流量測(cè)量準(zhǔn)確度的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證

五.流量測(cè)量準(zhǔn)確度的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證5-01

5.1流量測(cè)量系統(tǒng)的零點(diǎn)校驗(yàn)（1）保證流過流量計(jì)的流體確實(shí)為零。（2）流量計(jì)測(cè)量管道中必須充滿被測(cè)介質(zhì)（對(duì)于電磁流量計(jì)尤為重要）（3）小信號(hào)切除應(yīng)先退出再檢查流量計(jì)零點(diǎn)。（4）渦街流量計(jì)在流量為零時(shí)，容易引入干擾，尤其是管道和環(huán)境的振動(dòng)。（5）差壓式流量計(jì)中，差壓變送器零點(diǎn)好并不等于流量計(jì)零點(diǎn)好。5-02

5.2用容積法校驗(yàn)流量計(jì)

適用于小口徑液體流量校驗(yàn)。流量校驗(yàn)點(diǎn)一般取常用流量?？稍诓挥绊懮a(chǎn)操作的情況下進(jìn)行。容器的容積不應(yīng)小于1min的輸送量。圖6.14容積法校驗(yàn)系統(tǒng)圖5-03

5.3用稱量法校驗(yàn)流量計(jì)

適用于公稱通徑較小的液體流量校驗(yàn)。不適用于腐蝕性流體。以衡器為標(biāo)準(zhǔn)器，質(zhì)量與密度計(jì)算得到體積流量。圖6.15稱量法現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)管路連接圖5-04

5.4標(biāo)準(zhǔn)表法現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)比對(duì)（一）

標(biāo)準(zhǔn)表法既適用于液體也適用于氣體。

標(biāo)準(zhǔn)表準(zhǔn)確度足夠時(shí)，可實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)、校準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)表準(zhǔn)確度等級(jí)不夠時(shí)，可實(shí)現(xiàn)比對(duì)。前后直管段長(zhǎng)度必須滿足規(guī)程要求。圖6.16標(biāo)準(zhǔn)表法現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)管路連接圖5-05

標(biāo)準(zhǔn)表法現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)比對(duì)（二）

用體積管或多聲道超聲流量計(jì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)用接口必須事先準(zhǔn)備好。

天然氣門站計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)中，就要求若干臺(tái)用于交接的流量計(jì)要配一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)表，通過閥門切換可對(duì)各臺(tái)流量計(jì)進(jìn)行檢定。圖5.2成品油裝船批量控制系統(tǒng)5-06

標(biāo)準(zhǔn)表法現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)比對(duì)（三）用夾裝式超聲流量計(jì)對(duì)流量計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)。①管道中流體的雷諾數(shù)ReD對(duì)超聲流量計(jì)的示值有影響，在ReD≥5000后，儀表才能穩(wěn)定指示。所以流速太低時(shí)，不宜使用。

②管道內(nèi)流體流速分布不均勻，對(duì)儀表示值影響較大。如果換能器安裝位置上、下游存在彎頭、異徑管、閥、泵或管道內(nèi)有阻流物等，流體形成橫向二次流，流速分布偏離，在直管段長(zhǎng)度不夠時(shí)，測(cè)量精確度下降，在有旋渦的情況下甚至不能測(cè)量。圖6.18上游直管段的影響5-07

標(biāo)準(zhǔn)表法現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)比對(duì)（四）③管道內(nèi)徑和壁厚尺寸必須實(shí)際精確測(cè)量，不能用各義值代替。據(jù)富士電機(jī)公司資料介紹，管道內(nèi)徑誤差±1％，會(huì)引起約±3％的流量誤差。

④注意管道內(nèi)壁沉積結(jié)垢，因?yàn)檫@使得聲道偏離原預(yù)設(shè)的聲道，也改變了流通截面積。有的舊管道結(jié)垢嚴(yán)重或起皮，以致無法正常測(cè)量流量。圖6.22換能器安裝位置5-08

標(biāo)準(zhǔn)表法現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)比對(duì)（五）⑤換能器安裝在水平管道上時(shí)，為避開管道頂部可能存在的氣隙和底部可能沉積的泥沙或其他固形物，應(yīng)盡可能安裝在與水平成±45°角的位置，如圖6.19所示。

