关键词：流量积算仪;参数设置;计量准确性
引言
为了有效降低供能单位和用户之间可能存在的计量偏差，除了选择合理的现场流量计外，同时，还要配备性能良好符合实际使用状况的流量积算仪，组成完善的流量计量系统，满足用户的要求。流量积算仪的功能是采集来自现场的压力、温度、流量等信号，将现场的输入信号转化为数字信号，通过微处理器进行处理（如开方运算、小信号切除等），得到瞬时流量值和累积流量值，并对这些主要数据进行监测、显示。它适用于各种液体、蒸汽、天然气以及其他气体的测量，目前广泛应用于电力、石油、化工、医药、食品、能源管理、机械制造等行业的流量测量。在以贸易结算为主要目的的流量计量中，所有来自现场的数据信号输入至流量积算仪，流量积算仪最终显示出流量测量结果。因此，保证流量积算仪的正确使用，是保证整个贸易结算公平、公正的关键。
1问题的提出
智能流量积算仪广泛应用于各种液体、气体和蒸汽的流量测量、积算和控制。在应用中应根据工艺参数及仪表配置,正确的设置各类参数。在智能流量积算仪的测试和校准工作中,多次发现计量误差成倍的增加。查其原因,是智能流量积算仪参数设置错误所致。设置错误:1.差压信号(已开方)设置成差压信号(未开方);2.差压信号(未开方)设置成为差压信号(已开方);3.差压信号(已开方)设置成为线性信号输入;4.补偿压力设置错误(将绝压数值设置成表压)等等。本文只对设置错误1、2进行误差分析。差压式流量计数学模型为现以测量过热蒸汽的某差压式流量计为例,分析积算仪由于参数设置错误导致的误差分析。该流量装置是由节流装置,流量变送器(差压已开方),用于密度补偿的压力变送器,Pt100铂热电阻,智能流量积算仪组成。
2流量积算仪参数设置方法
2.1设计法
使用这种方法的前提条件是根据设计压力和设计温度查表所得设计密度与计算书中所给设计密度必须一致，避免因计算书中数据错误引入的附加误差。1)装置组态。开方选择本机开方，工业现场一般要求是采用变送器不开方，流量积算仪或系统开方来计算流量;2)模型选择设计参数。根据孔板计算书输入设计温度和设计压力，温度为摄氏温度，压力为绝对压力;3)介质组态。选择介质和标准密度，此处设置数据只用于显示，并不参加流量积算仪的计算;4)输入组态。主要包含差压、压力和温度的组态，差压要输入测量范围，上限为刻度量程，计算书中已给出，现场的差压变送器的测量范围与计算书中一致;压力要与现场的压力变送器的范围一致;温度根据现场是铂电阻、热电偶或是温度变送器进行设置;差压变送器和压力变送器的范围应使用手操器读出值为准;断线补偿使用的温度与压力一般为实际工况的数值，当检测到信号断线时，使用该参数作为通道值参与补偿计算;5)流量组态。要对其单位与量程进行组态，此参数仅在此方法中参加计算，即为刻度流量。为了能更加直观地了解流量积算仪参数这样设置的原因，验证设置的准确性，就要明白流量积算仪中流量的计算过程，当介质为蒸汽时，流量积算仪使用如下公式计算流量:式中:F为标况瞬时流量;F刻度为流量的刻度量程;C为补偿系数;ΔP为差压变送器所测得的实际差压值，ΔPmax为差压变送器的刻度量程。
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2.2压力补偿方式计量过热蒸汽
