流量測量系統(tǒng)示值準(zhǔn)確性的現(xiàn)場驗(yàn)證經(jīng)常采用物料平衡法、熱量平衡法、設(shè)備能力法等。
(1)物料平衡法 流體從封閉管道的一端連續(xù)地流到另一端,在管道內(nèi)充滿被測流體而且工況穩(wěn)定的條件下,可忽略管道中物料滯流量的變化,因而在管道的始端和末端所測量到的流體總量應(yīng)是相等的。物料平衡的驗(yàn)證方法就是利用這一原里進(jìn)行的。
① 一根管道兩套表。在生產(chǎn)和經(jīng)營活動(dòng)中,一根管道上串聯(lián)裝有兩套計(jì)量表的情況并不少見。
a. 用于物料交接的一根管道上,交接雙方各裝一套計(jì)量表。
b. 在火力發(fā)電廠,鍋爐出口和汽輪機(jī)進(jìn)口一般都裝有蒸汽流量計(jì),在采用一爐對(duì)一機(jī)運(yùn)行方式時(shí),也存在一根管道兩套表的情況。
c. 在火力發(fā)電廠,氣輪機(jī)背壓引出的蒸汽一般都裝有流量計(jì),低壓蒸汽總管上也裝有流量計(jì),在氣輪機(jī)只有一臺(tái)運(yùn)行時(shí),總管上的蒸汽流量應(yīng)與氣輪機(jī)出口流量相等(假定減溫減壓系統(tǒng)停用)。
一根管道上的兩套流量計(jì),一段時(shí)間內(nèi)所計(jì)的總量應(yīng)相等,這是常識(shí)。在利用這一關(guān)系驗(yàn)證兩套表的測量結(jié)果時(shí),應(yīng)注意兩套表之間的管路上不應(yīng)有泄漏,也不應(yīng)有引入物料或引出物料的支管存在。如果兩套流量計(jì)相距較遠(yuǎn),應(yīng)注意物料在管道中輸送時(shí)工況是否已發(fā)生了變化,例如飽和蒸汽在管道中經(jīng)長距離輸送后,其中一部分蒸汽因損失了熱量而變成水,如果下游的一臺(tái)流量計(jì)是渦街流量計(jì),因?yàn)樗鼘?duì)水不響應(yīng),因而導(dǎo)致下游的一套流量計(jì)示值明顯低于上游的一套流量計(jì)。
②各分表示值之和同總表示值相等。居民家用電度表往往采用大表拖小表的做法,即一幢樓房裝有一臺(tái)總表,樓房中的每個(gè)家庭各裝一臺(tái)分表,各分表所計(jì)總和,應(yīng)與總表一致,否則就會(huì)有表計(jì)不準(zhǔn)或偷電之嫌。
在流量計(jì)量方面,也普遍存在著分表與總表的關(guān)系。要做到各分表示值之和(總量)同總表示值(總量)基本相符,在許多情況下難度較高,這不僅同儀表本身的品質(zhì)有關(guān),還同設(shè)計(jì)條件的準(zhǔn)確性、儀表選型、測量范圍選定、儀表安裝質(zhì)量、環(huán)境條件、實(shí)際流量變化范圍等密切有關(guān),任何一個(gè)環(huán)節(jié)存在問題都會(huì)使平衡數(shù)據(jù)大相徑庭。
平衡差允許值同流體類型和儀表精確度等級(jí)有關(guān),對(duì)于蒸汽來說,如果使用的都是渦街流量計(jì)(1.5級(jí)),驗(yàn)收方完全有理由提出平衡差絕對(duì)值≤3%的要求。各臺(tái)流量計(jì)示值與各自的滿量程流量之比較高時(shí),達(dá)到這一要求并不困難,但在流量相對(duì)較低時(shí),達(dá)到這一要求很不容易。
在流量計(jì)選型和選定測量范圍時(shí),口徑選得過大,測量上限取得過高的情況并不少見,待儀表投入運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)實(shí)際流量比預(yù)計(jì)的小得多,有的甚至進(jìn)入“小信號(hào)切除”區(qū)間,從而導(dǎo)致測量誤差增大。
例1 流量測量范圍選定不合理引出的問題