⑥換能器不能安裝在管道焊縫或法藍(lán)安裝處。圖6.23安裝避開焊縫和法藍(lán)5-09

標(biāo)準(zhǔn)表法現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)對(duì)比（六）⑦保證直管段長(zhǎng)度

圖6.24直管段基本要求5-10

5.5驗(yàn)證方法之一物料平衡法原理：質(zhì)量守恒

流體從封閉管道的一端連續(xù)地流到另一端，在管道內(nèi)充滿被測(cè)流體而且工況穩(wěn)定的條件下，可忽略管道中物料滯留量的變化，因而在管道的始端和末端所測(cè)量到的流體總量應(yīng)是相等的。

用于物料交接的一根管道上，交接雙方各裝一套計(jì)量表。鍋爐的產(chǎn)汽流量應(yīng)與進(jìn)水流量相等（停止排污時(shí)）。各分表之和總表示值應(yīng)相等。用凝結(jié)水的總量驗(yàn)證蒸汽量。

5-11物料平衡驗(yàn)證法的應(yīng)用案例（一）案例1：云南煙草

案例：一根管道兩臺(tái)表，一臺(tái)是E+HDN200渦街，另一臺(tái)是DY150，用戶訴F≥5t/h，兩臺(tái)表示值相符，F(xiàn)小時(shí)，相差很多。

診斷：P=1.6MPa,DN200儀表最小可測(cè)流量為3.5t/h，F(xiàn)＜5t/h后，靠近最小可測(cè)流量。

案例2：上海金茂大廈PRV6流量計(jì)口徑太大引出的問題進(jìn)分配器是四臺(tái)10t/h鍋爐，出分配器有7路，四進(jìn)七出之間的總量平衡，冬季很好，但夏季，管損大于10%。原因：分表中一臺(tái)口徑太大，在夜間流量小于最小可測(cè)流量。

5-12物料平衡驗(yàn)證法的應(yīng)用案例（二）案例3：鍋爐進(jìn)水溫度偏低，引起產(chǎn)汽量比進(jìn)水量大2%。青島某廠的一臺(tái)220t/h電站鍋爐，發(fā)汽流量總是比鍋爐進(jìn)水流量大2%。原因：高加未開，進(jìn)水溫度比設(shè)計(jì)條件低50℃，導(dǎo)致密度偏高4%。

5-13超聲流量計(jì)直管段長(zhǎng)度不夠引出的問題例4：有一幢大樓低區(qū)冷凍水系統(tǒng)（見圖6.25）流量測(cè)量總表與各分表示值之和差5％。該系統(tǒng)共有12臺(tái)分表，管徑從DN80～DN200，均用IFM型電磁流量計(jì)測(cè)量流量，而總管為DN600，采用AT868型夾裝式超聲流量計(jì)測(cè)量流量。

圖6.25低區(qū)供冷系統(tǒng)5-14間歇發(fā)料系統(tǒng)的回流引入的誤差例5：間歇發(fā)料系統(tǒng)，停泵期間泵出口外管內(nèi)存料返回到泵的進(jìn)口。圖6.26液料間歇輸送系統(tǒng)

上海某氯堿廠用泵將料液從一個(gè)部門打到另一個(gè)部門。

輸送量由一臺(tái)智能電磁流量計(jì)測(cè)量。

當(dāng)一批料輸送完畢泵即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，于是泵出口外管內(nèi)的料液返回泵的進(jìn)口。由于外管直徑大，線路長(zhǎng)，所以每次返回量較大。流量計(jì)所計(jì)總量比儲(chǔ)槽中用容積法所計(jì)總量大。5-15并聯(lián)運(yùn)行的兩臺(tái)鍋爐產(chǎn)汽流量重復(fù)計(jì)量圖6.27鍋爐蒸汽計(jì)量系統(tǒng)圖

