（张家口发电厂 河北省张家口市 075133）
摘要：超声波流量计易受到设备精度、安装状况、测量介质、电磁干扰等方面影响。本文对于超声波供热补水流量计计量失真问题，从多方面进行研究，采用理论研究和实验论证的方法找出问题，提出解决方案。
关键词：超声波流量计；气泡；电磁干扰。
某热电厂2015年完成供热改造，向城区供热。2017至2018年供热季四单元补水流量计量出现失真现象，为此对影响四单元补水流量计量的因素进行研究。
1.流量计工作原理：
2.影响超声波流量计工作的因素：
2.1 流量计的安装情况：
多声道流量计安装的直管段要求为：不安装流动调整器的情况下，多声道超声流量计上游直管段长度至少为10DN（DN为流量计内径，以下相同），下游直管段长度至少为5DN；或根据流量计生产厂家的要求选择合适的上、下游直管段。厂家说明书第19页注明：安装时，上、下游保证一定的直管段（上游大于5D，下游大于2D）。经测量，上游直管段约为1330mm，下游直管段约为670mm，补水管道内径为DN200mm，因此补水流量计符合安装要求。
2.2流量计的电缆敷设情况：
超声波测量原理对信号敏感度强，因此电缆敷设要求较高。超声波流量计电缆要求远离动力电缆单独辐射，且尽量不要与动力电缆交叉敷设。并且有可靠的接地。补水流量计电缆使用厂家提供的超声波流量计专用电缆RG174U-6C，单独使用1寸镀锌管，从流量计探头处起始，穿出供热首站外墙至室外，绕首站敷设至计量间流量表处，在计量间接地。因此，电缆敷设可靠。
2.3测量介质：
补水流量计采用时差法测量原理，探头发生的测量声波对不太粘稠液体具有良好的穿透性，但是不能很好的穿透气泡。当测量介质中存在气泡时，直接影响公式（4）、（5）中 的测量，造成流量的紊乱。所谓气泡，就是在测量介质中的气体。在供热季的初期和末期，从流量计处的手动排气阀排出了大量气泡（持续排气3-5分钟）。热电厂供热用户海拔高度低于供热首站，而流量计的安装位置处于补水流量系统的最高点，因此，系统中的气泡会在流量计处堆积。
管道排气是设备维护的一项定期工作，但是排气点的水平高度低于流量计的安装位置，排气效果不理想。计划在补水流量计处加装自动排气阀。当管道内有气体堆积时，排气阀自动打开排气，当气体排空时，排气阀自动关闭，以避免气泡对表计的影响。
2.4电磁干扰：
补水流量计探头安装在供热首站一层。供热首站存在诸多变频及大功率设备，超声波流量计对信号敏感度强，变频器运行以及大功率设备启停产生的电磁干扰会对超声波流量计产生干扰。补水流量表计量间与380V供热II段及MCC段共用一室，缺少必要的屏蔽与隔离。示波仪接入补水流量计中，发现流量计信号中存在杂波干扰，当杂波强度大于5V的门槛值时，被记作有效信号，如图2。
由于无法确定具体的干扰来源，通过增强信号发射强度，达到切除干扰信号的目的。将流量计发射电压由100V放大至200V，使接收信号相应增强，此时杂波信号并未增强。通过流量计各通道电位器调节降低接收信号，接收信号降低的同时，杂波信号随之减小，最终接收信号调节至接收信号10V的情况下，杂波控制在2V以下，小于5V的门槛值，如图3。杂波信号切除，流量计工作稳定。
图2：存在电磁干扰的波形图 图3：切除电磁干扰后的波形图
2.5 流量计误差：
每年供热之初，省计量院到现场对表计进行比对校准，并出具校准证书。为减小补水流量计误差，利用非供热季，将补水流量探头和表计整体拆下，送往流量计厂家和省级以上校验资质的计量院进行检定和校验，以确定流量计本身的质量和精度。
3.结论
本次供热补水流量计量失真主要是由电磁干扰和测量介质存在气泡等原因造成的。供热补水计量不仅要求表计自身工作正常、计量准确，还对测量介质、工作环境要求严格。对于超声波补水流量计测量失真的问题需要在这些方面综合考虑。
论文作者:张宇鹏
论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/20
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