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氯堿企業(yè)流量儀表的計量管理 |
氯堿企業(yè)流量儀表的計量管理 | 發(fā)布時間:2017/11/11 9:45:56 |
1 氯堿企業(yè)常用的流量儀表
1.1 氯堿企業(yè)生產的特點
氯堿企業(yè)生產過程的工藝及設備復雜,各設備之間多以管道相連。生產所需的原材料和產品多以液態(tài)、氣態(tài)存在,大多有毒、有害、有腐蝕性、易燃、易爆,一些產品或中間體含有固體微粒的乳液或多種物質的混合液。由此可知,由于化工生產過程的復雜性和危險性,各種流量參數(shù)的測量是不可缺少的。
1.2 流量測量儀表的分類
流量可用體積流量和質量流量來表示,流量計是測量流體流量的的儀表,能顯示和記錄流體的瞬時流量值,也可累計某段時間內流體的總量。
常用的流量儀表可分為3大類。
(1)速度式流量計,以測量流體在管道中的流速作為測量依據(jù)來計算流量的儀表。主要有差壓式流量計、變面積流量計、電磁流量計、漩渦流量計、超聲波流量計、轉子流量計和葉輪水表等。
(2)容積式流量計,以單位時間內所排出的流體固定容積的數(shù)目作為測量依據(jù)。主要有橢圓齒輪流量計、腰輪流量計、刮板式流量計等。
(3)質量流量儀表,檢測流體在管道中流過的質量。其特點是測量精度高,測量過程中不受流體的溫度、壓力、密度、黏度等變化影響,是較為理想的貿易結算和精密計量控制的儀表。
2 流量儀表的選配
各種流量儀表測量方法都是建立在不同的原理上,各種流量儀表具有各自不同的特點和適用場合,要綜合儀表本身的特點、對象特性、安裝條件、使用環(huán)境以及經濟性等緒多因素來選擇流量測量儀表。流量儀表選配的總原則:差壓式流量計,應根據(jù)《化工裝置自控工程設計規(guī)定》中有關工程/設計規(guī)定,流量孔板工程設計標準可采用GB/T2624—2000。取壓方式可采用法蘭取壓或角接取壓。前后直管段必須滿足一般規(guī)定,用于精確測量時,由制造廠成套供應;其他各類型的流量儀表的選配應本著《化工裝置自控工程設計規(guī)定》中有關工程/設計規(guī)定的原則,認真閱讀生產廠家提供的有關資料(產品選型樣本、使用說明書等)進行設計、選型,以滿足不同工況的需求。應注意的是,氯堿企業(yè)對流量儀表的防腐性和防爆性有特殊的要求和規(guī)定。
2.1 生產控制系統(tǒng)中的流量儀表
在氯堿生產控制系統(tǒng)中,流量調節(jié)是一種常用的控制方式。流量儀表提供控制系統(tǒng)的測量信號,流量信號的可靠性、穩(wěn)定性是保證完成自控調節(jié)的關鍵,因此,流量儀表(信號)的選擇應將可靠性、穩(wěn)定性放在第一位。根據(jù)不同介質的測量控制可采用不同的流量儀表,對無腐蝕、潔凈的流體,可選用孔板流量計或漩渦流量計;對有腐蝕的流體(酸、堿、鹽)或含有固體顆粒的流體可選用電磁流量計;需要精確計量或控制的,可選用質量流量計、橢圓齒輪流量計。流量控制調節(jié)系統(tǒng)一般都采用調節(jié)閥控制管道出口(回流)的流量,而流量儀表對上、下游直管段都有一定的要求,為保證流量儀表測量的準確性,提高系統(tǒng)控制的可靠性,流量控制系統(tǒng)中的調節(jié)閥最好裝在流量儀表的下游(大于10D)處。近年來,由于變頻技術的發(fā)展,流量控制系統(tǒng)可由流量儀表(或壓力變送器)結合變頻器組成,由控制調節(jié)閥改為控制電機轉速達到控制流量(壓力)的目的。此類流量計節(jié)能,且對流量儀表的準確度沒有影響,值得推廣應用。
2.2 流量儀表用于盤面指示和現(xiàn)場指示
在氯堿生產過程中,一些流量儀表不參與控制,只作盤面指示,供現(xiàn)場運行人員操作時參考,或現(xiàn)場加料顯示流量,提醒操作人員。孔板流量計、電磁流量計、渦街流量計、金屬轉子流量計等配合數(shù)顯儀表或記錄儀表等均可實現(xiàn)。作現(xiàn)場指示用的,一般可選用玻璃管轉子流量計,壓力較高的可選用金屬管轉子流量計。此類流量儀表的選配以顯示清晰、方便操作為主。
