引言

流量測量系統，主要由量測量儀表、配套設備或器件及測量對象組成。其中對象是指流量測量的服務對象，廣義的對象還包括儀表使用環境，因為流量測量是在一定環境中才能開展。當前為服務對象所配置的流量計在現場實際應用時往往容易出現不穩定、誤差大或者故障頻發等狀況，其中多數是由于對服務對象認識不深入、不全面造成的。因此，對于測量系統開展現場誤差分析就顯得極為關鍵，通常可通過對現場部分構件實施定性判斷與檢測來提升整個系統的測量準確性。

 

流量測量非常核心的兩個應用領域就是能源計量和過程控制，其中對溫度、壓力、流量、物位這四個參數的測量極為重要和關鍵。若是系統本身不準確，則應用于貿易交接過程中容易造成計量誤差增大，給交接一方帶來巨大經濟損失并引發計量糾紛；如若用于過程控制領域，系統自身的這種不穩定、不可靠還會干擾技術人員的判斷，影響企業正常生產過程，嚴重時甚至會導致生產事故。因此，非常有必要提升流量計現場檢測工藝，以期能在測量系統出現故障時及時診斷、迅速處理[1]。

 

1 系統診斷必須具備的條件

現場檢測過程中，要開展系統診斷需具備以下幾個基本條件：

A、了解或掌握所選用流量計的基本參數與性能指標，針對儀表運行環境有一定了解，如檢測介質名稱、介質組分、常用溫壓、非常大流量 、常用流量、非常小流量、管道規格、流量計型號、公稱通徑及安裝方式等。

B、掌握儀表本體工作情況，定期針對儀表本體進行檢查，確定傳感器、轉換器、顯示表、壓力變送器、溫度傳感器等部件是否故障；差壓流量計引壓管線是否已清掃，確保不堵不漏；高低壓室是否已排氣排液、差壓變送器校零是否準確等。此外，還包括科氏力質量流量計密度顯示值、故障診斷信息是否正常等[2]。

C、充分了解儀表的安裝條件，當前有關規程、規范、標準往往只對儀表安裝做了原則性規定，但由于用戶的經驗和技術水平差異、以及對規程理解不準確等都會使儀表安裝不合理、不符合規范，進而引發系統問題[3]。安裝不合理如差壓流量計采用徑距取壓方式、兩個取壓口之間距離較遠、管段坡度不符合要求等，這些都很容易導致差壓信號傳遞失真或信號偏移，從而影響流量測量示值[4-5]。 

D、充分了解儀表的技術指標和品質、使用環境、規程、規范、標準等信息，目前市場上的流量測量儀表品牌繁多、品質良莠不齊，在選定品牌之前需要做足準備、仔細調查研究，才能有的放矢開展檢查校驗工作。

 

此外，環境條件又包括環境溫度、相對濕度、大氣壓力以及管道振動、陽光直射等，環境的不同也會對測量結果造成影響，如渦街流量計、旋進旋渦流量計等的抗振動能力很差，在振動較大的場所檢測示值往往偏高；有的儀表露天安裝，雨水常入侵儀表，使得儀表示值漂移甚至燒毀；而差壓變送器、壓力變送器等由于防凍措施不到位，常常造成表內凝結水結冰以致儀表損壞。

 

廣義的環境還包括軟環境，如維護管理的技術人員素質和負責精神，不專業的維護人員容易將智能化儀表內部參數設置錯誤，或者在儀表使用過程中出現錯誤等。軟環境與硬環境同等重要，沒有良好的軟環境，配置的硬件設備再先進，也不能保證整體測量效果。

 

E、充分認識測量對象的工況及流體特性，流體特性參數主要包括密度、沸點、黏度、凝固點、結晶溫度、飽和蒸氣壓、壓縮系數、氫含量（氣體）、N2及CO2含量、含液率、腐蝕性等[6-7]。部分流體的飽和蒸汽壓力高，以致在閥門開啟過程中、流體壓力降低后，部分液氨氣化，導致顯示的流量值偏高；部分液氨在氨蒸發器中未完全蒸發，液氨流過流量計，則會導致顯示值偏低；另外，由于保溫不善會引起流體在測量管內結晶而無法測量，有些流體則因黏度高附著在測量管壁上，也會引起很大測量誤差。

 

F、了解儀表生產流程及關聯設備的結構、原理和性能，如各類泵由于工作原理和結構各不相同，其特性也大不相同，其中有的會引發流動脈動，引起流量計示指偏高；有的則易產生流動噪聲進而導致超聲流量計、電磁流量計運行不穩定。具體需要了解的信息包括鍋爐的額定蒸發量、供氣溫度、壓力；精餾塔的非常大處理能力、采出的產品種類、產量；壓縮機的額定排氣量和出口壓力；泵的額定輸送能力、揚程等。掌握這些信息之后才能使整個流量測量系統獲得更好地應用。

 

2 系統診斷的步驟

通常開展系統診斷的具體流程為：

A、搜集該系統所用流量計的基本參數資料

B、對現場狀況進行仔細調查，盡可能直接深入現場觀察儀表的工作表現、工藝流程以及操作方法，觀察并記錄下流量示值及其誤差波動規律等。

C、檢查流量計本體運行狀況，包括儀表各組成部分的輸入輸出信號、內部功能設置是否正確、流量變送器給出信號的計量單位與二次儀表中顯示的流量單位是否一致、差壓變送器和流量計的零點是否調整完畢等[8-9]。 

