流量儀表測量技術研究目標(biāo)的幾點具體內容
隨著科學技術的發展,時至今日,在(zài)流量測量領域,各種測量技術和相(xiàng)關流量測量(liàng)儀表已發展出許多種類。針對於測量對象複雜(zá)性不斷增加,決定了流量測量儀(yí)表在應(yīng)用的技術方麵複雜性變得更為龐雜。現在的流量測量儀表都與數字自動化技術已經緊密相關,已經與傳統意義上的度量衡計量器具有著天壙之別(bié)了,實際應用中不僅要將流量計安(ān)裝到位,投產後就(jiù)要能準確穩定地提供測量數據,也需(xū)要對於後期的維護和升級的成本小化做一(yī)個科學的考慮。
根(gēn)據技術人員在一次某大(dà)型項目改造(zào)前期調查收集的統計資料中發現,以前現場(chǎng)裝用著的千餘台流量儀表約有60%所選擇地測量方法不是合適或(huò)不正確,其餘地40%中,約有一半(bàn)雖然測量方法合適,卻存在現場(chǎng)布置和安裝地不合理現象,這些(xiē)不合適、不正確和不合理,帶(dài)來了相應地測量誤差。可以這樣說,包括流量儀表在內的過(guò)程儀表的測量,實際投產測量的(de)過程中,對於
因此流量測量是一種強烈依賴於使用(yòng)條(tiáo)件地測量(liàng),在實驗室(shì)流量計可以獲得高地(dì)準確度,但是在(zài)使用現場,一旦流體條件或環境條件(jiàn)有大的變化,不僅準確度無法保證,甚至無法進行(háng)正(zhèng)常測量。

一台流量計出廠校驗其誤差優於±0.5%,但是新(xīn)的儀表安裝到現場開表後(hòu)誤差可(kě)能增至±5%~±10%並不罕見。造成(chéng)這種情況的(de)原因(yīn)多種多樣,如選型(xíng)不合理,量程不合適,上下遊直管段長度不足,安裝不正確(què),流體物性偏離設計狀態太大,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,還可以舉出很多。因此流量測量是一(yī)個係(xì)統問題,包括(kuò)檢測裝置、顯示裝置、前後直管段、輔助設備(bèi)。而應用(yòng)技術的研究,還包括測量對象(xiàng)本身,僅僅流量計本體性能好並不(bú)能保(bǎo)證獲得要求的測量效果(guǒ)。
流量測量儀表應用技術研究的目標是正確的使(shǐ)用,主要有下麵幾個具體內容。
(1)提高開表率:在儀表設備(bèi)管理中,開表(biǎo)率的定(dìng)義是儀表總(zǒng)台數(shù)一未正常使用(yòng)的儀表台數)/儀表總台數。因此,提高開表率(lǜ)就是要減少無法投入正常使用(yòng)的儀表。在設計院中,自控所設計的測量係統,開表率(lǜ)是反映設計人員工(gōng)作質量和技術熟練程度的(de)重要指標之一,經驗豐富和認真負責的設計人員,能使開表率達到95%以上,或通過整改達到95%以上。但是在市場經濟的條件下,工程公司往往對業主(zhǔ)實行交鑰匙承包(bāo)做法,要求做到的開表率就(jiù)不是95%,而是100%,所設計的(de)儀(yí)表係統如果不能正常投入使用,要為工程公司負責,那就(jiù)是進行整改或更換儀表,這就意味著經濟損失。因此,儀表應用技術的研究具有現實的經濟意義。
開表率是(shì)儀表(biǎo)應用技術(shù)水平和儀(yí)表本(běn)身品質的綜合表現。測量方法和儀表對測量對象、使用環境的匹配、協調(diào)、優化、以及(jí)在(zài)此之(zhī)前的設計選型和安裝調試等環節都是影(yǐng)響開表率的重要因素。