2.3 流量儀表用于貿易結算和成本考核
在氯堿企業(yè)中用于貿易結算、成本考核和主要次級用能單位和主要用能設備上的流量儀表,其測量精度應放在第一位,儀表的重復性和可靠性也是很重要的。根據(jù)不同介質和不同的交接節(jié)點可采用不同的流量儀表進行計量,要有瞬時流量指示和累加(積)流量顯示。所選流量計量儀表應符合國標GB1767-2006《用能單位能源計量器具配備和管理通則》中的有關規(guī)定,對一些流量(蒸汽、天然氣等)為強制性要求配備的計量器具,其準確等級要求亦是強制性的。需要指出的是,用于貿易結算的流量儀表盡可能采用有國際、國家標準支持的,一旦發(fā)生計量異議,有標準支持的流量儀表數(shù)據(jù)在解決計量異議方面最具有權威性。以孔板流量計為例,其最大特點是流量計有權威的標準為依據(jù),檢測件結構易于復制、簡單牢固、性能可靠、使用期限長、壓力及溫度的使用范圍寬、價格低廉、無須實流校準便可投用。
3 流量儀表安裝、運行時應注意的事項
3.1 安裝時的注意事項
正確安裝才能保證儀表固有的計量特性(準確度)。安裝人員要仔細閱讀配管圖和流量儀表的安裝使用說明書,按技術規(guī)范要求和流量說明書中的技術指南去做有助于成功安裝。
(1)安裝前的檢查和校準。在新安裝的工藝設備管道上安裝流量儀表,必須在管道吹掃干凈后才可進行安裝,二次儀表(包括差壓變送器,各類轉換、顯示、累積儀)要進行校準,合格后方可安裝。對節(jié)流元件(孔板),如果從設計、制造、安裝過程都嚴格遵守標準規(guī)定,測量精度是有保證的。
(2)流量儀表遠傳(電)信號線盡可能遠離動力線,防止電磁干擾。測量氣(液)態(tài)流量要有排液(氣)閥門。前后直管段要滿足要求,并要注意管道上阻流元件的位置。流量儀表本體上標注的方向要和介質流動的方向一致。無論何種流量儀表最好不要裝在離泵較近的管道上。對電磁流量計、超聲波流量計等,要注意儀表附近是否有大的電磁干擾源(大電機、大型變壓器等)。管道的振動對質量流量計和渦街流量計的測量影響很大。
(3)流量儀表與顯示儀表、DCS卡件、轉換等設備連接時,應注意輸出負載電阻的匹配和信號轉換。如果流量儀表輸出是頻率信號(橢圓齒輪流量計、渦街流量計等),輸出信號與顯示表或DCS相連,顯示表或(DCS)卡件應是頻率信號輸入和頻率信號卡件,最好中間不進行轉換,以提高測量精度。還要注意輸出信號的不同,與其他設備連接時,可采用三線制傳輸或二線制傳輸。
(4)如果測量需要溫度、壓力補償,需要在傳感器附近測壓力和溫度時,測壓點應安裝在傳感器下游的3~5D處,測溫點應在傳感器下游的6~8D處。
總之,流量儀表的安裝和驗收必須符合GB50093-2002《自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范》中的有關規(guī)定。
3.2 流量儀表的準確度
流量測量系統(tǒng)安裝完成并投入運行后,流量儀表的準確度與安裝是否規(guī)范,運行的實際工藝參數(shù)與當初的設計情況是否一致等各種因素有關,多少會給流量測量系統(tǒng)帶來附加誤差。系統(tǒng)的準確度等級就不是測量結果的準確度等級(姑且稱為現(xiàn)場準確度),而國標GB1787—2006中對流量測量系統(tǒng)準確度的要求是現(xiàn)場準確度,它是實驗室準確度(產品銘牌上標注的準確度)與現(xiàn)場附加誤差的合成。而現(xiàn)場附加誤差與流量儀表是否規(guī)范安裝、現(xiàn)場工況工藝參數(shù)、儀表運行的參數(shù)設置、溫度、壓力、流速等有關。為保證流量儀表的現(xiàn)場準確度,應注意如下幾個問題。
3.2.1 規(guī)范設計、安裝和良好的運行工況
為保證流量儀表的準確度,要從設計開紿,流量儀表在設計、選型和定貨時,工藝(儀表)專業(yè)要向生產廠家提供準確的工藝參數(shù)和流體測量參數(shù)。由于(孔板)流量計的設計計算都有專業(yè)的計算機輔助設計(軟件),設計計算十分方便,工藝參數(shù)越詳細,越接近實際工況。流量儀表的規(guī)范選型是對今后的運行和測量準確度的保證。對工藝而言,良好穩(wěn)定的工藝過程對保證流量儀表準確度具有重要的意義。
