流量儀表測量技術(shù)研究目標的幾點具體內容
隨著科學技術的發展,時(shí)至今日,在流量測量領域,各種測量技術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(fù)雜性不斷增加,決定了流量測量儀(yí)表在(zài)應用的(de)技術方麵複雜性變得更為龐雜。現在的流量(liàng)測量儀表都與(yǔ)數字自動化技術已經緊密相關,已經與傳統意義上的度量衡計量(liàng)器具有著天壙之別了,實際應用中不僅要將流量計安(ān)裝到位,投產後就要能準確穩定(dìng)地提供測量數據,也需要對於後期(qī)的維護和升級的成本小化做(zuò)一個科學的(de)考慮。
根據技術人員在一次某大型項目改造前期調(diào)查收集(jí)的統(tǒng)計資(zī)料中發現,以前現場裝用著的千餘(yú)台流量儀表(biǎo)約有(yǒu)60%所選擇地測量方法不是合(hé)適或(huò)不正確,其餘地40%中,約有一半雖(suī)然測量方(fāng)法合(hé)適,卻存在(zài)現場布置和安裝地不(bú)合理(lǐ)現象,這些不合適、不正確和(hé)不合理,帶來了相應地測量誤差。可以這(zhè)樣說(shuō),包括流量儀表在內的過程儀(yí)表的測量,實際(jì)投產測量的過程中,對(duì)於
因此流量測量是(shì)一種強烈依賴於使用條件地測量,在實驗室流量計可以獲得高地準確(què)度,但是在使用現場,一旦流體條件或環境條件有(yǒu)大的變化,不僅準確度無法保證,甚至無法進行正常測量。

一台流量計出廠校(xiào)驗其誤(wù)差優於±0.5%,但是新的儀表安裝到(dào)現場(chǎng)開(kāi)表後誤差可能增至±5%~±10%並(bìng)不罕見。造成這種情(qíng)況(kuàng)的原因多種多樣,如選(xuǎn)型(xíng)不合理,量(liàng)程不合適,上(shàng)下遊直管(guǎn)段長度不足,安裝不正確,流體物性(xìng)偏離設計狀(zhuàng)態太大,工況條(tiáo)件超過允(yǔn)許值,脈動流影響,振動等環境條件太嚴酷等,還可以舉出很(hěn)多(duō)。因此(cǐ)流量測量是一個係統問題,包括檢測裝置、顯示裝(zhuāng)置、前後直管段、輔助設備(bèi)。而應用技(jì)術的研究,還包括測量對象本身,僅僅流量計本體性(xìng)能好並不能保證獲得要求的測量效果。
流量測量(liàng)儀表應用技術研究的目標是正確的使用,主要有下麵(miàn)幾個具體內容。
(1)提高開表率:在儀(yí)表設備管理中,開表率的(de)定義(yì)是儀表總台數一未正常使用的儀表台數)/儀表總台數(shù)。因此,提高開表率就是要減少無法投入正常使(shǐ)用的儀(yí)表。在設計院中,自控所設計的測量係統,開(kāi)表率是反映設計(jì)人員工作質量和技術熟練程度的重要指標之一,經驗豐富和認真(zhēn)負(fù)責的設計人員,能使開表率達到95%以(yǐ)上,或通過整改達到95%以上。但是在(zài)市場經濟的條件下,工程(chéng)公司往往對業主(zhǔ)實行交鑰匙承包做法,要求做到(dào)的開表率就(jiù)不是95%,而是100%,所設計的儀表係統如果不能正常投入使用,要(yào)為工程公司(sī)負責,那就是進行整改或更換(huàn)儀表,這就意味(wèi)著經濟損失。因此,儀表應用(yòng)技術的研究具有(yǒu)現實的經濟意義(yì)。
開表率是(shì)儀表應用技(jì)術水平和儀表本身品質的綜合表現。測量方法和(hé)儀表對測量對象、使用環境的匹配、協調、優(yōu)化、以及在此之前的(de)設計選型和(hé)安裝調試等環(huán)節都是影響開表率的重要因素(sù)。
