流量儀表測量技術研究目標(biāo)的(de)幾點具體內容
隨(suí)著科學技術的發展,時至今日,在流量測量領(lǐng)域,各種測量技術(shù)和相關流量測量儀表已發展出許多種類。針對於測量對象複雜性不斷增加,決定了(le)流量測量儀表(biǎo)在應用的技術(shù)方麵複雜性變(biàn)得更為龐雜。現在的(de)流量測量儀表都與數字自動化技術已經緊密相關,已經與傳(chuán)統(tǒng)意義上的度量衡計量器具有(yǒu)著天(tiān)壙之別了,實際應用(yòng)中不僅要將(jiāng)流量計(jì)安裝到位,投產後就要能準確(què)穩定地提供測量數據,也(yě)需(xū)要對於後期的維(wéi)護和升級的(de)成本(běn)小化(huà)做一個科學(xué)的考慮。
根據技術人員(yuán)在一次某大型項目改造前期調查收集的(de)統計資料中發現,以前現場裝用(yòng)著的(de)千餘台流量儀表約有60%所選擇地測量(liàng)方法不是合適或不正確,其餘地40%中,約有一半雖然測量(liàng)方法合(hé)適,卻存在現場布置和安裝地不合理現(xiàn)象,這些不合適、不正確和不合理(lǐ),帶來了相應地(dì)測量誤差。可以這樣(yàng)說,包括流(liú)量儀表在內的過(guò)程儀表的測(cè)量,實際投產測(cè)量的過程中,對於
因此流量(liàng)測量是(shì)一種強烈依賴於使用條件地測量,在實驗室流量計可(kě)以獲得高地準確度,但是在使用現(xiàn)場,一旦流體條件或環境條件有大的變化,不僅準(zhǔn)確度無法保證,甚至無法(fǎ)進行正常測量。

一台流量計出廠校(xiào)驗其誤差優於±0.5%,但是新的儀表安裝到現場開表後誤差可能增至±5%~±10%並不罕見(jiàn)。造(zào)成(chéng)這種情況的原因多種多樣,如選型不合理,量程不合適,上下遊直管段長(zhǎng)度不足,安裝不正確,流體物(wù)性偏離設(shè)計狀態太大,工況條件超過允許值,脈動流影響,振動等(děng)環境條(tiáo)件太嚴酷等,還可(kě)以舉出很多。因此流量(liàng)測量是一個係統問(wèn)題,包括檢測(cè)裝(zhuāng)置、顯示裝置、前後直管段、輔助設備。而(ér)應用技術的研究(jiū),還包括測量對象本身,僅僅流量計本體性能好並不能保(bǎo)證(zhèng)獲得要求的測量效(xiào)果。
流量測量儀(yí)表應用(yòng)技術研究的目標是正(zhèng)確(què)的使(shǐ)用,主要有下(xià)麵幾(jǐ)個具體內容(róng)。
(1)提高(gāo)開(kāi)表率:在(zài)儀表設備管理中,開表率(lǜ)的定義(yì)是儀表總台數一未(wèi)正常使用的儀表(biǎo)台數)/儀表總台數。因此,提高開表率就是要減少無法投入正常使用的(de)儀表。在設計院中,自控所設計的(de)測(cè)量係統,開表率是反映(yìng)設計人員(yuán)工作質量和技術熟練程度的重要指標(biāo)之一,經驗豐富和認(rèn)真負責的設計人員,能(néng)使開表率達到95%以上,或通(tōng)過整(zhěng)改達到95%以上。但(dàn)是在市(shì)場經(jīng)濟的條件下,工程公司往(wǎng)往對業主實(shí)行交鑰匙承(chéng)包做法,要求做到的開表(biǎo)率就不是(shì)95%,而是(shì)100%,所設計的儀表係(xì)統如果不能(néng)正常投入使(shǐ)用,要為工程公司負責,那就是進行整改或更換儀表,這就意味著經濟損失(shī)。因此,儀表應用技術的研究具(jù)有現實的經濟意義。
