4）引入自診斷技術(shù)，并通過現(xiàn)場總線將診斷結(jié)果送到操作站或?qū)Ｓ玫脑O備管理系統(tǒng)（AMS）予以顯示報警，以及時發(fā)現(xiàn)故障，及早采取措施。

4、節(jié)省費用

這里所說的費用除了儀表購置費之外，還應計入附件購置費、安裝調(diào)試費、運行費、備品備件費、維護和定期校準（檢定）費，而儀表的平均壽命攤?cè)氲恼叟f費也不是可忽視的。

有些類型的流量計雖然購置費較低，但必須增設上下游切斷閥和旁通閥等輔助設備，有時輔助設備的費用大大超過流量計本身的購置費。

在儀表選型中應避免片面追求高性能，高精確度，因為這樣做不僅增加了購置費，而且往往備品備件費也相應增加。最優(yōu)的設計選型是在滿足使用要求的前提下，儀表的可靠性最高，維修方便，費用最省的那個方案。

5、安全性

耐震壓力表有些被測流體屬易燃易爆介質(zhì)，有些儀表安裝場所屬易燃易爆場所，儀表的選型、系統(tǒng)設計和安裝都應符合防爆規(guī)程。

除了上述目標之外，還應滿足使用的其他要求，如壓損要求、衛(wèi)生要求、防護要求等，還應注意維修方便，有的還應考慮便于實施強制檢定。