這(zhè)些年來,我國的流量測量儀表應用技術獲(huò)得了長足的進步,流量測量儀(yí)表的開(kāi)表率有了(le)很大提高,這一方麵是由於(yú)儀表人員整體技術水平有了明顯提高,責任意識有所增強,更重要的(de)是儀表的品質比(bǐ)以前計劃經濟(jì)年代有了大幅(fú)度提高,進(jìn)口儀表(biǎo)和引進國外先進技術組裝的儀表比重在上升,尤其是儀表普通(tōng)實(shí)現智能化後,測量範圍可調比大大擴展,以前(qián)由於測量範圍選擇不合適而無(wú)法投入正常使用(yòng)的儀表,通過變更量程一般都能(néng)投入(rù)使用。
(2)保(bǎo)證度:流量度指的(de)是流量測(cè)量係統所獲得的準確度(dù),它同流量計(jì)本身的準確度(dù)是有區別。僅僅流(liú)量計本身性能好,準(zhǔn)確度高,並不一定能獲得較高的度。
要保證流量測量係統的準確度,除了合理的選型,正確(què)安裝(zhuāng)與調試,及時的維護和保養之外,應用智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項有效的方法。例如對(duì)液體的溫度膨脹係數進(jìn)行(háng)補償,對氣體的溫度、壓力和壓縮係(xì)數(shù)進行補償(cháng),對差壓式(shì)流量計(jì)的(de)雷諾數影響和流束膨脹係數進行補償,對各種流量計流量(liàng)係數的非線性進行補償,對容積式流量計、渦街流量計的溫度影響進行(háng)補償,對超聲流(liú)量(liàng)計的(de)速度分布進(jìn)行補償等。這種補償和校正是用係統的方法將檢測部分所固有的、依靠其本身無法獲得克服(fú)的誤差進行處理(lǐ),使之消除或獲得基本消除。實踐表明,這一方法簡(jiǎn)單有效,很有發展前途。
在保(bǎo)證度諸多的方法中,在線實流校準占(zhàn)有重要地位。以前大多采用(yòng)離線方(fāng)法校準流量計,使用該方法檢(jiǎn)定的流(liú)量計經誤差修正(zhèng)後雖然準確度較高,但因其檢定時管路的參比條件與(yǔ)實(shí)際使(shǐ)用時不(bú)同,檢定時(shí)流體(tǐ)性質與實際(jì)使用的流體有差異,檢定時的環境條件與儀表使(shǐ)用場(chǎng)所的實際環境不相同,從而造成附加的使用誤差,降(jiàng)低了度。在線實流校準法是解(jiě)決這一問題的有效方法。例(lì)如(rú),油品計量站在建設階段就預留標準體積管連接口,接入標準體(tǐ)積管後,通過閥門切換可以實現對計量站中各台流(liú)量計實現在線實流校準。現在,在天然氣的分配站也要求采用在線實(shí)流校準的(de)方法(fǎ)。
(3)提高流量測量係統的可靠性:用於安全聯(lián)鎖報警的流量(liàng)儀表如果不可靠,應該聯鎖動作(zuò)時(shí)不動作,容易釀成(chéng)事故,不該動作時亂動作,容易(yì)導致不應有的停(tíng)車,造成損失(shī)。工業(yè)爐窯中的(de)燃料流量(liàng)計如果(guǒ)不可靠,造(zào)成(chéng)流路堵塞(sāi),容易導致爐子熄火,釀成事(shì)故。用於過程控製的流量儀表如果不可靠,容易(yì)為調節係統發出錯誤信(xìn)息,導致調節係(xì)統失調(diào),破壞過(guò)程的穩定,影響產品的質量、產量和物耗(hào),造成損失。用於財務結算(suàn)計量的流量計如果不可靠,容易引起計量失準,引發計量(liàng)糾紛和(hé)為企業帶來損失。可以(yǐ)看出流量儀表的可(kě)靠性是重要的(de)。
提高流量測量可靠性的途徑主要是(shì)提高儀表本身(shēn)的可靠性(xìng),選用可靠(kào)性高的儀表進行可靠性(xìng)設計。近年(nián)來,流量測量儀表的可靠性獲得了(le)顯著的提高,主要(yào)表現(xiàn)在以下幾方麵:
①儀表本身的可靠性有了顯著提高。
②通過改進儀表(biǎo)的結構設計,使(shǐ)係(xì)統可靠性獲得提高。例如采用不斷流插入式(shì)結構,可在不影響工藝(yì)操作的情況下更換(huàn)流量(liàng)計。
超聲流量傳感器的夾裝式結構,電磁(cí)流(liú)量(liàng)傳感器電極的帶壓更換結(jié)構,渦街流量傳感器采用管外(wài)安裝(zhuāng)超聲探頭的結構等,都能在儀表損壞後的修理過程大大縮短修複時(shí)間(jiān)。
③引入冗餘技術。如采用雙傳感器,並對傳感器的正常與否進行自動判(pàn)斷,將發(fā)生故(gù)障的那(nà)路信號予以(yǐ)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(shè)備管理係統(AMS)予以(yǐ)顯示報(bào)警,以及時發現故障,及早采取措施。
(4)節省費用:這裏所說的費用除了儀表購置費之外,還應(yīng)計入(rù)附件購置費、安裝調試費、運(yùn)行費、備品(pǐn)備件費、維護和定期校準(檢定)費,而儀表的平均壽命(mìng)攤入的折舊費也不是可忽視的。
有些類(lèi)型的(de)流量計雖然購置費較低,但增設上下遊切斷閥和旁通閥等(děng)輔助設備(bèi),有時輔助設備的費用大大超過流(liú)量(liàng)計本(běn)身的購置費(fèi)。
在儀表選型中應避免片麵追求高性能(néng),高準確度,因為這樣做不僅增加了購置費,而且往(wǎng)往備品備件費也相應(yīng)增加。優的設計選(xuǎn)型是在滿足使用要求的前提下,儀表的可靠性高,維修方便,費用省的那個方案。
(5)安全性:有些被(bèi)測(cè)流體屬易燃易爆介質,有些儀表安裝場所屬易燃易爆場所,儀表的選型、係統設計和安裝都應符(fú)合防爆規程。
除了上述目標之外,還應滿足使用的(de)其他要求,如壓(yā)損要求、衛生(shēng)要求、防護(hù)要求等,還(hái)應注意維修方便,有的還應考慮便於實施強製檢定。
根(gēn)據技術人員在一次某大(dà)型項目改造(zào)前期調查收集的統計資料中發現,以前現場(chǎng)裝用著的千餘台流量儀表約有60%所選擇地測量方法不是合適或(huò)不正確,其餘地40%中,約有一半(bàn)雖然測量方法合適,卻存在現場(chǎng)布置和安裝地不合理現象,這些(xiē)不合適、不正確和不合理,帶(dài)來了相應地測量誤差。可以這樣說,包括流量儀表在內的過(guò)程儀表的測量,實際投產測量的(de)過程中,對於
因此流量測量是一種強烈依賴於使用(yòng)條(tiáo)件地測量(liàng),在實驗室(shì)流量計可以獲得高地(dì)準確度,但是在(zài)使用現場,一旦流體條件或環境條件(jiàn)有大的變化,不僅準確度無法保證,甚至無法進行(háng)正(zhèng)常測量。

一台流量計出廠校驗其誤差優於±0.5%,但是新(xīn)的儀表安裝到現場開表後(hòu)誤差可(kě)能增至±5%~±10%並不罕見。造成(chéng)這種情況的(de)原因(yīn)多種多樣,如選型(xíng)不合理,量程不合適,上下遊直管段長度不足,安裝不正確(què),流體物性偏離設計狀態太大,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,還可以舉出很多。因此流量測量是一(yī)個係(xì)統問題,包括(kuò)檢測裝置、顯示裝置、前後直管段、輔助設備(bèi)。而應用(yòng)技術的研究,還包括測量對象(xiàng)本身,僅僅流量計本體性能好並不(bú)能保(bǎo)證獲得要求的測量效果(guǒ)。