開表率(lǜ)是儀表應用技術水平和儀表本身品(pǐn)質(zhì)的(de)綜合表現。測(cè)量方法和儀表對測量對象、使用環境的匹配、協調、優化、以及在此之前的設計選型和安裝調(diào)試等環節都(dōu)是影響開表率的重要(yào)因素。
這些年來,我國的流量測量儀表應用技術獲得了長足的(de)進步,流(liú)量測量(liàng)儀表的(de)開表率有了很大提高,這一方麵是由於儀表人員整體技(jì)術水平(píng)有了(le)明顯提高,責任意識有所增強,更重要的是儀表(biǎo)的品質比以(yǐ)前計劃經濟年代有了大幅度提高,進口儀表和引進國外先進技術組裝的儀表(biǎo)比重在上升,尤(yóu)其是儀表普通實現智能(néng)化後,測量範圍可調比大大擴展,以前由於測量範圍選擇不合(hé)適而無法投入正常使用的儀表,通過變更量程一般都能(néng)投入使用。
(2)保證度:流量度指的是流量測量(liàng)係統所獲得的準確度,它同流量計本身的準確度是有區別。僅僅流量計本身性能好,準(zhǔn)確(què)度高,並不一定能獲得較高的度。
要保證流量測量係統的準確度,除(chú)了合理的選型,正確安裝與調試,及時的維(wéi)護和保養之外,應用(yòng)智能化技術對測量部分可(kě)能引入的誤(wù)差進行恰到好處的(de)補償和校正也是一項(xiàng)有效的方法。例如對液體的溫度膨脹係數進行補償,對氣體的溫度(dù)、壓力和壓縮係數進行補償,對差壓(yā)式流量計的(de)雷諾數影(yǐng)響和流束膨脹係數進行補償,對各種(zhǒng)流(liú)量計流量係數的非線性進行補(bǔ)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(liàng)計的速度分布進行補償等。這種補償和校正是(shì)用(yòng)係統的方法將(jiāng)檢測部分所固有的、依靠(kào)其本身無法獲得克服的誤差進行處理,使之消除或獲得基本消除。實踐表明,這一方法簡單有效,很(hěn)有發展前途。
在保證度諸多(duō)的方法中(zhōng),在線實流校準占有重要地位。以前大多采用離線(xiàn)方法校準流量計,使用該方法檢定的流量計經誤差修正後雖然準確度(dù)較高,但因其檢定時管路的參比條件與實(shí)際使用時不同,檢定時流體性質與實際使用的流體有差(chà)異(yì),檢定時的環境條件與儀表使用(yòng)場所的實際環境不(bú)相同(tóng),從而造成附加的使用誤差(chà),降(jiàng)低了(le)度。在線(xiàn)實流校準法是解決(jué)這一(yī)問題(tí)的有效方法。例如,油(yóu)品計量站(zhàn)在建設階段就預留標準體積管連接口,接入標準體積管後,通(tōng)過閥門切換(huàn)可以(yǐ)實現對計量站中各台流量計(jì)實現在線實流校準。現在,在天然氣的分配(pèi)站也(yě)要求采用在線實流校(xiào)準的方法(fǎ)。
(3)提高流量測量係統的可靠性:用於安(ān)全聯(lián)鎖報警的流量儀表(biǎo)如果(guǒ)不可靠,應該聯鎖(suǒ)動作時不動作,容易釀成事故,不該(gāi)動作時亂動作,容(róng)易導致不應有的停車,造成損失。工業爐窯中的燃料流量計如果不可靠(kào),造成流路堵塞,容易導致爐子熄火,釀成事故。用於過程(chéng)控製的流量儀表(biǎo)如果不可(kě)靠(kào),容易為調節係統發出錯誤信(xìn)息,導致調節係統失調,破壞過程的穩定,影響產品的質量、產(chǎn)量和物耗,造成損失。用於財(cái)務結算計量的流量計如果不可靠,容易引起計量失準,引發計量糾紛和為企業帶來損失。可以看出流量(liàng)儀表的可靠(kào)性是(shì)重要的。