3.2.2 量程配套、差壓信號開方和小信號切除
在氯堿企業(yè),使用差壓式(孔扳)流量計檢測流量居首位,整套裝置由節(jié)流裝置和二次儀表(差壓變送器和流量顯示儀)組成,可由不同的廠家生產配套。因此,差壓變送器和顯示儀的量程要和節(jié)流裝置量程一致,差壓變送器的輸出是沒有開方過的信號,顯示儀就要有開方功能,如果沒有,中間環(huán)節(jié)要加開方器,由于差壓與流量為平方關系,在流量下限測量,差壓變送器的下限誤差顯著增加,使用顯示(積算)儀或在流量控制系統(tǒng)中要注意小信號切除。
3.2.3 智能儀表和補償公式的合理選擇
由于計算機技術的發(fā)展和數(shù)字化、智能化儀表的出現(xiàn),使流量測量的溫度、壓力補償變得比較容易。流量信號與DCS、PLC組成流量測量系統(tǒng)時,因各公司開發(fā)的模塊、軟件(補償?shù)臄?shù)學模型)不同而有不同的選擇。智能化流量顯示(累積)儀,參數(shù)的設定決定了補償(公式)方式的選擇,在設定時應注意壓力、溫度單位、小數(shù)點、標準狀態(tài)等,以防選錯。另外,影響流量測量準確度的還有濕度,如飽和蒸汽的測量,隨著輸送距離的增長,濕度的變化較大,對測量數(shù)據(jù)影響很大,但因技術條件所限,目前還無法解決,只能以供、需雙方認同的流量系數(shù)對結算的流量數(shù)值進行修正。
3.2.4 保持儀表良好的運行狀態(tài)
為保證流量儀表的準確度,應作好儀表的維護工作,發(fā)現(xiàn)問題及時處理,使儀表紿終運行在良好的狀態(tài)下。還要從人員、制度、技術培訓等方面著手,人員的培訓和專業(yè)技術水平的提高也是計量管理的重要方面。
當發(fā)現(xiàn)流量測量有問題時,在排除儀表本身故障后,要從工藝過程及設備上找原因,分析工藝過程和設備是否有問題,人員是否操作不當,流量實際工況是否偏離設計工況甚大等。例如,工藝管道上安裝的孔板,如果長期運行在超過設計的溫度、壓力、流速等情況下,會有孔板變形、口孔銳化等故障發(fā)生,使流量系數(shù)偏離標準值,這類故障一般較難發(fā)現(xiàn),只有對測量數(shù)據(jù)的長期跟蹤、分折才能作出判斷,并要拆卸后才能作出最終判斷,這類問題應當引起重視。
4 流量儀表的管理
4.1 人員和制度管理
流量測量系統(tǒng)的運行、維護和管理是一項技術性很強的工作,應安排有一定專業(yè)技術水平和計量管理知識的人員從事此頂工作。流量儀表的使用、維護、檢定和管理應有相應的管理部門,各類人員各負其責,管理人員對外與上級計量主管部門進行信息溝通,解決貿易計量糾紛,對內宣傳計量知識,調解內部計量糾紛。使用、運行維護人員要經過專業(yè)技術培訓,持證上崗。值得注意的是,運行維護人員和抄表人員應分開,以示計量公正。特別是用于貿易結算和成本考核的流量儀表,應有專門的人員負責運行和維護。
人員的管理是建立在一定的管理制度基礎上的,因此,要結合ISO010012:2000《測量管理體系—測量過程和測量設備》的要求,建立一整套完善的計量管理體系和制度,管理部門應制定《流量儀表運行管理制度》和《計量人員管理制度》,根據(jù)流量儀表的不同用途實行重點管理和一般管理。對用于貿易結算、成本考核和過程控制的流量儀表實行重點管理,其他的流量儀表實行一般管理。建立流量儀表的設備管理臺帳,依據(jù)國家有關法律規(guī)定和檢定規(guī)程編制《流量儀表的強檢計劃》和《流量儀表的周檢(校準)計劃》。對用于貿易結算的流量儀表,定期聯(lián)系有資質的檢定機構,依法進行強制檢定(或送檢),以保證流量儀表準確、合法的使用。對一般管理的流量儀表,為保證流量測量系統(tǒng)的準確性,應根據(jù)計劃進行(示值)周檢或校準,可根據(jù)不同的介質采用容積法、稱重法和標準表法以保證其準確性和可靠運行。維護人員要進行專業(yè)技術培訓,學習有關計量方面的政策、法規(guī),提高技術和業(yè)務水平。