流量測量儀表應用技術研究的目標是正確的使(shǐ)用,主要有下麵幾個具體內容。
(1)提高開表率:在儀表設備(bèi)管理中,開表(biǎo)率的定(dìng)義是儀表總(zǒng)台數(shù)一未正常使用(yòng)的儀表台數)/儀表總台數。因此,提高開表率(lǜ)就是要減少無法投入正常使用(yòng)的儀表。在設計院中,自控所設計的測量係統,開表率(lǜ)是反映設計人員工(gōng)作質量和技術熟練程度的(de)重要指標之一,經驗豐富和認真負責的設計人員,能使開表率達到95%以上,或通過整改達到95%以上。但是在市場經濟的條件下,工程公司往往對業主(zhǔ)實行交鑰匙承包(bāo)做法,要求做到的開表率就(jiù)不是95%,而是100%,所設計的(de)儀(yí)表係統如果不能正常投入使用,要為工程公司負責,那就(jiù)是進行整改或更換儀表,這就意味著經濟損失。因此,儀表應用技術的研究具有現實的經濟意義。
開表率是(shì)儀表(biǎo)應用技術(shù)水平和儀(yí)表本(běn)身品質的綜合表現。測量方法和儀表對測量對象、使用環境的匹配、協調(diào)、優化、以及(jí)在(zài)此之(zhī)前的設計選型和安裝調試等環節都是影(yǐng)響開表率的重要因素。
這(zhè)些年來,我國的流量測量儀表應用技術獲(huò)得了長足的進步,流量測量儀(yí)表的開(kāi)表率有了(le)很大提高,這一方麵是由於(yú)儀表人員整體技術水平有了明顯提高,責任意識有所增強,更重要的(de)是儀表的品質比(bǐ)以前計劃經濟(jì)年代有了大幅(fú)度提高,進(jìn)口儀表(biǎo)和引進國外先進技術組裝的儀表比重在上升,尤其是儀表普通(tōng)實(shí)現智能化後,測量範圍可調比大大擴展,以前(qián)由於測量範圍選擇不合適而無(wú)法投入正常使用(yòng)的儀表,通過變更量程一般都能(néng)投入(rù)使用。
(2)保(bǎo)證度:流量度指的(de)是流量測(cè)量係統所獲得的準確度(dù),它同流量計(jì)本身的準確度(dù)是有區別。僅僅流(liú)量計本身性能好,準(zhǔn)確度高,並不一定能獲得較高的度。
要保證流量測量係統的準確度,除了合理的選型,正確(què)安裝(zhuāng)與調試,及時的維護和保養之外,應用智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項有效的方法。例如對(duì)液體的溫度膨脹係數進(jìn)行(háng)補償,對氣體的溫度、壓力和壓縮係(xì)數(shù)進行補償(cháng),對差壓式(shì)流量計(jì)的(de)雷諾數影響和流束膨脹係數進行補償,對各種流量計流量(liàng)係數的非線性進行補償,對容積式流量計、渦街流量計的溫度影響進行(háng)補償,對超聲流(liú)量(liàng)計的(de)速度分布進(jìn)行補償等。這種補償和校正是用係統的方法將檢測部分所固有的、依靠其本身無法獲得克服(fú)的誤差進行處理(lǐ),使之消除或獲得基本消除。實踐表明,這一方法簡(jiǎn)單有效,很有發展前途。
在保(bǎo)證度諸多的方法中,在線實流校準占(zhàn)有重要地位。以前大多采用(yòng)離線方(fāng)法校準流量計,使用該方法檢(jiǎn)定的流(liú)量計經誤差修正(zhèng)後雖然準確度較高,但因其檢定時管路的參比條件與(yǔ)實(shí)際使(shǐ)用時不(bú)同,檢定時(shí)流體(tǐ)性質與實際(jì)使用的流體有差異,檢定時的環境條件與儀表使(shǐ)用場(chǎng)所的實際環境不相同,從而造成附加的使用誤差,降(jiàng)低了度。在線實流校準法是解(jiě)決這一問題的有效方法。例(lì)如(rú),油品計量站在建設階段就預留標準體積管連接口,接入標準體(tǐ)積管後,通過閥門切換可以實現對計量站中各台流(liú)量計實現在線實流校準。現在,在天然氣的分配站也要求采用在線實(shí)流校準的(de)方法(fǎ)。