提(tí)高流量測量可靠(kào)性的途徑主要是提(tí)高儀表本身(shēn)的(de)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(de)可靠性獲得了顯(xiǎn)著的提(tí)高,主(zhǔ)要表(biǎo)現在以下幾方(fāng)麵:
①儀表本身的可靠(kào)性有了顯著提(tí)高。
②通過改進(jìn)儀表的結構設計,使係統可靠性獲得提高。例如采用不斷流(liú)插入式結構,可在不影響工藝操作的情況下更換流量計。
超(chāo)聲流量傳感器的夾裝式(shì)結構,電磁流量傳感器電(diàn)極的帶壓更換結構,渦街流量傳感器采用管外安裝超聲探頭的結構等,都(dōu)能在儀表損壞後的修理過程大大縮短修(xiū)複時間。
③引入冗餘(yú)技術。如采用(yòng)雙傳感器,並對傳感(gǎn)器的正常與否進行自動判斷,將發生(shēng)故障的那路(lù)信號予以剔除。
④引入自診斷技術,並通過現場總線將診斷結果送到操作站或專用的設備管理係統(AMS)予以顯(xiǎn)示報(bào)警,以及時發現故障,及早采取措施。
(4)節省費(fèi)用:這裏所說的費用(yòng)除(chú)了儀表購置費之外,還應計入附件購置(zhì)費、安裝調試(shì)費、運行費、備品備件費、維護和定期校準(檢定(dìng))費,而儀表的平均壽命攤入的折舊費也(yě)不(bú)是可忽視的。
有些類型的流量計雖然購置(zhì)費較低,但增設上下遊切斷閥和(hé)旁通閥等輔助設備,有時輔助設備(bèi)的費用大大超過流量計本身(shēn)的購置費(fèi)。
在儀表選型中應避免片麵追求高(gāo)性能,高(gāo)準確度,因為這(zhè)樣做不僅增加了購置費,而且(qiě)往往備品備件費也相應增加。優的設計選型是在滿足使用要求的前提下,儀表(biǎo)的可靠性高,維修方便,費用省的那個方案。
(5)安全性:有些被測流(liú)體屬易燃易爆介質,有些儀表安裝(zhuāng)場所屬易燃易爆(bào)場所,儀表的選型、係統設計和安裝都(dōu)應(yīng)符合防爆規程。
除了上述目標(biāo)之外,還應滿足使用(yòng)的其他要求,如(rú)壓(yā)損要求、衛生要(yào)求、防護要求等,還應注意維修方便,有的還應考慮便於實(shí)施強製(zhì)檢定。
根據技術人員(yuán)在一次某大型項目改造前期調查收集的(de)統計資料中發現,以前現場裝用(yòng)著的(de)千餘台流量儀表約有60%所選擇地測量(liàng)方法不是合適或不正確,其餘地40%中,約有一半雖然測量(liàng)方法合(hé)適,卻存在現場布置和安裝地不合理現(xiàn)象,這些不合適、不正確和不合理(lǐ),帶來了相應地(dì)測量誤差。可以這樣(yàng)說,包括流(liú)量儀表在內的過(guò)程儀表的測(cè)量,實際投產測(cè)量的過程中,對於
因此流量(liàng)測量是(shì)一種強烈依賴於使用條件地測量,在實驗室流量計可(kě)以獲得高地準確度,但是在使用現(xiàn)場,一旦流體條件或環境條件有大的變化,不僅準(zhǔn)確度無法保證,甚至無法(fǎ)進行正常測量。

一台流量計出廠校(xiào)驗其誤差優於±0.5%,但是新的儀表安裝到現場開表後誤差可能增至±5%~±10%並不罕見(jiàn)。造(zào)成(chéng)這種情況的原因多種多樣,如選型不合理,量程不合適,上下遊直管段長(zhǎng)度不足,安裝不正確,流體物(wù)性偏離設(shè)計狀態太大,工況條件超過允許值,脈動流影響,振動等(děng)環境條(tiáo)件太嚴酷等,還可(kě)以舉出很多。因此流量(liàng)測量是一個係統問(wèn)題,包括檢測(cè)裝(zhuāng)置、顯示裝置、前後直管段、輔助設備。而(ér)應用技術的研究(jiū),還包括測量對象本身,僅僅流量計本體性能好並不能保(bǎo)證(zhèng)獲得要求的測量效(xiào)果。
