流量仪表的应用探析

2013-04-17王函滔

机电信息 2013年9期

王函滔张赟

（浙江省计量科学研究院，浙江杭州310013）

0 引言

国务院2011年颁发的《“十二五”节能减排综合性工作方案》指出，要重点推动有色金属、电力、建材、印染等行业的节能减排工作，加大工业节能减排力度。而上述工业单位在选择流量仪表时面临着很多问题。首先，仪表的现场工作条件同实验室校验的工作条件相差悬殊，且很难确定精度偏离，再加上校验开销与检验设备的费用高昂，使得周期校验难上加难。其次，流量仪表中流量属于动态量，其检测件可靠性不佳，再加上工作环境条件较差，故很难得到高精确度。再者，我们都知道，仪表的结构主要是大口径，唯有在停止生产时才可拆修，且部分生产环节是一环紧扣一环的，唯有在大修时才能停流；若中间仪表出现故障，则不能检修。

1 流量仪表的应用

在选择流量仪表时，应综合考虑流体特征、经济因素、环境条件、仪表性能以及安装要求等因素。如果考虑得不够周到，就有可能会使流量仪表的测量精度无法达标。为此我们要充分结合工况的实际条件以及仪表的运用条件来挑选恰当的流量仪表。而流量仪表的选型及其准确性同人员技术、使用的环境条件有着直接的联系。

1．1 天然气计量

（1）中断供气是万万不能的，为了确保连续输气，计量回路与计量站可以安设旁通。对重要的大流量用户而言，并联双计量回路是最佳选择。但是为了防止非计量流失，并联双计量回路上、下游阀与旁通阀应将耐性、性能较佳，具备检漏装置的截断阀关闭。

（2）天然气计量是一种大宗能源计量，其流量值愈大，结算金额就愈多。而天然气计量所搭载的计量仪表的单价和准确度息息相关，准确度愈高，其单价也就愈高。但计量值较小的计量系统通常承受不起高价、高准确度仪表。为了达标，就只能降低要求。

（3）流体属于易爆易燃物，其具备危险风险的区域应依据GB3836．1分级。在危险区中，不管是什么电气设备与仪表的选型、安装，均应当与GB3836的规定相符。

（4）不管哪一个环节均需计量，在采集环节中流体受到污染，气体夹杂着液体，甚至混杂着固态物质，导致不一样的气井压力之间存在着很大的差异。而运输环节的流体压力也是相当高的，若分配至最终用户手中，压力也许就会变得极低。所以在测量流量时，应充分认识流体的详细条件以及工况，切莫以偏概全。

1．2 油品计量

在油品计量中，值得注意的是化工与石油行业内流量测量的特征及其防爆要求。就算被测流体不属于易爆易燃物，但由于其所处区域为易爆易燃场所，故在仪表选型时应遵守防爆规程。而石油储运行业需要使用大量流量仪表，据统计，每年均有大量成品油由油库转送至加油站抑或下一级油库，再经计量后传送给最终用户。而加油站几乎遍布全国各地，每一个加油站均配备了大量加油机以便将成品油销售出去。

成品油品种繁多，主要包括煤油、航空汽油、汽油、润滑油、柴油等。但是，因接收油品的槽船、槽车抑或车辆的油箱等均安设在可移动设备上，故此油品通过流量计计量后会经柔性管道传输至接收方，这就要求人们重视油品的安全问题。同时管道内壁和高速流动的油品之间容易衍生出静电，所以应在管道设计过程中积极采取静电接地手段，把形成的静电电荷导入大地。另外，静电接地系统还需和发油控制系统联锁，若静电接地失去效用，则应立即停止发油。

