流量表能否準(zhǔn)確的測(cè)量煤焦油流量?

【專家解說(shuō)】：可以 　　一、 流量?jī)x表的可靠性及測(cè)量精度問(wèn)題 　?。ㄒ唬┝髁?jī)x表的可靠性 　　流量?jī)x表一般都是由一次儀表（如節(jié)流裝置及渦街傳感器）、變送器（如差壓變送器、壓力變送器、溫度變送器），及二次儀表（如流量積算儀）組成，考察流量?jī)x表的可靠性，應(yīng)分別考察一次儀表、變送器及二次儀表的可靠性。以孔板差壓流量計(jì)為例，孔板作為差壓流量計(jì)的一次儀表，目前市場(chǎng)上有分體式和一體式兩類結(jié)構(gòu)，從使用情況看，一體式孔板要比分體式孔板可靠得多，為什么使用了近百年的分體式結(jié)構(gòu)沒(méi)有一體式孔板可靠呢？原因就在于分體式結(jié)構(gòu)中，從前后環(huán)室至冷凝罐之間有兩段碳鋼材質(zhì)的導(dǎo)壓管和截止閥，碳鋼材質(zhì)的導(dǎo)壓管運(yùn)行一段時(shí)間后容易結(jié)垢而堵塞導(dǎo)壓管，碳鋼材質(zhì)的截止閥和石棉墊片也容易堵塞。經(jīng)常排污可以減少堵塞故障，但每排一次污，都需要較長(zhǎng)時(shí)間才能穩(wěn)定下來(lái)，這對(duì)于貿(mào)易結(jié)算是不合適的。相比之下，一體式孔板采用不銹鋼加工而成，不容易結(jié)垢，也不用排污，使用多年都不會(huì)堵塞，可靠性高于分體式孔板。應(yīng)當(dāng)指出的是目前市場(chǎng)上有許多廠家的一體式孔板產(chǎn)品，由于三閥組和管接頭的質(zhì)量不過(guò)關(guān)，而存在微漏現(xiàn)象，少許的微漏將導(dǎo)致很大測(cè)量誤差，這是絕對(duì)不允許的。 　　除一次儀表外，變送器的質(zhì)量在流量測(cè)量中也很重要，它們將被測(cè)流體介質(zhì)的壓力、溫度及節(jié)流裝置前后的差壓信號(hào)轉(zhuǎn)變成為4～20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，變送器的作用在于將不便于運(yùn)算的物性參數(shù)轉(zhuǎn)換成便于運(yùn)算的電流信號(hào)輸出。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的這類產(chǎn)品，普遍存在性能不可靠，使用壽命短等缺點(diǎn)，因此流量?jī)x表中配用的這些產(chǎn)品，必須嚴(yán)格挑選，否則會(huì)影響流量?jī)x表的性能?？装宀顗毫髁坑?jì)的二次儀表，通常稱為流量積算儀，近年來(lái)，流量積算儀均已智能化，只不過(guò)不同的生產(chǎn)廠家智能化的程度不同。由于用芯片代替原始的分離元件，可靠性得到了很大提高。目前市場(chǎng)上的流量積算儀大致分為萬(wàn)用型和專用型兩種，萬(wàn)用型流量積算儀通過(guò)硬件設(shè)置，可與差壓流量計(jì)、渦街流量計(jì)或其它流量計(jì)配用，可測(cè)量過(guò)熱蒸汽、飽和蒸汽、氣體及液體等不同介質(zhì)的流量。專用型流量積算儀硬件設(shè)置少，不像萬(wàn)用型流量積算儀那樣，任何流體介質(zhì)都適用，對(duì)于不同的流體介質(zhì)，需要更換軟件。從儀表可靠性看，儀表內(nèi)電子線路的集成度越高，芯片越少，器件越少，可靠性越高。因此，專用型流量積算儀的可靠性比萬(wàn)用型流量積算儀要高得多。 　　同孔板差壓流量計(jì)一樣，考察渦街流量計(jì)的可靠性，也應(yīng)從渦街傳感器、變送器（壓力變送器，溫度變送器）及流量積算儀分別考察。渦街傳感器將被測(cè)流體的流速轉(zhuǎn)變成頻率信號(hào)，頻率信號(hào)與流速成比例，因此測(cè)取了頻率就知道了流速。頻率的測(cè)量方法有很多，最常用的有電容和壓電晶體兩種，我國(guó)渦街流量計(jì)生產(chǎn)廠大都使用后者。渦街傳感器的可靠性是流量專業(yè)工作者經(jīng)常談?wù)摰脑掝}，特別是國(guó)產(chǎn)渦街傳感器的可靠性，談?wù)摰母?。由于渦街傳感器具有很多優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)使用很多，但有部分國(guó)產(chǎn)渦街傳感器可靠性差，經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象是出廠檢驗(yàn)是合格的，但使用一段時(shí)間，如一或兩年后，渦街傳感器的壓電晶體給不出信號(hào)或渦街傳感器內(nèi)的檢測(cè)放大器無(wú)信號(hào)輸出，造成整個(gè)渦街流量計(jì)無(wú)法使用，用這種流量?jī)x表計(jì)量收費(fèi)是不適合的。 　?。ǘ┝髁?jī)x表的測(cè)量精度 　　流量?jī)x表的測(cè)量精度在相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中是用不確定度來(lái)表示的，流量測(cè)量的不確定度相當(dāng)于統(tǒng)計(jì)學(xué)中標(biāo)準(zhǔn)偏差的兩倍，流量測(cè)量總的不確定度等于流量計(jì)算公式中各參數(shù)不確定度平方和的開(kāi)方。