流量測量儀(yí)表應用(yòng)技術研究的目標是正(zhèng)確(què)的使(shǐ)用,主要有下(xià)麵幾(jǐ)個具體內容(róng)。
(1)提高(gāo)開(kāi)表率:在(zài)儀表設備管理中,開表率(lǜ)的定義(yì)是儀表總台數一未(wèi)正常使用的儀表(biǎo)台數)/儀表總台數。因此,提高開表率就是要減少無法投入正常使用的(de)儀表。在設計院中,自控所設計的(de)測(cè)量係統,開表率是反映(yìng)設計人員(yuán)工作質量和技術熟練程度的重要指標(biāo)之一,經驗豐富和認(rèn)真負責的設計人員,能(néng)使開表率達到95%以上,或通(tōng)過整(zhěng)改達到95%以上。但(dàn)是在市(shì)場經(jīng)濟的條件下,工程公司往(wǎng)往對業主實(shí)行交鑰匙承(chéng)包做法,要求做到的開表(biǎo)率就不是(shì)95%,而是(shì)100%,所設計的儀表係(xì)統如果不能(néng)正常投入使(shǐ)用,要為工程公司負責,那就是進行整改或更換儀表,這就意味著經濟損失(shī)。因此,儀表應用技術的研究具(jù)有現實的經濟意義。
開表率(lǜ)是儀表應用技術水平和儀表本身品(pǐn)質(zhì)的(de)綜合表現。測(cè)量方法和儀表對測量對象、使用環境的匹配、協調、優化、以及在此之前的設計選型和安裝調(diào)試等環節都(dōu)是影響開表率的重要(yào)因素。
這些年來,我國的流量測量儀表應用技術獲得了長足的(de)進步,流(liú)量測量(liàng)儀表的(de)開表率有了很大提高,這一方麵是由於儀表人員整體技(jì)術水平(píng)有了(le)明顯提高,責任意識有所增強,更重要的是儀表(biǎo)的品質比以(yǐ)前計劃經濟年代有了大幅度提高,進口儀表和引進國外先進技術組裝的儀表(biǎo)比重在上升,尤(yóu)其是儀表普通實現智能(néng)化後,測量範圍可調比大大擴展,以前由於測量範圍選擇不合(hé)適而無法投入正常使用的儀表,通過變更量程一般都能(néng)投入使用。
(2)保證度:流量度指的是流量測量(liàng)係統所獲得的準確度,它同流量計本身的準確度是有區別。僅僅流量計本身性能好,準(zhǔn)確(què)度高,並不一定能獲得較高的度。
要保證流量測量係統的準確度,除(chú)了合理的選型,正確安裝與調試,及時的維(wéi)護和保養之外,應用(yòng)智能化技術對測量部分可(kě)能引入的誤(wù)差進行恰到好處的(de)補償和校正也是一項(xiàng)有效的方法。例如對液體的溫度膨脹係數進行補償,對氣體的溫度(dù)、壓力和壓縮係數進行補償,對差壓(yā)式流量計的(de)雷諾數影(yǐng)響和流束膨脹係數進行補償,對各種(zhǒng)流(liú)量計流量係數的非線性進行補(bǔ)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(liàng)計的速度分布進行補償等。這種補償和校正是(shì)用(yòng)係統的方法將(jiāng)檢測部分所固有的、依靠(kào)其本身無法獲得克服的誤差進行處理,使之消除或獲得基本消除。實踐表明,這一方法簡單有效,很(hěn)有發展前途。
