本文摘要：【摘 要】本文對能源介質(zhì)運行現(xiàn)狀進(jìn)行陳述，并對能源介質(zhì)多種計量方式存在計量偏差原因進(jìn)行分析，通過分析得出了計量偏差結(jié)論;針對影響計量偏差原因提出優(yōu)化流量計設(shè)計方案和維護(hù)維修方案，推介了設(shè)計優(yōu)化和維護(hù)維修方案。 【關(guān)鍵詞】誤差 偏差 計量方式 設(shè)計優(yōu)化 引言
【摘 要】本文對能源介質(zhì)運行現(xiàn)狀進(jìn)行陳述，并對能源介質(zhì)多種計量方式存在計量偏差原因進(jìn)行分析，通過分析得出了計量偏差結(jié)論;針對影響計量偏差原因提出優(yōu)化流量計設(shè)計方案和維護(hù)維修方案，推介了設(shè)計優(yōu)化和維護(hù)維修方案。
【關(guān)鍵詞】誤差 偏差 計量方式 設(shè)計優(yōu)化
引言攀鋼釩能動分公司負(fù)責(zé)攀鋼釩內(nèi)部所有水、氣、汽能源介質(zhì)供應(yīng)，同時提供少量水、氣、汽能源介質(zhì)給攀鋼釩外部單位。由于制水、制氣工藝設(shè)備本身原因，且在短時間內(nèi)無法消除工藝方面存在的問題，在量值統(tǒng)計、結(jié)算方面經(jīng)常出現(xiàn)供應(yīng)量與用戶用量存在偏差現(xiàn)象，引起計量異議。計量系統(tǒng)存在較小偏差時，由能動分公司承擔(dān)損失;存在較大結(jié)算量值偏差時，需進(jìn)行人為干預(yù)結(jié)算量值，才能達(dá)到量值平衡，這增加了管理成本，用戶與供能方矛盾無法調(diào)和。
1計量儀表現(xiàn)狀
1.1計量儀表設(shè)計現(xiàn)狀
一般情況下，計量設(shè)備按照總量、分量分別設(shè)計計量儀表。在計量結(jié)算時一般按總表Q∑量作為結(jié)算量;如果分管分別為單獨用戶(Q1、Q2、Q3~QN)，則按分管量作為結(jié)算量。理論上總量按式(1)計算。說明：氣體使用質(zhì)量流量計的計量系統(tǒng)不需要加溫度、壓力補正系統(tǒng)。QΣ=Q1+Q2+…+QN(1) 1.2工藝管道設(shè)計現(xiàn)狀水工藝管道一般情況以地下敷設(shè)、管廊敷設(shè)為主;氣工藝管道一般以架空敷設(shè)為主。水管道地下敷設(shè)出現(xiàn)漏點時不易發(fā)現(xiàn)，檢修難度大，易引起計量、結(jié)算異議。
1.3計量儀表檢修、維護(hù)現(xiàn)狀
1.3.1差壓計量系統(tǒng)
(威力巴流量計、孔板流量計、測管流量計、托巴管流量計等)維護(hù)、檢修內(nèi)容差壓變送器、壓力變送器、配電器、隔離器、流量計算機進(jìn)行檢定或自校準(zhǔn);檢修內(nèi)容：差壓變送器、壓力變送器、配電器、隔離器、流量計算機、威力巴流量計、孔板流量計、測管流量計、托巴管流量計等進(jìn)行更換或維修，并對各參數(shù)設(shè)計情況與原始設(shè)置進(jìn)行比對確認(rèn)。
1.3.2非差壓計量系統(tǒng)
(質(zhì)量流量計、渦街流量計、超聲波流量計、電磁流量計等)維護(hù)、檢修內(nèi)容氣體流量檢測的質(zhì)量流量計、渦街流量計送檢(沒有自校準(zhǔn)能力);水計量裝置：超聲波流量計、電磁流量計進(jìn)行比對，用便攜式超聲波流量計進(jìn)行比對，修正流量系統(tǒng);檢修內(nèi)容：質(zhì)量流量計、渦街流量計、超聲波流量計、電磁流量計等進(jìn)行更換或維修，并對各參數(shù)設(shè)計情況與原始設(shè)置進(jìn)行比對確認(rèn)。
2計量儀表偏差分析
2.1計量儀表誤差