兩臺(tái)鍋爐中一臺(tái)發(fā)汽另一臺(tái)熱備。發(fā)現(xiàn)發(fā)汽量比耗汽總量大很多。原因之一：熱備鍋爐自然散熱。原因之二：蒸汽壓力波動(dòng)時(shí)，備用爐汽包充汽—排汽，導(dǎo)致流量計(jì)潛動(dòng)。原理：將與被測(cè)流量相關(guān)聯(lián)的有關(guān)數(shù)據(jù)代入熱量平衡方程式，計(jì)算出流量理論值，用以驗(yàn)證流量計(jì)示值。例7：有一臺(tái)除氧器用壓力為p=1.2MPa（表壓力），溫度為250℃的蒸汽經(jīng)減壓后直接加熱進(jìn)水，除氧器進(jìn)水溫度為45℃，出水溫度為105℃，在鍋爐產(chǎn)汽流量為15t/h的條件下，除氧器消耗蒸汽應(yīng)為多少？解：設(shè)除氧器加熱蒸汽流量為xkg/h，則除氧器進(jìn)水流量應(yīng)為(15000–x)kg/h，從蒸汽的溫度和壓力參數(shù)查表知其比焓為2954kJ/kg，1kg蒸汽變成105℃冷凝水放出的熱量為2514kJ，則根據(jù)熱量平衡關(guān)系有下面的方程式成立。單位質(zhì)量蒸汽放熱量·蒸汽流量＝水的比熱容·（出水溫度－進(jìn)水溫度）·進(jìn)水流量將已知數(shù)據(jù)代入上式得：2541x=4.1868·（105－45）·（15000－x）x=1363kg/h5-165.6驗(yàn)證方法之二：能量平衡法根據(jù)設(shè)備能力來估算流量是個(gè)“古老”的方法，早在幾十年前，煤氣公司就用煤氣壓縮機(jī)開機(jī)臺(tái)時(shí)作為輸送煤氣的計(jì)量手段，直到有了較先進(jìn)的煤氣流量計(jì)的現(xiàn)在，這一方法仍作為監(jiān)視、核對(duì)流量計(jì)示值的手段。運(yùn)用該方法時(shí)，應(yīng)注意下面各點(diǎn)：a.壓縮機(jī)出口壓力應(yīng)為規(guī)定值，因?yàn)槌隹趬毫Σ煌瑝嚎s機(jī)的內(nèi)泄量也相應(yīng)變化。如果達(dá)不到規(guī)定值，應(yīng)計(jì)入此因素對(duì)排氣量的影響。b.設(shè)備的效率同其完好狀況密切相關(guān)，在其完好狀況不佳時(shí)，輸出流量相應(yīng)減小。c.

壓縮機(jī)畢竟不是計(jì)量器具，它沒有計(jì)量準(zhǔn)確度的概念，同一種型號(hào)同一個(gè)規(guī)格的壓縮機(jī)，在規(guī)定的條件下考核，排氣量也允許有-5%~+10%的差異[15]。多年來人們沿用這一方法，一是煤氣壓縮機(jī)出現(xiàn)得早，在其投入工業(yè)應(yīng)用時(shí)，還沒有合適的流量計(jì)可選用；二是有“定排量”（positivedisplacement）的概念，即壓縮機(jī)每旋轉(zhuǎn)一周或每往復(fù)一次，就有固定量的氣體被吸入和排出。三是因?yàn)槌隹趬毫艿?，機(jī)內(nèi)泄漏可以忽略，在其他類型的壓縮機(jī)上，因?yàn)槌隹趬毫^高，機(jī)內(nèi)泄漏受多種因素影響，仍使用這個(gè)方法不夠可靠。5-175.7驗(yàn)證方法之三：設(shè)備能力估算法例8：兩臺(tái)同規(guī)格水泵由于實(shí)際性能差異引發(fā)的誤解某水廠兩臺(tái)同規(guī)格水泵輸給兩條管線，分別裝有DN600mm電磁流量計(jì)，布置如圖6.25所示。該水廠運(yùn)行人員從泵銘牌上的額定流量來核對(duì)儀表讀數(shù)，稱泵A通A表（即關(guān)閉閥C）儀表誤差+(10～15)%，泵B通B表誤差為－5%，認(rèn)為兩臺(tái)儀表均不準(zhǔn)確。儀表廠服務(wù)人員即利用裝有閥C的有利條件，試測(cè)泵A通B表和泵B通A表的流量，得出與上述相近的數(shù)據(jù)。兩臺(tái)流量計(jì)測(cè)出同一臺(tái)泵的輸水量相近，證明除管網(wǎng)負(fù)載有些差別外，主要是兩臺(tái)水泵性能上的差異。5-18設(shè)備能力驗(yàn)證法—注意設(shè)備實(shí)際性能的差異圖6.28雙泵雙表交叉測(cè)試管線例9：揚(yáng)程差別大的泵并聯(lián)運(yùn)行誤認(rèn)為流量?jī)x表間相互干擾