在保證度諸多(duō)的方法中(zhōng),在線實流校準占有重要地位。以前大多采用離線(xiàn)方法校準流量計,使用該方法檢定的流量計經誤差修正後雖然準確度(dù)較高,但因其檢定時管路的參比條件與實(shí)際使用時不同,檢定時流體性質與實際使用的流體有差(chà)異(yì),檢定時的環境條件與儀表使用(yòng)場所的實際環境不(bú)相同(tóng),從而造成附加的使用誤差(chà),降(jiàng)低了(le)度。在線(xiàn)實流校準法是解決(jué)這一(yī)問題(tí)的有效方法。例如,油(yóu)品計量站(zhàn)在建設階段就預留標準體積管連接口,接入標準體積管後,通(tōng)過閥門切換(huàn)可以(yǐ)實現對計量站中各台流量計(jì)實現在線實流校準。現在,在天然氣的分配(pèi)站也(yě)要求采用在線實流校(xiào)準的方法(fǎ)。
(3)提高流量測量係統的可靠性:用於安(ān)全聯(lián)鎖報警的流量儀表(biǎo)如果(guǒ)不可靠,應該聯鎖(suǒ)動作時不動作,容易釀成事故,不該(gāi)動作時亂動作,容(róng)易導致不應有的停車,造成損失。工業爐窯中的燃料流量計如果不可靠(kào),造成流路堵塞,容易導致爐子熄火,釀成事故。用於過程(chéng)控製的流量儀表(biǎo)如果不可(kě)靠(kào),容易為調節係統發出錯誤信(xìn)息,導致調節係統失調,破壞過程的穩定,影響產品的質量、產(chǎn)量和物耗,造成損失。用於財(cái)務結算計量的流量計如果不可靠,容易引起計量失準,引發計量糾紛和為企業帶來損失。可以看出流量(liàng)儀表的可靠(kào)性是(shì)重要的。
提(tí)高流量測量可靠(kào)性的途徑主要是提(tí)高儀表本身(shēn)的(de)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(de)可靠性獲得了顯(xiǎn)著的提(tí)高,主(zhǔ)要表(biǎo)現在以下幾方(fāng)麵:
①儀表本身的可靠(kào)性有了顯著提(tí)高。
②通過改進(jìn)儀表的結構設計,使係統可靠性獲得提高。例如采用不斷流(liú)插入式結構,可在不影響工藝操作的情況下更換流量計。
超(chāo)聲流量傳感器的夾裝式(shì)結構,電磁流量傳感器電(diàn)極的帶壓更換結構,渦街流量傳感器采用管外安裝超聲探頭的結構等,都(dōu)能在儀表損壞後的修理過程大大縮短修(xiū)複時間。
③引入冗餘(yú)技術。如采用(yòng)雙傳感器,並對傳感(gǎn)器的正常與否進行自動判斷,將發生(shēng)故障的那路(lù)信號予以剔除。
④引入自診斷技術,並通過現場總線將診斷結果送到操作站或專用的設備管理係統(AMS)予以顯(xiǎn)示報(bào)警,以及時發現故障,及早采取措施。
(4)節省費(fèi)用:這裏所說的費用(yòng)除(chú)了儀表購置費之外,還應計入附件購置(zhì)費、安裝調試(shì)費、運行費、備品備件費、維護和定期校準(檢定(dìng))費,而儀表的平均壽命攤入的折舊費也(yě)不(bú)是可忽視的。
有些類型的流量計雖然購置(zhì)費較低,但增設上下遊切斷閥和(hé)旁通閥等輔助設備,有時輔助設備(bèi)的費用大大超過流量計本身(shēn)的購置費(fèi)。
在儀表選型中應避免片麵追求高(gāo)性能,高(gāo)準確度,因為這(zhè)樣做不僅增加了購置費,而且(qiě)往往備品備件費也相應增加。優的設計選型是在滿足使用要求的前提下,儀表(biǎo)的可靠性高,維修方便,費用省的那個方案。
(5)安全性:有些被測流(liú)體屬易燃易爆介質,有些儀表安裝(zhuāng)場所屬易燃易爆(bào)場所,儀表的選型、係統設計和安裝都(dōu)應(yīng)符合防爆規程。
除了上述目標(biāo)之外,還應滿足使用(yòng)的其他要求,如(rú)壓(yā)損要求、衛生要(yào)求、防護要求等,還應注意維修方便,有的還應考慮便於實(shí)施強製(zhì)檢定。
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