任何計量儀表都存在誤差[1]，按照誤差性質(zhì)不同分為隨機誤差、系統(tǒng)誤差和粗大誤差。本文討論的計量偏差不屬任何一種誤差，從量值偏差大的概念上可能會出現(xiàn)將計量偏差認(rèn)為就是粗大誤差，實際不是。在測量中很明顯地歪曲了測量結(jié)果的誤差稱為粗大誤差，簡稱“粗差”。這種誤差的產(chǎn)生是由于測量者對設(shè)備性能和環(huán)境認(rèn)識不足，或因疲勞、思想不集中，甚至粗心大意，導(dǎo)致操作儀器不正確、讀數(shù)錯誤、記錄錯誤及計算錯誤等費引起的。粗大誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于隨機誤差和系統(tǒng)誤差，甚至?xí)箿y量導(dǎo)致錯誤的結(jié)論。因此，在測量中出現(xiàn)粗大誤差后，要及時分析和剔除。
2.1.1計量儀表偏差
本文討論計量儀表偏差與所有誤差存在本質(zhì)不同，但從精確計量的原則出發(fā)，需要消除這種偏差，消除計量偏差引起的計量異議。相對誤差而言，偏差指的是主觀判斷(包括根據(jù)工藝判斷或正常生產(chǎn)判斷)有較大偏離正常生產(chǎn)值的量值。簡單的說，偏差從量值上比誤差(粗大誤差除外)要大得多。這種偏差既不能通過計量儀表校檢來修正，也不能通過簡單的修改流量系數(shù)來修正，需通過相應(yīng)優(yōu)化設(shè)計、檢修措施修正。
2.1.2計量儀表偏差分析
對于干凈能源介質(zhì)計量，只要計量設(shè)備定期檢定、校準(zhǔn)、定期維護(hù)，基本不會出現(xiàn)計量偏差情況。但對能源介質(zhì)含雜質(zhì)比較多的情況，設(shè)備、設(shè)施經(jīng)過長期運行后就會出現(xiàn)計量偏差。T1高于T2，并保持ΔT恒定，即ΔT=T1-T2。當(dāng)流體流經(jīng)傳感器時，由于測速傳感器的自身溫度T1高于測溫傳感器感受的溫度即流體溫度T2，流體便帶走了測速傳感器上的一部分熱量(高溫向低溫傳遞)，使T1下降。電路為保持ΔT恒定，便增加對測速傳感器的加熱功率，使ΔT=T1-T2恒定。
流體帶走測速傳感器上多少熱量，電路便增加相應(yīng)數(shù)量的電功率，兩者之間存在著一個函數(shù)關(guān)系。設(shè)對測速傳感器的加熱功率為P，流體的質(zhì)量流量為Q，則根據(jù)流體流過測速傳感器時所帶走的熱量與對測速傳感器的加熱功率相對應(yīng)的原理，得到下列關(guān)系式(注：式中B、A為常數(shù))：P=[B+AxQ12](T1-T2)。通過測量加熱功率P，來測量帶走這部分熱量的流體的質(zhì)量流量。
由于帶走這部分熱量的是流體的分子，所以測速傳感器直接測量的是流體的質(zhì)量流速pV，此時只要乘上管道的橫截面積，就可以得到流體的質(zhì)量流量了，即流量計算式(3)Qm=S×pV(3)根據(jù)式(3)分析，在不考慮其它影響因素，同樣流量流經(jīng)此工藝管道時，pV增大，而此情況下程序或流量積算儀參數(shù)不變，即S不變時，計算的最終流量偏大。
C、超聲波流量計測量原理：流量計采用時差方式的測量原理。它利用傳感器發(fā)出的超聲波在流動著的流體中的傳播，順流方向聲波傳播速度會增大，逆流方向則減小，在同一傳播距離就有不同的傳輸時間，根據(jù)傳輸時間之差與被測流體流速之間的關(guān)系測出流體的流速。流體的流速在管內(nèi)的不同位置是不同的，其管中央的流速要比靠近管壁的流速快。流體在管道中的流速分布可以用流速截面分布圖表示。
通過對流量計的設(shè)置，并考慮流速的截面分布影響，從而可以計算出平均流速，再根據(jù)管道的截面積得出流體的體積流量。在用戶用量不變情況下，要達(dá)到實際流量要求，D變小，則V必變大。而通過計算的流量Q值，在實測時變大，即在流量計算機或工控機上程序參數(shù)不變(D、T)，而V變大，則據(jù)式(3)可得出Q變大。
由此得出結(jié)論，在上述工藝管道狀況下，流速在管道中心最大狀態(tài)沒有改變情況下，現(xiàn)場流量檢測系統(tǒng)檢測的流量值比用戶實際用量大;出現(xiàn)流道情況或其它非對稱流道變化情況，最大流速不在管道中心，而超聲波流量計探頭安裝位置不變時，出現(xiàn)V變小，實際D變小狀況，這種情況下流量計檢測值無法通過計算確定其量值變大或變小，需通過試驗和比對才能得到準(zhǔn)確結(jié)論。
3消除計量儀表偏差辦法
3.1設(shè)計優(yōu)化
3.1.1工藝優(yōu)化
