發布日期：2022-10-09 點擊率：75
摘 要： 論述了流量儀表在氯堿生產應用中的選配、安裝和運行的注意事項，提出了人員、制度、數據和校驗等方面的管理要求。多角度地指出了確保流量儀表準確性應注意的問題。
關鍵字： 流量儀表 計量管理 選用 檢定 維護
1 氯堿企業常用的流量儀表
1.1 氯堿企業生產的特點
氯堿企業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、氣態存在，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目作為測量依據。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《化工裝置自控工程設計規定》中有關工程/設計規定，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定》中有關工程/設計規定的原則，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，氯堿企業對流量儀表的防腐性和防爆性有特殊的要求和規定。
2.1 生產控制系統中的流量儀表
在氯堿生產控制系統中，流量調節是一種常用的控制方式。流量儀表提供控制系統的測量信號，流量信號的可靠性、穩定性是保證完成自控調節的關鍵，因此，流量儀表（信號）的選擇應將可靠性、穩定性放在第一位。根據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。流量控制調節系統一般都采用調節閥控制管道出口（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，提高系統控制的可靠性，流量控制系統中的調節閥最好裝在流量儀表的下游（大于10D）處。近年來，由于變頻技術的發展，流量控制系統可由流量儀表（或壓力變送器）結合變頻器組成，由控制調節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，供現場運行人員操作時參考，或現場加料顯示流量，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顯儀表或記錄儀表等均可實現。作現場指示用的，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。根據不同介質和不同的交接節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，一旦發生計量異議，有標準支持的流量儀表數據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，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。對節流元件（孔板），如果從設計、制造、安裝過程都嚴格遵守標準規定，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范》中的有關規定。
3.2 流量儀表的準確度
流量測量系統安裝完成并投入運行后，流量儀表的準確度與安裝是否規范，運行的實際工藝參數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帶來附加誤差。系統的準確度等級就不是測量結果的準確度等級（姑且稱為現場準確度），而國標GB1787—2006中對流量測量系統準確度的要求是現場準確度，它是實驗室準確度（產品銘牌上標注的準確度）與現場附加誤差的合成。而現場附加誤差與流量儀表是否規范安裝、現場工況工藝參數、儀表運行的參數設置、溫度、壓力、流速等有關。為保證流量儀表的現場準確度，應注意如下幾個問題。
3.2.1 規范設計、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）專業要向生產廠家提供準確的工藝參數和流體測量參數。由于（孔板）流量計的設計計算都有專業的計算機輔助設計（軟件），設計計算十分方便，工藝參數越詳細，越接近實際工況。流量儀表的規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，使用差壓式（孔扳）流量計檢測流量居首位，整套裝置由節流裝置和二次儀表（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，中間環節要加開方器，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展和數字化、智能化儀表的出現，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組成流量測量系統時，因各公司開發的模塊、軟件（補償的數學模型）不同而有不同的選擇。智能化流量顯示（累積）儀，參數的設定決定了補償（公式）方式的選擇，在設定時應注意壓力、溫度單位、小數點、標準狀態等，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，對測量數據影響很大，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對結算的流量數值進行修正。
3.2.4 保持儀表良好的運行狀態
為保證流量儀表的準確度，應作好儀表的維護工作，發現問題及時處理，使儀表紿終運行在良好的狀態下。還要從人員、制度、技術培訓等方面著手，人員的培訓和專業技術水平的提高也是計量管理的重要方面。
當發現流量測量有問題時，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、口孔銳化等故障發生，使流量系數偏離標準值，這類故障一般較難發現，只有對測量數據的長期跟蹤、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，依據國家有關法律規定和檢定規程編制《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的準確性，應根據計劃進行（示值）周檢或校準，可根據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技術培訓，學習有關計量方面的政策、法規，提高技術和業務水平。
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、穩定運行，日常維護工作是不可少的。在氯堿企業，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節，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），定期進行系統維護，及時處理故障，利用系統計量運行的間隔對系統一、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，應作好累計流量數據的記錄，防止數據丟失。要經常分析流量計量數據，若發現偏離正常計量值，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，可根據計量結果對系統進行參數調整或系數修正。要結合企業每年的設備系統大修，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。
4.3 數據管理
隨著企業全面走向市場化，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。而流量儀表數字化、智能化和計算機管理得到了廣泛應用，很多企業都建立了能源計量網，給流量計量的數據管理帶來很大方便。有效地管理流量計量數據，提高企業信息管理水平，是每一個企業應考慮的問題。根據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、成本核算等重要數據進行備份，并實行分級管理，防止數據丟失，確保數據安全，這也是防止弄虛作假的有效手段；對用于結算、上報、上傳的流量數據，要有審核、審批手續，并根據管理體系的要求確定保存時間，做到數據上傳準確及時、數據共享、統計查詢、實時監控分析，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）數據。
5 結束語
雖然現在有很多新型流量儀表出現，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。從流量儀表的發展趨勢和節能的要求看，電磁流量計、超聲波流量計、（科氏）質量流量計等在氯堿企業有廣闊的應用前景，但還應在穩定性上有所改進，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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