這些年來,我國的流(liú)量測量儀表應用技術獲得了長足的進(jìn)步,流量測量儀表的開表率有了很大提高,這一方麵是由於儀表人員整體技術水平有了明顯提高,責(zé)任(rèn)意識有所增強,更重要的是儀表的品質比以(yǐ)前計劃經(jīng)濟年代有了大幅度提高,進(jìn)口儀(yí)表和引進國(guó)外先進技術組裝的儀(yí)表比(bǐ)重在上升,尤其是儀表普通實現智能化後,測量範圍可(kě)調比大大擴展,以前由(yóu)於測量範圍選擇不合(hé)適而(ér)無法投入(rù)正常使用的儀表,通過變更量程一般都能投入(rù)使用。
(2)保證度:流量度指的是流量測量係統所獲得的準確度,它同流量計本(běn)身的準確度是有區別。僅僅流量計本身(shēn)性能好,準確度高(gāo),並不一定能獲得較高的度。
要保(bǎo)證流量(liàng)測量係統的準確度,除了(le)合理的選型,正確安裝與調試,及時(shí)的維護和保養(yǎng)之外,應用智(zhì)能化技術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(yī)項有效的方(fāng)法。例如(rú)對液體的溫度膨脹(zhàng)係數進行(háng)補償,對氣體的(de)溫度、壓力和壓縮係數進(jìn)行補償,對差壓式流(liú)量計的雷諾數影響和流束膨脹係數進(jìn)行補償,對各種流量計流量係數(shù)的非線性進行補償,對容積式(shì)流量計、渦街流量計的(de)溫度影響(xiǎng)進行(háng)補償,對超聲流(liú)量計的(de)速度分布進行補償等(děng)。這種補償和校正是用係(xì)統的方法將檢測部分所(suǒ)固有(yǒu)的、依(yī)靠其本身無法獲(huò)得克服的誤差進行處理,使之消(xiāo)除或獲得基本消除。實踐表明,這一方法簡單有效,很有發展前途。
在保證度諸多的方法中,在線實流校(xiào)準占(zhàn)有重要(yào)地位(wèi)。以前大多采用(yòng)離線方法校準流量計(jì),使用該方法檢(jiǎn)定的(de)流量計經誤差修正後雖然準確度較高,但因其檢定時管路的參比條件與(yǔ)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(yì),檢定時的環境條件與儀表使用場所的實際環境不相同(tóng),從而造成附加的(de)使用誤差,降低(dī)了度。在線實流校準法是(shì)解決這一問題的有效方法。例如,油品計量站在建設階段就(jiù)預留(liú)標準體積管連接口,接入標準體積(jī)管(guǎn)後,通過閥門切換可以實現對計量站中(zhōng)各台流量計實現在線實流校準。現(xiàn)在,在(zài)天然氣的分配站也要求采用在線實流校準的方(fāng)法。
(3)提高流量測量係(xì)統的可靠性:用於(yú)安全聯鎖(suǒ)報警的流量儀表如(rú)果不可靠,應該聯鎖動作時不動作,容(róng)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。工業爐窯中的燃料流量計如果不可靠,造成流路堵塞,容易導致(zhì)爐子熄火,釀成事故。用於(yú)過程控製的流量儀表如果不可靠,容易為調節係統發出錯誤信息,導致調節係統失調,破壞過程的穩定,影響產品的質量、產量和物耗,造成損失。用於財務結算計量的流量計如果不可(kě)靠,容易引起計量失準,引發計量糾紛和為企業帶來損失。可以看出流量儀表的可靠性是重(chóng)要的。
提高流量測(cè)量可靠性的途徑主要(yào)是(shì)提高儀表本身的可靠性,選用可靠性高的儀表進行可(kě)靠(kào)性設計。近年來,流量測量儀表的可靠性(xìng)獲(huò)得了顯著(zhe)的提(tí)高,主要表現在以下(xià)幾方麵:
①儀表本身的可靠性有了顯著提高。
②通(tōng)過改(gǎi)進儀表的結構設計(jì),使係統可靠性獲得提(tí)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構(gòu),電磁流量傳感器電極的帶壓更換結構,渦街流量傳感器采用管(guǎn)外安裝(zhuāng)超聲探頭的結構等,都能在儀表(biǎo)損壞後的修理過程大大縮短(duǎn)修複(fù)時間。
③引入(rù)冗餘技術。如采用雙傳感(gǎn)器,並對(duì)傳感器的正常與否進行自動判斷(duàn),將(jiāng)發生故障的那路信(xìn)號予以剔除。
④引入自診斷技術,並通過現場(chǎng)總線將診斷結果送到操作站(zhàn)或(huò)專用的(de)設(shè)備管理係統(AMS)予以顯示報(bào)警(jǐng),以及時(shí)發(fā)現故障,及早(zǎo)采取(qǔ)措(cuò)施。
(4)節省(shěng)費用:這裏所說的費用除(chú)了儀表購置費之外,還應計入附件購置費、安裝調試費、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入的折舊費也不是可忽視的。
有些類型的流量計(jì)雖然購置費較低(dī),但增設上下遊切斷閥和旁通閥等輔助(zhù)設備,有時輔助(zhù)設備的(de)費用大大超過流量計本身(shēn)的購置費。
在儀表選型中應避免片麵追求高性能,高準確度,因為這(zhè)樣做不僅增加了購置費,而且往往備品備件費也相應增(zēng)加。優的設計選型是在滿足使用要求的前提下(xià),儀(yí)表的可靠性高,維修方便(biàn),費用(yòng)省(shěng)的那個方案。
(5)安全(quán)性:有(yǒu)些被測流(liú)體屬易燃易爆介質,有些儀表安(ān)裝場所屬易燃易爆場所,儀表的選型、係統設計和安裝(zhuāng)都應符合防爆規程。
除了上述目標之外,還應滿足使用的其他要求,如壓損要求(qiú)、衛(wèi)生要求、防護要求等,還應注意維修方便,有的還(hái)應考慮便於實施強製檢定。
根據技術人員在一次某大型項目改造前期調(diào)查收集(jí)的統(tǒng)計資(zī)料中發現,以前現場裝用著的千餘(yú)台流量儀表(biǎo)約有(yǒu)60%所選擇地測量方法不是合(hé)適或(huò)不正確,其餘地40%中,約有一半雖(suī)然測量方(fāng)法合(hé)適,卻存在(zài)現場布置和安裝地不(bú)合理(lǐ)現象,這些不合適、不正確和(hé)不合理,帶來了相應地測量誤差。可以這(zhè)樣說(shuō),包括流量儀表在內的過程儀(yí)表的測量,實際(jì)投產測量的過程中,對(duì)於
因此流量測量是(shì)一種強烈依賴於使用條件地測量,在實驗室流量計可以獲得高地準確(què)度,但是在使用現場,一旦流體條件或環境條件有(yǒu)大的變化,不僅準確度無法保證,甚至無法進行正常測量。

一台流量計出廠校(xiào)驗其誤(wù)差優於±0.5%,但是新的儀表安裝到(dào)現場(chǎng)開(kāi)表後誤差可能增至±5%~±10%並(bìng)不罕見。造成這種情(qíng)況(kuàng)的原因多種多樣,如選(xuǎn)型(xíng)不合理,量(liàng)程不合適,上(shàng)下遊直管(guǎn)段長度不足,安裝不正確,流體物性(xìng)偏離設計狀(zhuàng)態太大,工況條(tiáo)件超過允(yǔn)許值,脈動流影響,振動等環境條件太嚴酷等,還可以舉出很(hěn)多(duō)。因此(cǐ)流量測量是一個係統問題,包括檢測裝置、顯示裝(zhuāng)置、前後直管段、輔助設備(bèi)。而應用技(jì)術的研究,還包括測量對象本身,僅僅流量計本體性(xìng)能好並不能保證獲得要求的測量效果。