4.2 維護和管理
雖然流量儀表可靠性較高,但要確保流量儀表準確、穩(wěn)定運行,日常維護工作是不可少的。在氯堿企業(yè),由于測量介質的不同,各種類型的流量儀表使用較多,對維護和管理提出了更高的要求。由于各類流量儀表的測量原理不同,有不同的結構形式,安裝、維護人員需要了解各種流量儀表的測量原理、結構、特點以及流量信號轉換過程中的各環(huán)節(jié),認真、仔細閱讀產品使用說明書,按要求進行安裝和維護,以保證流量儀表的正常運行和精確測量。流量儀表維護人員每天要對所管轄的儀表進行認真的巡回檢查,定期排污(氣),定期進行系統(tǒng)維護,及時處理故障,利用系統(tǒng)計量運行的間隔對系統(tǒng)一、二次表的機械、電氣零位進行校準。在有可能、有條件的情況下,可對流量系統(tǒng)的示值準確性進行比對校驗,常用的有物料平衡法、熱量平衡法和設備能力估算法,同時,應作好累計流量數(shù)據(jù)的記錄,防止數(shù)據(jù)丟失。要經常分析流量計量數(shù)據(jù),若發(fā)現(xiàn)偏離正常計量值,要及時查明原因,如屬儀表故障,要及時處理;屬工況偏離設計值,可根據(jù)計量結果對系統(tǒng)進行參數(shù)調整或系數(shù)修正。要結合企業(yè)每年的設備系統(tǒng)大修,及時合理地安排計劃檢修、周檢(校準)、強檢工作,以保證流量儀表始終運行在最佳工作狀態(tài)。
4.3 數(shù)據(jù)管理
隨著企業(yè)全面走向市場化,經營和物流管理進一步深化,對外貿易結算、對內成本核算都較嚴格,使得流量計量顯得更加重要。而流量儀表數(shù)字化、智能化和計算機管理得到了廣泛應用,很多企業(yè)都建立了能源計量網(wǎng),給流量計量的數(shù)據(jù)管理帶來很大方便。有效地管理流量計量數(shù)據(jù),提高企業(yè)信息管理水平,是每一個企業(yè)應考慮的問題。根據(jù)計量管理體系的要求,應做好如下工作:收集、保管好隨流量儀表的設計、計算、制造、安裝的各種文件資料,建立流量儀表的技術(運行、檢定、證書等)檔案;實行計算機管理的,要對用于貿易結算、成本核算等重要數(shù)據(jù)進行備份,并實行分級管理,防止數(shù)據(jù)丟失,確保數(shù)據(jù)安全,這也是防止弄虛作假的有效手段;對用于結算、上報、上傳的流量數(shù)據(jù),要有審核、審批手續(xù),并根據(jù)管理體系的要求確定保存時間,做到數(shù)據(jù)上傳準確及時、數(shù)據(jù)共享、統(tǒng)計查詢、實時監(jiān)控分析,為上級領導生產決策、貿易經營、解決計量糾紛提供有效的流量(計量)數(shù)據(jù)。
5 結束語
雖然現(xiàn)在有很多新型流量儀表出現(xiàn),并在一定范圍內運行情況良好,但核心問題是它們沒有國家標準作為技術支持。特別是用于貿易結算,發(fā)生計量糾紛時,使用者承擔著一定的技術和計量風險。因此,有60%以上的氯堿企業(yè)使用差壓式流量計測量流量。從技術角度看,差壓式(孔板)流量計的孔板、孔板前后直管段、差壓變送器、顯示(積算)表、導壓管的正確設計計算、選型、調校、安裝等是十分重要的工作。從計量管理角度看,流量儀表是測量設備,還應從采購、流轉和報廢等方面進行管理。隨著國家節(jié)能減排的要求越來越高,流量計的壓損值得考慮,如差壓式(孔板)流量計,固有的缺點是壓力損失大,還沒有好方法解決。雖然有一些專家提出用內錐流量計,但它們的設計和制造目前沒有國家標準,給使用者帶來一定風險。有關論文指出,解決上述問題的方法是采用標準節(jié)流裝置中的噴嘴。因為在同樣流量及β值下,噴嘴壓損一般僅為孔板壓損的30%~40%且有國家標準作為技術支持。從流量儀表的發(fā)展趨勢和節(jié)能的要求看,電磁流量計、超聲波流量計、(科氏)質量流量計等在氯堿企業(yè)有廣闊的應用前景,但還應在穩(wěn)定性上有所改進,價格上有所降低。為此,要積極探討各類新型流量儀表的性能,逐步使用技術先進、節(jié)能、安裝維護方便的流量儀表,以滿足氯堿流量測量的需求。