某儀表公司在中國第一高樓內(nèi)建立蒸汽計(jì)量網(wǎng)時(shí),鍋爐總共有4臺(tái),冬季開其中的3臺(tái),總蒸發(fā)量28t/h左右,但到了夏季,整個(gè)蒸汽網(wǎng)的消耗量才2t/h。如此大的變化范圍為流量計(jì)提出了非常高的要求。例如有一臺(tái)分表,管道為DN300,建筑設(shè)計(jì)院提供的數(shù)據(jù)是20t/h蒸汽,于是據(jù)此選用了DN200渦街流量計(jì),其最小可測流量為2.1t/h,(流量為 飽和蒸汽)。儀表投入運(yùn)行后,冬季最大流量也只有4t/h多一些,不到設(shè)計(jì)院所提供條件值的1/4。夏季到來后,該路流量更小,有時(shí)甚至低于切除點(diǎn)600kg/h,引起分表示值之和和比總表示值小30%左右,后來業(yè)主單位根據(jù)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)計(jì)條件作了調(diào)整,改用DN80的渦街流量計(jì)來測量該路流量,使計(jì)量精確度有了保證,從而使低負(fù)荷運(yùn)行條件下流量計(jì)計(jì)量數(shù)據(jù)平衡差≤4%R,滿足了委托方的要求。
③根據(jù)質(zhì)量平衡關(guān)系對(duì)計(jì)量數(shù)據(jù)作了判斷。質(zhì)量平衡是自然界的基本法則,在生產(chǎn)過程中也不例外,大到一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng),小到一個(gè)生產(chǎn)設(shè)備,采出物料總量總是同投入物料總量相等。例如單一進(jìn)料的精餾塔,頂?shù)壮隽现屯M(jìn)料量相等,鍋爐發(fā)汽流量同鍋爐進(jìn)水流量平衡等。但在作鍋爐汽水平衡計(jì)算時(shí),應(yīng)考慮汽水采樣損失、泄漏損失、蒸汽帶水損失以及下氣包排污損失等。還應(yīng)考慮汽包壓力和水位的變化引入的汽包存水量的變化。為了消除這些因素對(duì)平衡計(jì)算的影響,一般做法是在測試期間停止排污,流量累積值讀數(shù)時(shí),汽包壓力和水位應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)。
在根據(jù)物料平衡關(guān)系對(duì)流量計(jì)計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行平衡計(jì)算時(shí),應(yīng)注意流體工況的變化,并不能肯定與平衡計(jì)算有關(guān)的各臺(tái)流量計(jì)誤差為零,但是沒有理由說流量計(jì)不準(zhǔn),因?yàn)橛?jì)量數(shù)據(jù)符合物料平衡的規(guī)律。
在用物料平衡法對(duì)相互有關(guān)系的流量計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證時(shí),應(yīng)注意流體工況的變化,有時(shí)候就是由于流體工況的差異,引起儀表測量誤差,或者流體工況已經(jīng)有很大變化了,運(yùn)行人員仍然按照變化之前的數(shù)量概念來估算流量值。下面就是這方面的兩個(gè)實(shí)例。
例2 流體溫度變化引起流量測量誤差
青島某廠的一臺(tái)220t/h鍋爐,發(fā)汽流量和進(jìn)水流量均用孔板流量計(jì)測量,鍋爐長期以來一直滿負(fù)荷運(yùn)行,但有一個(gè)不解之謎,即發(fā)汽流量總是比鍋爐進(jìn)水流量與減溫水流量之和高2%左右。照理說根據(jù)差壓式流量計(jì)測量結(jié)果計(jì)算出來的平衡差能達(dá)到≤2%已屬不易,但運(yùn)行人員仍不滿意。于是儀表人員對(duì)孔板計(jì)算書進(jìn)行復(fù)算,對(duì)各臺(tái)儀表進(jìn)行復(fù)驗(yàn),對(duì)儀表安裝進(jìn)行檢查均未發(fā)現(xiàn)問題。最后要求儀表制造廠作解釋。于是有關(guān)人員對(duì)這兩個(gè)測量系統(tǒng)方方面面的情況作了較全面到的調(diào)查。最后,當(dāng)問及流體實(shí)際運(yùn)行工況同孔板計(jì)算書中的設(shè)計(jì)工況是否偏離時(shí),運(yùn)行人員解釋除氧水溫度因故比設(shè)計(jì)條件低50℃,而這一偏離在進(jìn)水流量表中既未作相應(yīng)的修正,也未引入溫度補(bǔ)償。由于溫度的這一偏離,使流體實(shí)際密度增大4%,進(jìn)水流量計(jì)偏低2%是理所當(dāng)然的事。 |