吉林某廠用幾臺(tái)泵并聯(lián)輸送液體，每臺(tái)泵的下游各裝有電磁流量計(jì)，然后匯集總管輸出。各泵單臺(tái)運(yùn)行（或其中幾臺(tái)并聯(lián)）都很正常，但增開某一臺(tái)泵并入管系，原來運(yùn)行各泵的儀表指示流量明顯減少，甚至出現(xiàn)指示反向流現(xiàn)象。運(yùn)行人員認(rèn)為該特定泵所裝電磁流量計(jì)干擾了其他運(yùn)行中的儀表。經(jīng)檢查確認(rèn)為儀表正常，找出產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是所增開泵的揚(yáng)程比其他高得多，致使壓抑低揚(yáng)程泵的輸出，使之減少甚至倒流。5-19設(shè)備能力驗(yàn)證法—注意泵的揚(yáng)程差異例11：往復(fù)式空壓機(jī)排氣量受吸入口溫度影響大某儀表公司為上海某柴油機(jī)廠空壓站配置空氣流量計(jì)14臺(tái)，用于往復(fù)式空壓機(jī)出口流量和空壓站出口總管流量測(cè)量。儀表在夏季投運(yùn)后，帶溫壓補(bǔ)償?shù)牧髁坑?jì)所顯示的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量值普遍比空壓機(jī)鉻牌數(shù)據(jù)低，廠方未對(duì)此提出異議。因?yàn)橐咽褂脦啄甑剿氖甑睦蠙C(jī)器出力不足是可以理解的。但是到了冬季，流量計(jì)示值普遍大幅度升高，有一部分高于銘牌數(shù)據(jù)，于是廠方提出異議：

a.

已使用了幾十年的老機(jī)器排氣流量如此高不可能。b.

排氣量比銘牌數(shù)據(jù)還高，也是不可能的。

儀表公司解釋說，空壓機(jī)排氣流量冬季增大是因?yàn)榭諌簷C(jī)吸入口空氣溫度降低、密度增大所引起，一段氣缸每往復(fù)一次吸入的空氣體積是常數(shù)，但其質(zhì)量隨空氣密度成正比增加。夏季大氣溫度以30℃計(jì)，按理想氣體定律，大氣溫度降到0℃時(shí)，空氣密度增大約11％，僅此一項(xiàng)，冬季的流量就有可能比夏季流量高11％。

其次，空壓機(jī)排氣量考核時(shí)其吸入氣體溫度是以20℃為參考點(diǎn)，如果吸入口溫度降為0℃，則吸入口空氣密度比20℃條件下密度增大約7.3％，因此，排氣流量高于銘牌數(shù)據(jù)也屬正常。5-20設(shè)備能力驗(yàn)證法—注意工況的變化5-215.8驗(yàn)證方法之四：流量增量驗(yàn)證法

在不影響生產(chǎn)、不影響正常運(yùn)行的前提下，采用合適的方法使流量計(jì)示值有一個(gè)顯著的增量，并對(duì)引起這一示值的增量所對(duì)應(yīng)的流體的增量進(jìn)行較準(zhǔn)確的測(cè)量。一臺(tái)理想的流量計(jì)，其顯示值與實(shí)際流量的關(guān)系可用圖6.30中的一根直線來表示，這是一根通過原點(diǎn)的與橫坐標(biāo)夾角為45°的直線。

增量驗(yàn)證法其實(shí)是一種最簡(jiǎn)單的模型辨識(shí)，在應(yīng)用這一方法時(shí)，有幾條要領(lǐng)值得重視。圖6.30流量計(jì)理想示值與流量的關(guān)系例12循環(huán)水流量的增量驗(yàn)證法。上海某藥業(yè)公司在組建全廠能源計(jì)量管理網(wǎng)絡(luò)過程中，對(duì)新裝的一套循環(huán)水流量計(jì)的顯示值提出異議。該計(jì)量點(diǎn)安裝的是KROHNEDN200電磁流量計(jì)，流量測(cè)量范圍為0~200m3/h。流量計(jì)安裝在地面上，流量計(jì)下游的管道上方有一個(gè)DN20排氣閥。工藝專業(yè)認(rèn)為，該路循環(huán)水應(yīng)有100m3/h左右的流量，可是，儀表顯示值只有5m3/h多一些，變化幅值也不大。于是懷疑儀表誤差大。5-22流量增量驗(yàn)證