饱和蒸汽的温度和压力一一对应，两者只有一个是独立变量，即确定温度或者压力中任一个，就可确定饱和蒸汽的密度。过热蒸汽是由饱和蒸汽升温得到，即使相同压力下，不同温度所对应的过热蒸汽密度也有所不同。因此，在实际的流量测量时，如果被测介质是饱和蒸汽，可采取温度补偿方式或压力补偿方式，而过热蒸汽的测量则应采取温压补偿的方式。假设实际的测量介质为过热蒸汽，应采用温压补偿方式对蒸汽密度进行修正，但如果未能仔细核对设计任务书或者不了解实际的使用状态，将流量积算仪中的参数错误设置为饱和蒸汽，而相应地选用压力补偿，则会对测量结果带来较大的误差。在检定工作中，某客户送检蒸汽流量计量装置，在各配套仪表分别经检定合格的情况下，供需双方仍然存在较大计量误差。经分析可知，实际测量介质为过热蒸汽，补偿方式为温压补偿，而流量积算仪测量设置为饱和蒸汽，补偿方式为压力补偿。补偿方式的选择不当，由此引入较大计量误差。该流量计量装置工况参数及配套仪表如下：（1）节流装置设计工况参数：刻度流量为16t／h；差压上限为40kPa；工作压力为0.8MPa（绝压）；工作温度为250℃；蒸汽密度为3.4110kg／m3。（2）配套仪表：差压变送器量程为（0～40）kPa（输出信号范围：4mA～20mA），经检定合格；压力变送器量程为（0～1.6）MPa（输出信号范围：4mA～20mA），经检定合格；智能流量积算仪，测量介质为饱和蒸汽，压力补偿方式，经检定合格。
2.3标准孔板法
适用于孔板计算书中数据准确可靠，孔板经几何法检定合格的情形。1)装置组态。装置类型选标准孔板，装置根据孔板计算书中取压方式进行选择，有法兰取压、角接取压、D和D/2取压三种取压方式;2)开方选本机开方;3)管道材质按计算书进行选择;4)管道口径和孔板口按照GB2624—2006中的要求应为工作条件下的直径值;任何其他条件下进行的测量，都必须对测量期间由于流体的温度和压力值变化引起孔板和管道任何可能的膨胀或压缩进行修正。这就存在了一个问题，测量期间的流体温度和压力值是实时变化的，并且有时其变化数值还相当大，所以依据测量期间数值进行设定几乎是不可能的。在现场，一般按照孔板计算书中数值进行设置，孔板计算书中的数值为标况(20℃，101.325kPa)的直径值。当工况温度和压力偏离标况较大时，尤其温度偏离较大时，引入的误差还是很大的;5)介质组态与输入组态原则与设计法是一致的;6)流量组态。要对其单位与量程进行组态，此参数不参加流量计算，为流量趋势图显示上限，应根据实际流量进行设置，不能太大亦不能太小，太大则趋势图显示太小，不便于观察，太小则较大流量时会无法记录，让常用流量显示在趋势图上限70%～80%为宜。
结语
建立一套完善的流量计量系统，不仅要求选择合理的现场流量计以及功能完备、满足使用要求的流量积算仪，在各配套仪器均检定合格的情况下，还必须确认流量积算仪的参数与实际测量介质、流体工况、补偿方式等一一对应，避免由于参数设置不当引入计量误差。采用正确合理的温度、压力补偿方式，以及与之对应的流量积算仪的相关参数，是最终得出准确流量测量结果的关键。
参考文献
［1］张涛，等.高性能智能流量积算仪［J］．自动化仪表，2001，22(1):17－19.
［2］李亚南，姜印平，李志丹.基于MSP430单片机的智能型流量积算仪［J］．仪器仪表学报，2007，28(3):510－513.
［3］辛晓宁，汪滢，王淑梅.基于P89C668和串行扩展技术的智能流量积算仪［J］．自动化仪表，2002，23(9):32－36.
［4］陈力，陈仁文，吴敏佳.一种新型智能流量积算仪的设计［J］．信息化研究，2006，32(8):13－16.
［5］王炜煜.轨装式智能流量积算仪的研究与设计［J］．产业与科技论坛，2017，16(15):62－63.
论文作者:戴悟明
论文发表刊物:《科学与技术》2019年14期
论文发表时间:2019/12/5
标签：流量论文; 蒸汽论文; 测量论文; 压力论文; 组态论文; 温度论文; 信号论文; 《科学与技术》2019年14期论文;