1．3 用水计量

自来水为水厂的成品，其管理以及分配网上均迫切需要很多大口径流量计。而用水计量对流量计的要求有：（1）有较高的测量范围度。一般来说，家庭用户是间歇用水，就算是大的企事业机构，无论在何时、在哪一个阶段，其耗水量均存在很大的差别。（2）计量数据是为贸易结算服务的，其测量有着较高的精确度要求，依据GB／T17167的规定应满足±2．5%R的精确度要求，部分用户甚至要求达到±0．5%R的标准。（3）原水压力小、洁净度比较差，因此其若在大口径管道中低速流动，容易在管壁上累积淤泥。为此在仪表设计选型时应充分考虑淤泥这一因素，在工程安装与设计时要做好处理淤泥问题的预案。（4）在选择自来水与原水主管道上的流量计时，为了节省泵送开销，应选取阻力小、口径大的流量计。（5）由于环境恶劣，大口径管道一般是埋地敷设的，而大部分流量计通常被安设于仪表井内，稍有差池就会引发雨水淹没仪表事件，这就要求流量计具备IP68的环境防护能力。（6）要想确保周期检定与现场数据可比对性，就应加大流量计的前后直管段，并预留好检测计量用直管段。

如今，人们对仪表选型的看法趋近统一。为了更好地进行贸易结算，针对小口径流量测量可采用旋翼式水表；而为了充分符合上述要求，针对大口径流量可采用电磁流量计。

1．4 蒸汽计量

（1）和发电相关的蒸汽流量测量有着压力高、流体温度高的特性，就连几MW的小机组蒸汽温度都会超过420℃。虽然时常会推出新型流量计，但是大部分流量计依旧很难在这么恶劣的环境下工作。而当前稳占传统市场的节流式差压流量计测量对象流量变动区间较小，时常满载满发，故不会造成一些实质性影响。

（2）在城市供热网中，用于测量蒸汽流量的流量计因流体压力与温度大幅降低而可选择的空间大大拓展。然而在传统观念的束缚下，大部分对象依旧采用节流式差压流量计，只有小部分选用涡街流量计。而在压缩气体计量领域中，主要采用的是速度式流量计以及金属浮子流量计等。值得注意的是，在选择流量仪表口径时，务必要挑选与其流量范畴相匹配的，切莫出现小口径大流量、大口径小流量的情况。

2 流量仪表工作中的相关要求

（1）在测量时，要求流体介质洁净、单一且不夹杂任何杂质。同时，流体在流动时的密度、温度以及压力均应为恒值，若期间出现什么变动，为了确保测量的精确性，应配备压力、温度补偿机构。

（2）流量仪表在工作过程中，其实际操作环境条件至关重要。在管道施工时，务必确保流量仪表前端具备10 D～15 D（D为内径）的前直管段，具备超过5 D的后直管段，同时，管道内壁也务必满足光洁度的要求。含碱量或含酸量高等有腐蚀性的介质选用不锈钢管为宜，以免被锈蚀、腐蚀。安设了温度测量与压力测量处务必满足相关的检定规程要求，测量管道前后切莫出现阀门、节流件以及弯管等情况，以免形成流体中的扰流给计量准确度造成影响。

（3）随着科技的发展，远传型仪表与电子类仪表越来越多，而与流量计相配套的显示仪表是一个相互配套的统一整体。为此，在传输数据时应尽量规避电磁干扰，且做好防干扰预案；在安设使用之前，务必通过校准与检定，不然就会出现仪表程序中参数有偏差、计量失准等现象。

3 流量仪表的检测

按国家计量法律法规的规定，在贸易结算、节能环保、安全防护、医疗卫生方面，流量仪表务必实施强制性周期检定。然而当前因部分流量仪表体积大、笨重、拆卸难度大、送检费用高昂，致使有些企业不愿送检，进而导致此类流量仪表丧失了测量的可靠性。而从最近几年的相关数据中发现，流量仪表送检率低于50%。但在科技的推动下，在科学计量上国家增加了资金投入，积极提升检测机构的在线计量检测技术水准，以逐渐满足各大行业在线检测的需要。