(3)提高流量測量係統的可靠性:用於安全聯(lián)鎖報警的流量(liàng)儀表如果不可靠,應該聯鎖動作(zuò)時(shí)不動作,容易釀成(chéng)事故,不該動作時亂動作,容易(yì)導致不應有的停(tíng)車,造成損失(shī)。工業(yè)爐窯中的(de)燃料流量(liàng)計如果(guǒ)不可靠,造(zào)成(chéng)流路堵塞(sāi),容易導致爐子熄火,釀成事(shì)故。用於過程控製的流量儀表如果不可靠,容易(yì)為調節係統發出錯誤信(xìn)息,導致調節係(xì)統失調(diào),破壞過(guò)程的穩定,影響產品的質量、產量和物耗(hào),造成損失。用於財務結算(suàn)計量的流量計如果不可靠,容易引起計量失準,引發計量(liàng)糾紛和(hé)為企業帶來損失。可以(yǐ)看出流量儀表的可(kě)靠性是重要的(de)。
提高流量測量可靠性的途徑主要是(shì)提高儀表本身(shēn)的可靠性(xìng),選用可靠(kào)性高的儀表進行可靠性(xìng)設計。近年(nián)來,流量測量儀表的可靠性獲得了(le)顯著的提高,主要(yào)表現(xiàn)在以下幾方麵:
①儀表本身的可靠性有了顯著提高。
②通過改進儀表(biǎo)的結構設計,使(shǐ)係(xì)統可靠性獲得提高。例如采用不斷流插入式(shì)結構,可在不影響工藝(yì)操作的情況下更換(huàn)流量(liàng)計。
超聲流量傳感器的夾裝式結構,電磁(cí)流(liú)量(liàng)傳感器電極的帶壓更換結(jié)構,渦街流量傳感器采用管外(wài)安裝(zhuāng)超聲探頭的結構等,都能在儀表損壞後的修理過程大大縮短修複時(shí)間(jiān)。
③引入冗餘技術。如采用雙傳感器,並對傳感器的正常與否進行自動判(pàn)斷,將發(fā)生故(gù)障的那(nà)路信號予以(yǐ)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(shè)備管理係統(AMS)予以(yǐ)顯示報(bào)警,以及時發現故障,及早采取措施。
(4)節省費用:這裏所說的費用除了儀表購置費之外,還應(yīng)計入(rù)附件購置費、安裝調試費、運(yùn)行費、備品(pǐn)備件費、維護和定期校準(檢定)費,而儀表的平均壽命(mìng)攤入的折舊費也不是可忽視的。
有些類(lèi)型的(de)流量計雖然購置費較低,但增設上下遊切斷閥和旁通閥等(děng)輔助設備(bèi),有時輔助設備的費用大大超過流(liú)量(liàng)計本(běn)身的購置費(fèi)。
在儀表選型中應避免片麵追求高性能(néng),高準確度,因為這樣做不僅增加了購置費,而且往(wǎng)往備品備件費也相應(yīng)增加。優的設計選(xuǎn)型是在滿足使用要求的前提下,儀表的可靠性高,維修方便,費用省的那個方案。
(5)安全性:有些被(bèi)測(cè)流體屬易燃易爆介質,有些儀表安裝場所屬易燃易爆場所,儀表的選型、係統設計和安裝都應符(fú)合防爆規程。
除了上述目標之外,還應滿足使用的(de)其他要求,如壓(yā)損要求、衛生(shēng)要求、防護(hù)要求等,還(hái)應注意維修方便,有的還應考慮便於實施強製檢定。
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