流量測量(liàng)儀表應用技術研究的目標是正確的使用,主要有下麵(miàn)幾個具體內容。
(1)提高開表率:在儀(yí)表設備管理中,開表率的(de)定義(yì)是儀表總台數一未正常使用的儀表台數)/儀表總台數(shù)。因此,提高開表率就是要減少無法投入正常使(shǐ)用的儀(yí)表。在設計院中,自控所設計的測量係統,開(kāi)表率是反映設計(jì)人員工作質量和技術熟練程度的重要指標之一,經驗豐富和認真(zhēn)負(fù)責的設計人員,能使開表率達到95%以(yǐ)上,或通過整改達到95%以上。但是在(zài)市場經濟的條件下,工程(chéng)公司往往對業主(zhǔ)實行交鑰匙承包做法,要求做到(dào)的開表率就(jiù)不是95%,而是100%,所設計的儀表係統如果不能正常投入使用,要(yào)為工程公司(sī)負責,那就是進行整改或更換(huàn)儀表,這就意味(wèi)著經濟損失。因此,儀表應用(yòng)技術的研究具有(yǒu)現實的經濟意義(yì)。
開表率是(shì)儀表應用技(jì)術水平和儀表本身品質的綜合表現。測量方法和(hé)儀表對測量對象、使用環境的匹配、協調、優(yōu)化、以及在此之前的(de)設計選型和(hé)安裝調試等環(huán)節都是影響開表率的重要因素(sù)。
這些年來,我國的流(liú)量測量儀表應用技術獲得了長足的進(jìn)步,流量測量儀表的開表率有了很大提高,這一方麵是由於儀表人員整體技術水平有了明顯提高,責(zé)任(rèn)意識有所增強,更重要的是儀表的品質比以(yǐ)前計劃經(jīng)濟年代有了大幅度提高,進(jìn)口儀(yí)表和引進國(guó)外先進技術組裝的儀(yí)表比(bǐ)重在上升,尤其是儀表普通實現智能化後,測量範圍可(kě)調比大大擴展,以前由(yóu)於測量範圍選擇不合(hé)適而(ér)無法投入(rù)正常使用的儀表,通過變更量程一般都能投入(rù)使用。
(2)保證度:流量度指的是流量測量係統所獲得的準確度,它同流量計本(běn)身的準確度是有區別。僅僅流量計本身(shēn)性能好,準確度高(gāo),並不一定能獲得較高的度。
要保(bǎo)證流量(liàng)測量係統的準確度,除了(le)合理的選型,正確安裝與調試,及時(shí)的維護和保養(yǎng)之外,應用智(zhì)能化技術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(yī)項有效的方(fāng)法。例如(rú)對液體的溫度膨脹(zhàng)係數進行(háng)補償,對氣體的(de)溫度、壓力和壓縮係數進(jìn)行補償,對差壓式流(liú)量計的雷諾數影響和流束膨脹係數進(jìn)行補償,對各種流量計流量係數(shù)的非線性進行補償,對容積式(shì)流量計、渦街流量計的(de)溫度影響(xiǎng)進行(háng)補償,對超聲流(liú)量計的(de)速度分布進行補償等(děng)。這種補償和校正是用係(xì)統的方法將檢測部分所(suǒ)固有(yǒu)的、依(yī)靠其本身無法獲(huò)得克服的誤差進行處理,使之消(xiāo)除或獲得基本消除。實踐表明,這一方法簡單有效,很有發展前途。