D、分段檢查，分段檢查是查找故障非常常用的方法。對于比較復雜、隱蔽的故障，都需要使用這種方法。如發現流量計“無中生有”，可先切斷流量變送器進入二次表的信號，檢查該信號是在哪一段出現的。有時流量二次表被置于仿真狀態，使得二次表在沒有輸入信號的條件下也顯示流量，此時就該檢查變送器、傳感器的零位是否正常。

E、聯想的范圍不應局限于儀表本體，要將搜集的資料與需解決的實際問題盡可能聯系在一起。

 

3 確保流量測量系統的計量方式準確

針對流量積算儀的現場檢定務必要遵守國家檢定規程的要求，具體的檢測流程示意圖如圖1所示。

具體涉及的步驟如下：

A、正確進行選型

在對流量計量儀表進行選擇的時候，應當重點考慮整體設計因素。首先是量程方面的問題，選型的不準確極易導致計量結果出錯，如用汽旺季蒸汽的用汽量相當巨大，但在用汽淡季其用汽量相對較小，從而導致用汽量差距過于懸殊，而蒸汽計量儀表的宣稱流量范圍很難適應這一改變。因此，實際選擇時一定要使明確流量測量范圍，在此基礎上選擇合適的計量儀表以保證測量效果。其次是管道直徑方面的問題，對于絕大多數節流裝置，通常都是采用公稱管徑值進行設計，而事實上公稱名義管徑值與實際管徑值存在一定的偏差，尤其是卷管，其公稱管徑值和實際值之間的差值有時很大，因而導致計量誤差增加，并使得測量準確度無法達到預期要求。

 

B、準確的流體密度補償算法

以蒸汽流量測量為例，為了對蒸汽質量流量做到精準量測，必須考慮蒸汽溫度、壓力變化情況，還需要經流量積算儀對蒸汽的密度實施補償。用于蒸汽溫度測量的鉑電阻必須滿足規范安裝要求以確保溫度值測量的準確性，如測量時鉑熱電阻要插到管道中心位置處、具體應安裝于流量計下游5倍管徑位置、采取合適的保溫措施等。另外在開展蒸汽壓力測量作業時，采取引壓管引壓過程中務必要實施零點遷移、或對流量積算儀內部實施修正，這是由于引壓管內部冷凝水的影響會使得單晶硅壓力變送器測得的壓力和實際壓力之間存在一定差異，進而導致密度補償不準確、形成系統誤差。壓力變送器應安裝于流量計下游4倍管徑位置處，位于變送器上游的閥門以及密封墊應暢通無阻，以確保蒸汽壓力的準確測量。通常設定補償溫度或壓力應與實際溫壓值相等或接近，以盡可能降低測量偏差。還可采用智能型流量積算儀，并與鉑電阻、壓力變送器等配套設備共同使用并實施溫壓的補償計算，以非常大程度提高蒸汽質量流量測量的準確性。

 

C、正確安裝流量計上下游直管段

對于傳統的渦街流量計，安裝時對儀表前后直管段的長度要求分別為20倍及5倍管徑。如若直管段長度不足，容易造成管道內部蒸汽流動得不到不充分發展，并在流速分布剖面產生畸變，通常可以通過延長上游管段長度或安裝流動調整器來改善管道流速分布。對于大口徑儀表，上下游直管段長度對測量的影響則更為顯著。

D、選擇合適的流量計量程比

量程比是指流量計在其設定準確度范圍內，可檢測的非常大瞬時流量與非常小瞬時流量之比，量程比越大，表明流量計可測量的范圍越寬。在流量計的實際

應用中，往往要求用戶根據自身現實情況來選擇具有合適量程比的流量計，理論上所選擇的測量儀表其量程應覆蓋實際檢測范圍。

E、盡可能避免或遠離振動現場、磁場干擾等依然以常用的渦街流量計為例，由于其設計原理的特點，使得這類流量計對機械振動較為敏感，即使是非常微小的振動也可能對測量結果造成影響。這是因為振動會妨礙或干擾渦街流量計脈沖信號的正常傳遞，部分時候積算儀還可能將振動信號作為流量信號并加以顯示，從而造成累計流量誤差。

 

F、定期依法檢定

流量計定期送檢是確保測量結果準確可靠的前提，《計量法》、《用能部門能源計量的器具配備以及管理通則》中都明確指明了：要求強制檢定的流量計量與能源計量器具應當定期送檢，凡是檢定不合格的計量設備一律不能應用。倘若流量計檢定結果為合格，但在實際應用中依然測不準，此時就該綜合考慮流量計選型、參數設置、現場安裝及環境條件等因素的影響。

 

4 結束語

流量測量系統是由幾大子計量設備組成的體系，其中各子設備的測量準確度對整個流量測量系統的正常運行影響巨大，已有政策規定對于凡是涉及貿易結算的計量裝置都應當實施定期強制檢定。而在流量計應用現場，由于造成其測量誤差的因素眾多，必須對流量計安裝、選型及環境條件等進行綜合考量，提出非常合理的測量方案，方能確保非常終蒸汽流量測量結果的準確可靠。