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1 氯堿企業(yè)常用的流量儀表
1.1 氯堿企業(yè)生產的特點
氯堿企業(yè)生產過程的工藝及設備復雜,各設備之間多以管道相連。生產所需的原材料和產品多以液態(tài)、氣態(tài)存在,大多有毒、有害、有腐蝕性、易燃、易爆,一些產品或中間體含有固體微粒的乳液或多種物質的混合液。由此可知,由于化工生產過程的復雜性和危險性,各種流量參數(shù)的測量是不可缺少的。
1.2 流量測量儀表的分類
流量可用體積流量和質量流量來表示,流量計是測量流體流量的的儀表,能顯示和記錄流體的瞬時流量值,也可累計某段時間內流體的總量。
常用的流量儀表可分為3大類。
(1)速度式流量計,以測量流體在管道中的流速作為測量依據(jù)來計算流量的儀表。主要有差壓式流量計、變面積流量計、電磁流量計、漩渦流量計、超聲波流量計、轉子流量計和葉輪水表等。
(2)容積式流量計,以單位時間內所排出的流體固定容積的數(shù)目作為測量依據(jù)。主要有橢圓齒輪流量計、腰輪流量計、刮板式流量計等。
(3)質量流量儀表,檢測流體在管道中流過的質量。其特點是測量精度高,測量過程中不受流體的溫度、壓力、密度、黏度等變化影響,是較為理想的貿易結算和精密計量控制的儀表。
2 流量儀表的選配
各種流量儀表測量方法都是建立在不同的原理上,各種流量儀表具有各自不同的特點和適用場合,要綜合儀表本身的特點、對象特性、安裝條件、使用環(huán)境以及經濟性等緒多因素來選擇流量測量儀表。流量儀表選配的總原則:差壓式流量計,應根據(jù)《化工裝置自控工程設計規(guī)定》中有關工程/設計規(guī)定,流量孔板工程設計標準可采用GB/T2624—2000。取壓方式可采用法蘭取壓或角接取壓。前后直管段必須滿足一般規(guī)定,用于精確測量時,由制造廠成套供應;其他各類型的流量儀表的選配應本著《化工裝置自控工程設計規(guī)定》中有關工程/設計規(guī)定的原則,認真閱讀生產廠家提供的有關資料(產品選型樣本、使用說明書等)進行設計、選型,以滿足不同工況的需求。應注意的是,氯堿企業(yè)對流量儀表的防腐性和防爆性有特殊的要求和規(guī)定。
2.1 生產控制系統(tǒng)中的流量儀表
在氯堿生產控制系統(tǒng)中,流量調節(jié)是一種常用的控制方式。流量儀表提供控制系統(tǒng)的測量信號,流量信號的可靠性、穩(wěn)定性是保證完成自控調節(jié)的關鍵,因此,流量儀表(信號)的選擇應將可靠性、穩(wěn)定性放在第一位。根據(jù)不同介質的測量控制可采用不同的流量儀表,對無腐蝕、潔凈的流體,可選用孔板流量計或漩渦流量計;對有腐蝕的流體(酸、堿、鹽)或含有固體顆粒的流體可選用電磁流量計;需要精確計量或控制的,可選用質量流量計、橢圓齒輪流量計。流量控制調節(jié)系統(tǒng)一般都采用調節(jié)閥控制管道出口(回流)的流量,而流量儀表對上、下游直管段都有一定的要求,為保證流量儀表測量的準確性,提高系統(tǒng)控制的可靠性,流量控制系統(tǒng)中的調節(jié)閥最好裝在流量儀表的下游(大于10D)處。近年來,由于變頻技術的發(fā)展,流量控制系統(tǒng)可由流量儀表(或壓力變送器)結合變頻器組成,由控制調節(jié)閥改為控制電機轉速達到控制流量(壓力)的目的。此類流量計節(jié)能,且對流量儀表的準確度沒有影響,值得推廣應用。
2.2 流量儀表用于盤面指示和現(xiàn)場指示
在氯堿生產過程中,一些流量儀表不參與控制,只作盤面指示,供現(xiàn)場運行人員操作時參考,或現(xiàn)場加料顯示流量,提醒操作人員?装辶髁坑嫛㈦姶帕髁坑、渦街流量計、金屬轉子流量計等配合數(shù)顯儀表或記錄儀表等均可實現(xiàn)。作現(xiàn)場指示用的,一般可選用玻璃管轉子流量計,壓力較高的可選用金屬管轉子流量計。此類流量儀表的選配以顯示清晰、方便操作為主。
2.3 流量儀表用于貿易結算和成本考核
