流量儀表的應用探析

王函滔 張 赟

（浙江省計量科學研究院，浙江 杭州310013）

0 引言

國務院2011年頒發(fā)的《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》指出，要重點推動有色金屬、電力、建材、印染等行業(yè)的節(jié)能減排工作，加大工業(yè)節(jié)能減排力度。而上述工業(yè)單位在選擇流量儀表時面臨著很多問題。首先，儀表的現(xiàn)場工作條件同實驗室校驗的工作條件相差懸殊，且很難確定精度偏離，再加上校驗開銷與檢驗設備的費用高昂，使得周期校驗難上加難。其次，流量儀表中流量屬于動態(tài)量，其檢測件可靠性不佳，再加上工作環(huán)境條件較差，故很難得到高精確度。再者，我們都知道，儀表的結(jié)構(gòu)主要是大口徑，唯有在停止生產(chǎn)時才可拆修，且部分生產(chǎn)環(huán)節(jié)是一環(huán)緊扣一環(huán)的，唯有在大修時才能停流；若中間儀表出現(xiàn)故障，則不能檢修。

1 流量儀表的應用

在選擇流量儀表時，應綜合考慮流體特征、經(jīng)濟因素、環(huán)境條件、儀表性能以及安裝要求等因素。如果考慮得不夠周到，就有可能會使流量儀表的測量精度無法達標。為此我們要充分結(jié)合工況的實際條件以及儀表的運用條件來挑選恰當?shù)牧髁績x表。而流量儀表的選型及其準確性同人員技術(shù)、使用的環(huán)境條件有著直接的聯(lián)系。

1．1 天然氣計量

（1）中斷供氣是萬萬不能的，為了確保連續(xù)輸氣，計量回路與計量站可以安設旁通。對重要的大流量用戶而言，并聯(lián)雙計量回路是最佳選擇。但是為了防止非計量流失，并聯(lián)雙計量回路上、下游閥與旁通閥應將耐性、性能較佳，具備檢漏裝置的截斷閥關(guān)閉。

（2）天然氣計量是一種大宗能源計量，其流量值愈大，結(jié)算金額就愈多。而天然氣計量所搭載的計量儀表的單價和準確度息息相關(guān)，準確度愈高，其單價也就愈高。但計量值較小的計量系統(tǒng)通常承受不起高價、高準確度儀表。為了達標，就只能降低要求。

（3）流體屬于易爆易燃物，其具備危險風險的區(qū)域應依據(jù)GB3836．1分級。在危險區(qū)中，不管是什么電氣設備與儀表的選型、安裝，均應當與GB3836的規(guī)定相符。

（4）不管哪一個環(huán)節(jié)均需計量，在采集環(huán)節(jié)中流體受到污染，氣體夾雜著液體，甚至混雜著固態(tài)物質(zhì)，導致不一樣的氣井壓力之間存在著很大的差異。而運輸環(huán)節(jié)的流體壓力也是相當高的，若分配至最終用戶手中，壓力也許就會變得極低。所以在測量流量時，應充分認識流體的詳細條件以及工況，切莫以偏概全。

1．2 油品計量

在油品計量中，值得注意的是化工與石油行業(yè)內(nèi)流量測量的特征及其防爆要求。就算被測流體不屬于易爆易燃物，但由于其所處區(qū)域為易爆易燃場所，故在儀表選型時應遵守防爆規(guī)程。而石油儲運行業(yè)需要使用大量流量儀表，據(jù)統(tǒng)計，每年均有大量成品油由油庫轉(zhuǎn)送至加油站抑或下一級油庫，再經(jīng)計量后傳送給最終用戶。而加油站幾乎遍布全國各地，每一個加油站均配備了大量加油機以便將成品油銷售出去。

成品油品種繁多，主要包括煤油、航空汽油、汽油、潤滑油、柴油等。但是，因接收油品的槽船、槽車抑或車輛的油箱等均安設在可移動設備上，故此油品通過流量計計量后會經(jīng)柔性管道傳輸至接收方，這就要求人們重視油品的安全問題。同時管道內(nèi)壁和高速流動的油品之間容易衍生出靜電，所以應在管道設計過程中積極采取靜電接地手段，把形成的靜電電荷導入大地。另外，靜電接地系統(tǒng)還需和發(fā)油控制系統(tǒng)聯(lián)鎖，若靜電接地失去效用，則應立即停止發(fā)油。