是取水、制水、制氣工藝設(shè)備存在問題，不能過濾或清洗工藝管道介質(zhì)使其達(dá)到清潔介質(zhì)，造成輸送介質(zhì)雜質(zhì)在管壁內(nèi)沉積附著，經(jīng)長時間運行，形成圖中沉積物，影響正常計量。使用新工藝消除工藝介質(zhì)內(nèi)雜質(zhì)，保證輸送介質(zhì)為清潔、干凈介質(zhì)。工藝優(yōu)化需要企業(yè)制定長遠(yuǎn)規(guī)劃，需要大量資金支持。
3.1.2計量裝置設(shè)計優(yōu)化
工藝優(yōu)化需要現(xiàn)有場地、工藝設(shè)備重新設(shè)計需要大量資金，同時施工工期長。在無法實現(xiàn)工藝優(yōu)化條件下，有限資金情況下，可以對流量計本身設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化。
1.優(yōu)化檢修設(shè)計方案一
流量計前后設(shè)計兩個(以不影響流量計拆除、安裝為準(zhǔn))設(shè)置檢修吹洗孔。吹掃孔應(yīng)設(shè)置在流量計維護(hù)平臺內(nèi)，以便吹掃作業(yè);出現(xiàn)設(shè)置在原有維護(hù)平臺范圍外時，需重新設(shè)計維護(hù)平臺;吹掃孔大小根據(jù)清洗設(shè)備結(jié)構(gòu)尺寸確定。對影響流量計計量段管道進(jìn)行清洗吹掃，采用高壓液體吹掃時，必須設(shè)計污水排泄口、污水收集器、污水處置設(shè)施;采用高壓氣體吹掃時，要設(shè)計安全密封裝置，防止吹掃氣傷害操作人員。
2.優(yōu)化檢修設(shè)計方案二
流量計段設(shè)計為可拆卸裝置，流量計與管道設(shè)計成一個整體，流量計前管道至少10D(D管道直徑)，流量計后管道至少5D。對流量計進(jìn)行定期工作時，將法蘭1、法蘭2間管道整體拆缷(為防止流量計損傷，可將影響拆缷的、影響管道清洗的流量提前保護(hù)性拆除)，到指定位置進(jìn)行清洗。
3.優(yōu)化檢修設(shè)計方案三
分段計量，由于總管檢修、清洗基本不具備條件，大多數(shù)情況下，10年以上甚至管道報廢時都不進(jìn)行檢修，此情況宜采用分管計量設(shè)計，即采用分支管計量方式計量，這樣的工況不宜采用總管計量�？偭坑嬎悴捎檬�(1)進(jìn)行計量。
3.2檢修維護(hù)優(yōu)化
目前對計量儀表維護(hù)工作主要集中在差壓變送器、二次儀表進(jìn)行定期校驗，超聲波流量計(水)、電磁流量計比對校驗，對插入式流量計探頭進(jìn)行清洗，對工藝管道未進(jìn)行清洗;對質(zhì)量流量計、渦街流量計等設(shè)備沒有有效校驗手段。為保證流量計準(zhǔn)確運行，需對包括流量計本身一套裝置進(jìn)行定期檢校，流量計應(yīng)用單位沒有校檢手段時，需送有校驗資質(zhì)單位進(jìn)行校驗;同時需對影響流量計工藝管道進(jìn)行清洗(根據(jù)運行介質(zhì)的運行情況)，制定相應(yīng)清洗流程、清洗方法、清洗周期。
4結(jié)論
能源介質(zhì)雜質(zhì)較多情況下，根據(jù)本文分析結(jié)果，大多數(shù)情況下，計量示值偏大，能源介質(zhì)用能用戶會受損失。本文所論述計量優(yōu)化的方法只適用于能源介質(zhì)雜質(zhì)較多，在管道內(nèi)易形成附著物的流量計量優(yōu)化設(shè)計和維護(hù)維修方案優(yōu)化。從經(jīng)濟、環(huán)保、減小工作量方面考慮，在能源介質(zhì)雜質(zhì)較多的工藝上進(jìn)行計量，推介使用計量裝置優(yōu)化設(shè)計方案二和方案三，此設(shè)計方案結(jié)合定期維護(hù)、維修可確保準(zhǔn)確計量。
參考文獻(xiàn)
[1]300MW火力發(fā)電機組運行與檢修技術(shù)培訓(xùn)教材.儀控分冊.望亭發(fā)電廠編，北京：中國電力出版社，2002，ISBN7-5083-1023-3，P9
作者：譚德強
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