在氯堿企業(yè)中用于貿易結算、成本考核和主要次級用能單位和主要用能設備上的流量儀表,其測量精度應放在第一位,儀表的重復性和可靠性也是很重要的。根據(jù)不同介質和不同的交接節(jié)點可采用不同的流量儀表進行計量,要有瞬時流量指示和累加(積)流量顯示。所選流量計量儀表應符合國標GB1767-2006《用能單位能源計量器具配備和管理通則》中的有關規(guī)定,對一些流量(蒸汽、天然氣等)為強制性要求配備的計量器具,其準確等級要求亦是強制性的。需要指出的是,用于貿易結算的流量儀表盡可能采用有國際、國家標準支持的,一旦發(fā)生計量異議,有標準支持的流量儀表數(shù)據(jù)在解決計量異議方面最具有權威性。以孔板流量計為例,其最大特點是流量計有權威的標準為依據(jù),檢測件結構易于復制、簡單牢固、性能可靠、使用期限長、壓力及溫度的使用范圍寬、價格低廉、無須實流校準便可投用。
3 流量儀表安裝、運行時應注意的事項
3.1 安裝時的注意事項
正確安裝才能保證儀表固有的計量特性(準確度)。安裝人員要仔細閱讀配管圖和流量儀表的安裝使用說明書,按技術規(guī)范要求和流量說明書中的技術指南去做有助于成功安裝。
(1)安裝前的檢查和校準。在新安裝的工藝設備管道上安裝流量儀表,必須在管道吹掃干凈后才可進行安裝,二次儀表(包括差壓變送器,各類轉換、顯示、累積儀)要進行校準,合格后方可安裝。對節(jié)流元件(孔板),如果從設計、制造、安裝過程都嚴格遵守標準規(guī)定,測量精度是有保證的。
(2)流量儀表遠傳(電)信號線盡可能遠離動力線,防止電磁干擾。測量氣(液)態(tài)流量要有排液(氣)閥門。前后直管段要滿足要求,并要注意管道上阻流元件的位置。流量儀表本體上標注的方向要和介質流動的方向一致。無論何種流量儀表最好不要裝在離泵較近的管道上。對電磁流量計、超聲波流量計等,要注意儀表附近是否有大的電磁干擾源(大電機、大型變壓器等)。管道的振動對質量流量計和渦街流量計的測量影響很大。
(3)流量儀表與顯示儀表、DCS卡件、轉換等設備連接時,應注意輸出負載電阻的匹配和信號轉換。如果流量儀表輸出是頻率信號(橢圓齒輪流量計、渦街流量計等),輸出信號與顯示表或DCS相連,顯示表或(DCS)卡件應是頻率信號輸入和頻率信號卡件,最好中間不進行轉換,以提高測量精度。還要注意輸出信號的不同,與其他設備連接時,可采用三線制傳輸或二線制傳輸。
(4)如果測量需要溫度、壓力補償,需要在傳感器附近測壓力和溫度時,測壓點應安裝在傳感器下游的3~5D處,測溫點應在傳感器下游的6~8D處。
總之,流量儀表的安裝和驗收必須符合GB50093-2002《自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范》中的有關規(guī)定。
3.2 流量儀表的準確度
流量測量系統(tǒng)安裝完成并投入運行后,流量儀表的準確度與安裝是否規(guī)范,運行的實際工藝參數(shù)與當初的設計情況是否一致等各種因素有關,多少會給流量測量系統(tǒng)帶來附加誤差。系統(tǒng)的準確度等級就不是測量結果的準確度等級(姑且稱為現(xiàn)場準確度),而國標GB1787—2006中對流量測量系統(tǒng)準確度的要求是現(xiàn)場準確度,它是實驗室準確度(產品銘牌上標注的準確度)與現(xiàn)場附加誤差的合成。而現(xiàn)場附加誤差與流量儀表是否規(guī)范安裝、現(xiàn)場工況工藝參數(shù)、儀表運行的參數(shù)設置、溫度、壓力、流速等有關。為保證流量儀表的現(xiàn)場準確度,應注意如下幾個問題。
3.2.1 規(guī)范設計、安裝和良好的運行工況
為保證流量儀表的準確度,要從設計開紿,流量儀表在設計、選型和定貨時,工藝(儀表)專業(yè)要向生產廠家提供準確的工藝參數(shù)和流體測量參數(shù)。由于(孔板)流量計的設計計算都有專業(yè)的計算機輔助設計(軟件),設計計算十分方便,工藝參數(shù)越詳細,越接近實際工況。流量儀表的規(guī)范選型是對今后的運行和測量準確度的保證。對工藝而言,良好穩(wěn)定的工藝過程對保證流量儀表準確度具有重要的意義。