在保證度諸多的方法中,在線實流校(xiào)準占(zhàn)有重要(yào)地位(wèi)。以前大多采用(yòng)離線方法校準流量計(jì),使用該方法檢(jiǎn)定的(de)流量計經誤差修正後雖然準確度較高,但因其檢定時管路的參比條件與(yǔ)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(yì),檢定時的環境條件與儀表使用場所的實際環境不相同(tóng),從而造成附加的(de)使用誤差,降低(dī)了度。在線實流校準法是(shì)解決這一問題的有效方法。例如,油品計量站在建設階段就(jiù)預留(liú)標準體積管連接口,接入標準體積(jī)管(guǎn)後,通過閥門切換可以實現對計量站中(zhōng)各台流量計實現在線實流校準。現(xiàn)在,在(zài)天然氣的分配站也要求采用在線實流校準的方(fāng)法。
(3)提高流量測量係(xì)統的可靠性:用於(yú)安全聯鎖(suǒ)報警的流量儀表如(rú)果不可靠,應該聯鎖動作時不動作,容(róng)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。工業爐窯中的燃料流量計如果不可靠,造成流路堵塞,容易導致(zhì)爐子熄火,釀成事故。用於(yú)過程控製的流量儀表如果不可靠,容易為調節係統發出錯誤信息,導致調節係統失調,破壞過程的穩定,影響產品的質量、產量和物耗,造成損失。用於財務結算計量的流量計如果不可(kě)靠,容易引起計量失準,引發計量糾紛和為企業帶來損失。可以看出流量儀表的可靠性是重(chóng)要的。
提高流量測(cè)量可靠性的途徑主要(yào)是(shì)提高儀表本身的可靠性,選用可靠性高的儀表進行可(kě)靠(kào)性設計。近年來,流量測量儀表的可靠性(xìng)獲(huò)得了顯著(zhe)的提(tí)高,主要表現在以下(xià)幾方麵:
①儀表本身的可靠性有了顯著提高。
②通(tōng)過改(gǎi)進儀表的結構設計(jì),使係統可靠性獲得提(tí)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構(gòu),電磁流量傳感器電極的帶壓更換結構,渦街流量傳感器采用管(guǎn)外安裝(zhuāng)超聲探頭的結構等,都能在儀表(biǎo)損壞後的修理過程大大縮短(duǎn)修複(fù)時間。
③引入(rù)冗餘技術。如采用雙傳感(gǎn)器,並對(duì)傳感器的正常與否進行自動判斷(duàn),將(jiāng)發生故障的那路信(xìn)號予以剔除。
④引入自診斷技術,並通過現場(chǎng)總線將診斷結果送到操作站(zhàn)或(huò)專用的(de)設(shè)備管理係統(AMS)予以顯示報(bào)警(jǐng),以及時(shí)發(fā)現故障,及早(zǎo)采取(qǔ)措(cuò)施。
(4)節省(shěng)費用:這裏所說的費用除(chú)了儀表購置費之外,還應計入附件購置費、安裝調試費、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入的折舊費也不是可忽視的。
有些類型的流量計(jì)雖然購置費較低(dī),但增設上下遊切斷閥和旁通閥等輔助(zhù)設備,有時輔助(zhù)設備的(de)費用大大超過流量計本身(shēn)的購置費。
在儀表選型中應避免片麵追求高性能,高準確度,因為這(zhè)樣做不僅增加了購置費,而且往往備品備件費也相應增(zēng)加。優的設計選型是在滿足使用要求的前提下(xià),儀(yí)表的可靠性高,維修方便(biàn),費用(yòng)省(shěng)的那個方案。
(5)安全(quán)性:有(yǒu)些被測流(liú)體屬易燃易爆介質,有些儀表安(ān)裝場所屬易燃易爆場所,儀表的選型、係統設計和安裝(zhuāng)都應符合防爆規程。
除了上述目標之外,還應滿足使用的其他要求,如壓損要求(qiú)、衛(wèi)生要求、防護要求等,還應注意維修方便,有的還(hái)應考慮便於實施強製檢定。
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