由此可以看出，流量?jī)x表的測(cè)量精度不是只看流量測(cè)量系統(tǒng)中某一部分的精度，如差壓流量計(jì)的節(jié)流孔板和差壓變送器、渦街流量計(jì)中的渦街傳感器，而是整個(gè)流量測(cè)量系統(tǒng)。 　　在談?wù)摿髁績(jī)x表的測(cè)量精度時(shí)，有些使用者錯(cuò)誤地認(rèn)為孔板差壓流量計(jì)是老式流量?jī)x表，測(cè)量精度低，其實(shí)這種說(shuō)法是不正確的。實(shí)際上，幾十年來(lái)孔板差壓流量計(jì)在不斷的演變和完善，過(guò)去無(wú)法解決的問(wèn)題，在儀表智能化后都輕易地解決了。例如，以前孔板是在設(shè)定工況下計(jì)算節(jié)流孔徑d20值，在該工況下，規(guī)定了孔板的流量系數(shù)α，流束膨脹系數(shù)ε，工作狀態(tài)下的孔徑dt及流體密度ρ值，流量?jī)x表在設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行時(shí)誤差最小，只存在流量理論計(jì)算誤差，當(dāng)偏離設(shè)計(jì)工況和設(shè)計(jì)點(diǎn)時(shí)，將會(huì)帶來(lái)許多附加測(cè)量誤差，因此規(guī)定流量的量程比為3:1，也就是三分之一刻度流量以下的流量是不能測(cè)量的。儀表智能化后，從儀表量程的零點(diǎn)至滿點(diǎn)的整個(gè)量程范圍都將是儀表的設(shè)計(jì)工況和設(shè)計(jì)點(diǎn)，儀表將不會(huì)有偏離設(shè)計(jì)工況產(chǎn)生附加測(cè)量誤差的問(wèn)題，儀表的量程范圍將會(huì)大大拓寬。在這種情況下，影響量程范圍的只是差壓變送器的精度和流量積算儀的精度。例如：0.075％精度的差壓變送器在4～20mA電流信號(hào)輸出時(shí)的最大偏差為0.012mA，在量程起始點(diǎn)的電流信號(hào)最大只有4.012 mA，其所對(duì)應(yīng)的流量為刻度流量的2.7％，只有2.7％以下的流量不能測(cè)量。至于流量積算儀的運(yùn)算精度，對(duì)于1臺(tái)高性能的流量積算儀，其運(yùn)算誤差可以忽略不計(jì)?？紤]到其它各種因素，孔板差壓流量計(jì)的量程范圍可到20:1。 　　渦街流量計(jì)的精度取決于渦街傳感器、變送器及流量積算儀。渦街流量計(jì)的精度也可用流量測(cè)量的不確定度表示，流量測(cè)量的不確定度等于渦街頻率的不確定度和流體密度的不確定度平方和的開(kāi)方。渦街頻率的不確定度與渦街傳感器有關(guān)，流體密度的不確定度與壓力變送器和溫度變送器有關(guān)。渦街流量計(jì)的流量與渦街頻率和流體密度二者成比例關(guān)系，這說(shuō)明渦街傳感器與壓力變送器和溫度變送器在確定流量時(shí)是同等重要的。但在實(shí)際使用中，有些人只強(qiáng)調(diào)渦街傳感器，而忽略了壓力變送器和溫度變送器，當(dāng)渦街傳感器運(yùn)行正常，而壓力變送器運(yùn)行不正常，導(dǎo)致流量示值嚴(yán)重偏離真實(shí)流量值時(shí)，還全然不知。 　　流量積算儀的作用在流量測(cè)量系統(tǒng)中非常重要，從某種意義上講，流量?jī)x表的測(cè)量精度主要取決于流量積算儀的功能。以孔板差壓流量計(jì)為例，節(jié)流孔板按標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算加工就可以了，差壓變送器只是將孔板前后的差壓信號(hào)轉(zhuǎn)變成電流信號(hào)，壓力變送器和溫度變送器也只是將壓力信號(hào)、溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變成電流信號(hào)，而流量積算儀則不同，它將利用差壓信號(hào)、壓力信號(hào)和溫度信號(hào)判斷流體的運(yùn)行工況，確定與流量有關(guān)的所有參數(shù)，進(jìn)而計(jì)算真實(shí)質(zhì)量流量或標(biāo)準(zhǔn)體積流量。這種新的流量信號(hào)處理模式已經(jīng)不是人們常提起的溫壓補(bǔ)償模式了，所謂溫壓補(bǔ)償是在原設(shè)定的流體溫度、壓力條件下確定的流量參數(shù)，在實(shí)際運(yùn)行工況下，當(dāng)溫度、壓力波動(dòng)時(shí)，對(duì)原來(lái)已確定的流量參數(shù)進(jìn)行修正補(bǔ)償，而在新的概念中儀表不存在有原始的流量參數(shù)，所有的流量參數(shù)都是在測(cè)量周期瞬間精確計(jì)算確定的。這種新概念處理流量信號(hào)使差壓流量計(jì)煥然一新，它將總的流量測(cè)量誤差減至最小，并且大大拓寬了流量測(cè)量范圍。