3.2.2 量程配套、差壓信號開方和小信號切除
在氯堿企業(yè),使用差壓式(孔扳)流量計檢測流量居首位,整套裝置由節(jié)流裝置和二次儀表(差壓變送器和流量顯示儀)組成,可由不同的廠家生產配套。因此,差壓變送器和顯示儀的量程要和節(jié)流裝置量程一致,差壓變送器的輸出是沒有開方過的信號,顯示儀就要有開方功能,如果沒有,中間環(huán)節(jié)要加開方器,由于差壓與流量為平方關系,在流量下限測量,差壓變送器的下限誤差顯著增加,使用顯示(積算)儀或在流量控制系統(tǒng)中要注意小信號切除。
3.2.3 智能儀表和補償公式的合理選擇
由于計算機技術的發(fā)展和數(shù)字化、智能化儀表的出現(xiàn),使流量測量的溫度、壓力補償變得比較容易。流量信號與DCS、PLC組成流量測量系統(tǒng)時,因各公司開發(fā)的模塊、軟件(補償?shù)臄?shù)學模型)不同而有不同的選擇。智能化流量顯示(累積)儀,參數(shù)的設定決定了補償(公式)方式的選擇,在設定時應注意壓力、溫度單位、小數(shù)點、標準狀態(tài)等,以防選錯。另外,影響流量測量準確度的還有濕度,如飽和蒸汽的測量,隨著輸送距離的增長,濕度的變化較大,對測量數(shù)據(jù)影響很大,但因技術條件所限,目前還無法解決,只能以供、需雙方認同的流量系數(shù)對結算的流量數(shù)值進行修正。
3.2.4 保持儀表良好的運行狀態(tài)
為保證流量儀表的準確度,應作好儀表的維護工作,發(fā)現(xiàn)問題及時處理,使儀表紿終運行在良好的狀態(tài)下。還要從人員、制度、技術培訓等方面著手,人員的培訓和專業(yè)技術水平的提高也是計量管理的重要方面。
當發(fā)現(xiàn)流量測量有問題時,在排除儀表本身故障后,要從工藝過程及設備上找原因,分析工藝過程和設備是否有問題,人員是否操作不當,流量實際工況是否偏離設計工況甚大等。例如,工藝管道上安裝的孔板,如果長期運行在超過設計的溫度、壓力、流速等情況下,會有孔板變形、口孔銳化等故障發(fā)生,使流量系數(shù)偏離標準值,這類故障一般較難發(fā)現(xiàn),只有對測量數(shù)據(jù)的長期跟蹤、分折才能作出判斷,并要拆卸后才能作出最終判斷,這類問題應當引起重視。
4 流量儀表的管理
4.1 人員和制度管理
流量測量系統(tǒng)的運行、維護和管理是一項技術性很強的工作,應安排有一定專業(yè)技術水平和計量管理知識的人員從事此頂工作。流量儀表的使用、維護、檢定和管理應有相應的管理部門,各類人員各負其責,管理人員對外與上級計量主管部門進行信息溝通,解決貿易計量糾紛,對內宣傳計量知識,調解內部計量糾紛。使用、運行維護人員要經過專業(yè)技術培訓,持證上崗。值得注意的是,運行維護人員和抄表人員應分開,以示計量公正。特別是用于貿易結算和成本考核的流量儀表,應有專門的人員負責運行和維護。
人員的管理是建立在一定的管理制度基礎上的,因此,要結合ISO010012:2000《測量管理體系—測量過程和測量設備》的要求,建立一整套完善的計量管理體系和制度,管理部門應制定《流量儀表運行管理制度》和《計量人員管理制度》,根據(jù)流量儀表的不同用途實行重點管理和一般管理。對用于貿易結算、成本考核和過程控制的流量儀表實行重點管理,其他的流量儀表實行一般管理。建立流量儀表的設備管理臺帳,依據(jù)國家有關法律規(guī)定和檢定規(guī)程編制《流量儀表的強檢計劃》和《流量儀表的周檢(校準)計劃》。對用于貿易結算的流量儀表,定期聯(lián)系有資質的檢定機構,依法進行強制檢定(或送檢),以保證流量儀表準確、合法的使用。對一般管理的流量儀表,為保證流量測量系統(tǒng)的準確性,應根據(jù)計劃進行(示值)周檢或校準,可根據(jù)不同的介質采用容積法、稱重法和標準表法以保證其準確性和可靠運行。維護人員要進行專業(yè)技術培訓,學習有關計量方面的政策、法規(guī),提高技術和業(yè)務水平。
4.2 維護和管理