1．3 用水計量

自來水為水廠的成品，其管理以及分配網(wǎng)上均迫切需要很多大口徑流量計。而用水計量對流量計的要求有：（1）有較高的測量范圍度。一般來說，家庭用戶是間歇用水，就算是大的企事業(yè)機構(gòu)，無論在何時、在哪一個階段，其耗水量均存在很大的差別。（2）計量數(shù)據(jù)是為貿(mào)易結(jié)算服務的，其測量有著較高的精確度要求，依據(jù)GB／T17167的規(guī)定應滿足±2．5%R的精確度要求，部分用戶甚至要求達到±0．5%R的標準。（3）原水壓力小、潔凈度比較差，因此其若在大口徑管道中低速流動，容易在管壁上累積淤泥。為此在儀表設計選型時應充分考慮淤泥這一因素，在工程安裝與設計時要做好處理淤泥問題的預案。（4）在選擇自來水與原水主管道上的流量計時，為了節(jié)省泵送開銷，應選取阻力小、口徑大的流量計。（5）由于環(huán)境惡劣，大口徑管道一般是埋地敷設的，而大部分流量計通常被安設于儀表井內(nèi)，稍有差池就會引發(fā)雨水淹沒儀表事件，這就要求流量計具備IP68的環(huán)境防護能力。（6）要想確保周期檢定與現(xiàn)場數(shù)據(jù)可比對性，就應加大流量計的前后直管段，并預留好檢測計量用直管段。

如今，人們對儀表選型的看法趨近統(tǒng)一。為了更好地進行貿(mào)易結(jié)算，針對小口徑流量測量可采用旋翼式水表；而為了充分符合上述要求，針對大口徑流量可采用電磁流量計。

1．4 蒸汽計量

（1）和發(fā)電相關(guān)的蒸汽流量測量有著壓力高、流體溫度高的特性，就連幾MW的小機組蒸汽溫度都會超過420℃。雖然時常會推出新型流量計，但是大部分流量計依舊很難在這么惡劣的環(huán)境下工作。而當前穩(wěn)占傳統(tǒng)市場的節(jié)流式差壓流量計測量對象流量變動區(qū)間較小，時常滿載滿發(fā)，故不會造成一些實質(zhì)性影響。

（2）在城市供熱網(wǎng)中，用于測量蒸汽流量的流量計因流體壓力與溫度大幅降低而可選擇的空間大大拓展。然而在傳統(tǒng)觀念的束縛下，大部分對象依舊采用節(jié)流式差壓流量計，只有小部分選用渦街流量計。而在壓縮氣體計量領(lǐng)域中，主要采用的是速度式流量計以及金屬浮子流量計等。值得注意的是，在選擇流量儀表口徑時，務必要挑選與其流量范疇相匹配的，切莫出現(xiàn)小口徑大流量、大口徑小流量的情況。

2 流量儀表工作中的相關(guān)要求

（1）在測量時，要求流體介質(zhì)潔凈、單一且不夾雜任何雜質(zhì)。同時，流體在流動時的密度、溫度以及壓力均應為恒值，若期間出現(xiàn)什么變動，為了確保測量的精確性，應配備壓力、溫度補償機構(gòu)。

（2）流量儀表在工作過程中，其實際操作環(huán)境條件至關(guān)重要。在管道施工時，務必確保流量儀表前端具備10 D～15 D（D為內(nèi)徑）的前直管段，具備超過5 D的后直管段，同時，管道內(nèi)壁也務必滿足光潔度的要求。含堿量或含酸量高等有腐蝕性的介質(zhì)選用不銹鋼管為宜，以免被銹蝕、腐蝕。安設了溫度測量與壓力測量處務必滿足相關(guān)的檢定規(guī)程要求，測量管道前后切莫出現(xiàn)閥門、節(jié)流件以及彎管等情況，以免形成流體中的擾流給計量準確度造成影響。

（3）隨著科技的發(fā)展，遠傳型儀表與電子類儀表越來越多，而與流量計相配套的顯示儀表是一個相互配套的統(tǒng)一整體。為此，在傳輸數(shù)據(jù)時應盡量規(guī)避電磁干擾，且做好防干擾預案；在安設使用之前，務必通過校準與檢定，不然就會出現(xiàn)儀表程序中參數(shù)有偏差、計量失準等現(xiàn)象。

3 流量儀表的檢測

按國家計量法律法規(guī)的規(guī)定，在貿(mào)易結(jié)算、節(jié)能環(huán)保、安全防護、醫(yī)療衛(wèi)生方面，流量儀表務必實施強制性周期檢定。然而當前因部分流量儀表體積大、笨重、拆卸難度大、送檢費用高昂，致使有些企業(yè)不愿送檢，進而導致此類流量儀表喪失了測量的可靠性。而從最近幾年的相關(guān)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，流量儀表送檢率低于50%。但在科技的推動下，在科學計量上國家增加了資金投入，積極提升檢測機構(gòu)的在線計量檢測技術(shù)水準，以逐漸滿足各大行業(yè)在線檢測的需要。

4 結(jié)語

總而言之，我們應重視流量儀表各個方面的特征，盡力滿足其使用條件要求，開展節(jié)能降耗工作，盡可能降低能耗指標。同時，要加大內(nèi)部計量管理與企業(yè)之間的貿(mào)易結(jié)算力度，以推動我國國民經(jīng)濟的發(fā)展。