雖然流量儀表可靠性較高,但要確保流量儀表準確、穩(wěn)定運行,日常維護工作是不可少的。在氯堿企業(yè),由于測量介質的不同,各種類型的流量儀表使用較多,對維護和管理提出了更高的要求。由于各類流量儀表的測量原理不同,有不同的結構形式,安裝、維護人員需要了解各種流量儀表的測量原理、結構、特點以及流量信號轉換過程中的各環(huán)節(jié),認真、仔細閱讀產品使用說明書,按要求進行安裝和維護,以保證流量儀表的正常運行和精確測量。流量儀表維護人員每天要對所管轄的儀表進行認真的巡回檢查,定期排污(氣),定期進行系統(tǒng)維護,及時處理故障,利用系統(tǒng)計量運行的間隔對系統(tǒng)一、二次表的機械、電氣零位進行校準。在有可能、有條件的情況下,可對流量系統(tǒng)的示值準確性進行比對校驗,常用的有物料平衡法、熱量平衡法和設備能力估算法,同時,應作好累計流量數(shù)據(jù)的記錄,防止數(shù)據(jù)丟失。要經常分析流量計量數(shù)據(jù),若發(fā)現(xiàn)偏離正常計量值,要及時查明原因,如屬儀表故障,要及時處理;屬工況偏離設計值,可根據(jù)計量結果對系統(tǒng)進行參數(shù)調整或系數(shù)修正。要結合企業(yè)每年的設備系統(tǒng)大修,及時合理地安排計劃檢修、周檢(校準)、強檢工作,以保證流量儀表始終運行在最佳工作狀態(tài)。
4.3 數(shù)據(jù)管理
隨著企業(yè)全面走向市場化,經營和物流管理進一步深化,對外貿易結算、對內成本核算都較嚴格,使得流量計量顯得更加重要。而流量儀表數(shù)字化、智能化和計算機管理得到了廣泛應用,很多企業(yè)都建立了能源計量網(wǎng),給流量計量的數(shù)據(jù)管理帶來很大方便。有效地管理流量計量數(shù)據(jù),提高企業(yè)信息管理水平,是每一個企業(yè)應考慮的問題。根據(jù)計量管理體系的要求,應做好如下工作:收集、保管好隨流量儀表的設計、計算、制造、安裝的各種文件資料,建立流量儀表的技術(運行、檢定、證書等)檔案;實行計算機管理的,要對用于貿易結算、成本核算等重要數(shù)據(jù)進行備份,并實行分級管理,防止數(shù)據(jù)丟失,確保數(shù)據(jù)安全,這也是防止弄虛作假的有效手段;對用于結算、上報、上傳的流量數(shù)據(jù),要有審核、審批手續(xù),并根據(jù)管理體系的要求確定保存時間,做到數(shù)據(jù)上傳準確及時、數(shù)據(jù)共享、統(tǒng)計查詢、實時監(jiān)控分析,為上級領導生產決策、貿易經營、解決計量糾紛提供有效的流量(計量)數(shù)據(jù)。
5 結束語
雖然現(xiàn)在有很多新型流量儀表出現(xiàn),并在一定范圍內運行情況良好,但核心問題是它們沒有國家標準作為技術支持。特別是用于貿易結算,發(fā)生計量糾紛時,使用者承擔著一定的技術和計量風險。因此,有60%以上的氯堿企業(yè)使用差壓式流量計測量流量。從技術角度看,差壓式(孔板)流量計的孔板、孔板前后直管段、差壓變送器、顯示(積算)表、導壓管的正確設計計算、選型、調校、安裝等是十分重要的工作。從計量管理角度看,流量儀表是測量設備,還應從采購、流轉和報廢等方面進行管理。隨著國家節(jié)能減排的要求越來越高,流量計的壓損值得考慮,如差壓式(孔板)流量計,固有的缺點是壓力損失大,還沒有好方法解決。雖然有一些專家提出用內錐流量計,但它們的設計和制造目前沒有國家標準,給使用者帶來一定風險。有關論文指出,解決上述問題的方法是采用標準節(jié)流裝置中的噴嘴。因為在同樣流量及β值下,噴嘴壓損一般僅為孔板壓損的30%~40%且有國家標準作為技術支持。從流量儀表的發(fā)展趨勢和節(jié)能的要求看,電磁流量計、超聲波流量計、(科氏)質量流量計等在氯堿企業(yè)有廣闊的應用前景,但還應在穩(wěn)定性上有所改進,價格上有所降低。為此,要積極探討各類新型流量儀表的性能,逐步使用技術先進、節(jié)能、安裝維護方便的流量儀表,以滿足氯堿流量測量的需求。
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